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Hermann HENTSCHEL etHans GREGGERSEN Machine à découper les trous de rivets
La présente demande de brevet a trait à une ma- chine à découper les trous de rivets, permettant de dé- couper à l'autogène, en pleine matière, des trous du dia- mètre le plus petit au diamètre le plus grand, peur n'importe quelle épaisseur courante de fer, sans qu'il soit nécessaire de forer un trou au préalable. Il existe déjà des brûleurs, avec lesquels on se propose d'effec-: tuer une fusion du métal, mais ces brûleurs ne répondent en aucune façon aux conditions exigées; ainsi, la tuyère de chauffage s'encrasse ou se scorifie par suite de la faible vitesse de sortie des gaz résultant de la projec- tion en l'air des particules de fer, lors du perçage.
En raison de cet inconvénient essentiel, ces machines sont donc inutilisables pour cet usage.
Il faut veiller à ce que l'oxygène soit amené à l'endroit à percer, non seulement dans-la.conduite à
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oxygène, mais également dans la conduite à mélange gan
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zeux, donc avec une énergie double.
En outre, il faut aussi attacner ae l'importan- ce à ce que, pour le chauffage rapide, les deux tuyères, tuyère à découper de même que la tuyère de chauffage, re- çoivent un mélange a'oxygène et de gaz combustible, et à ce que pendant le découpage exact proprement ait au fer, la tuyère a découper ne reçoive que de l'oxygène, tanais que la tuyère de chauffage doit recevoir un mélange a' o- xygène et ae gaz combustible.
C'est justement pour cela qu'il est nécessaire de chauffer rapidement l'endroit à percer, ae manière que le mélange sortant des deux tuyères effectue un chauffage, intensif et partiel, ae l'enaroit à percer, car c'est précisément ainsi que les parties mé- talliques voisines ne participent pas trop fortement au chauffage, ce qui a pour effet d'assurer, lors du décou- page ultérieur du trou, une coupe exacte et surtout de peu de largeur.
En résumé, l'idée essentielle sur laquelle est casée la présente invention consiste en les points sui- vants :
1.- amener dans les deux tuyères en vue au chauffage rapide de l'endroit à percer, un élane appro-
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prié a' oxybène et de e.z combustible; faire passer ensuite pour le perçage de l'o- xyène seul par les deux tuyères;
3.- faire passer, pour découper exacteuent le trou, de l'oxygène seul par la tuyère ae coupe etun mé- lange d'oxygène et de gaz chaud par la tuyère ae cnuffa- !se.
Pour permettre la réalisation parfaite du but auquel la machine est destinée, il est nécessaire a'éta- blir une construction pratique de la machine elle-même, qui permette un centrale exact et rapide au urûleur, ainsi qu'un service simple et commode de tous les organes.
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Les diverses pièces de liaison sont disposées de manière à avoir une action'certaine, et une importance particuliè- re est attachée à l'appareil de montage construit spécia- lement à cet effet.
Après réglage du brûleur au-dessus uu milieu du trou et chauffage de l'endroit à brûler on perce d'abord le trou, et ensuite on découpe, en partant du centre percé, vers la circonférence du itou à découper. Il faut donc que la grandeur du trou soit au préalable exactement détermi- née, et en outre, lorsque la circonférence est atteinte, il faut que l'outil rencontre une butée, ce qui rend im- possible le découpage d'un trou plus grand que désiré.
Ensuite, par guidage du brûleur en rond, on pro- cède au découpage du trou, sur toute sa périphérie, en pleine matière. C'est justement ce guidage en rond qui doit être effectué très exactement, parce que le moindre retard, au cours de la coupe, provoquépar des obstacles quelconques d'un guidage insuffisant, aurait pour résultat .des irrégularités dans la ligne de coupe, dans le voisina- ge de la périphérie.
La construction de l'appareil de montage, exécu- té spécialement pour la machine précitée, permet de déve- lopper considérablement l'emploi de celle-ci; ainsi,on peut l'appliquer à n'importe quel fer profilé, de force et d'épaisseur quelconques, et cela de manière que le brû- leur puisse couper horizontalement aussi bien que vertica- lement.
Les parties principales de la machine à découper les trous de rivets sont représentées, à titre d'exemple, aux dessins annexés en une forme. d'exécution.
A ces dessins :
Fig. 1 est une coupe latérale ue la tête de la machine et le brûleur
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Fit;.. 2 est un schéma de la disposition des tuyères aes canaux d'amenee de gaz et aes soupapes ;
Fig. 3 est une vue, partie en coupe, du dispo- sitif de montage, disposé sur un support, ainsi que ae la colonne de support et du bras oscillant sur lequel la tête du brûleur est montre: Fil,. 4 représente la colonne ae support et le bras oscillant, en coupe transversale.
Fig. b est une coupe latérale de la pièce arti- culée du bras oscillant.
Au moyen du dispositif spécial de montage, l'ap- pareil peut être monté sur n'importe quel fer profilé, barre, etc.... Sur l'appareil de montage sont disposées deux douilles 1 et 2 qui, pourvues de pinces 4, servent à la mise en place de l'appareil dans la position horizon- tale et aans la position verticale. La vis 5 est montée tournante dans la colonne 3, par l'intermédiaire du vo- lant 6.
La pièce de fer plat 7, à laquelle on donne une épaisseur suffisante, est terminée en crochet 8 à l'une de ses extrémités, et est conformée pour s'ajuster aux épais- seurs usuelles aes fers prof ilés. Une pièce coulissante 9 pouvant coulisser sur le fer plat 7, possède deux bras 10 et 11, entre lesquels, comme on le voit à la figure 5, tout fer profilé peut' être serré, d'une manière absolument sûre, au moyen de la vis 12.
Sur la vis 5 est fixée, d'une manière appropriée quelconque, une bride 13 qui monte et descend avec la vis dans la rainure 14,et qui fait monter ou descendre ainsi la pièce 15, solidaire au bras oscillant 16. Le aras oscil- lant est fait en deux parties 15,17, la partie 17 pouvant osciller sur 15 autour au boulon 18, tandis que les aeux
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parties peuvent osciller ensemble sur la colonne 3. Cette,.
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disposition permet d'atteindre, au moyen du brûleur monté sur 17, un point quelconque de l'intérieur de la surface circulaire que forme le bras oscillant complètement éten- du.
Après ajustement du brûleur sur l'endroit à percer, il faut serrer à fond tous les raccords et en particulier l'articulation du boulon 18, et cela de manière qu'il soit absolument impossible que le brûleur puisse s'ecar- ter de la position pour laquelle il aura été réglé. Les parties 15 et 17 du bras oscillant s'engagent l'une dans l'autre autour du boulon 18 ; lapièce cunéiforme 19 est montée chaude dans le bras 17. On met ensuite en place le coin annulaire 20 et on introduit le boulon 18. On introduit ensuite par en dessous le coin annulaire 21 et on serre les boulons et les coins, par l'intermédiaire de l'éorou à ailettes 22. Avec cette disposition, un quart de tour de l'écrou à ailettes pour effectuer l'immobili- sation parfaite des deux bras oscillants 15 et 17. Les coins annulaires sont pourvus utilement a'une fente.
La figure 5 montre la disposition spéciale des coins annu- laire s.
Un arbre creux 23 est monté tournant à l'inté- rieur du bras 17, dans les deux roulements à billes 24 et 25, à la partie supérieure, cet arbre porte le volant qui sert à le faire tourner, tandis que l'extrémité inférieure de l'arbre est solidement reliée à un carré et à un cha- riot 26.
Si donc on fait tourner le volant, l'arbre creux 23 tourne avec le chariot 26. Sur les surfaces disposées obliquement, de ce dernier, est monté de manière à pou- voir se déplacer, un lit 28 du support, muni d'un bras vertical fixe 27.
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Par conséquent, si on déplace le lit 28 par 1
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rotation de la roue dentée, montée sur le chariot 26 on déplace également le bras vertical 27 dans lequel le brû- leur 29 est monté sur billes.
Dans la position du brûleur, du bras et au cha- riot représentée à la figure 1, il est possible a'intro- duire par en haut, dans l'arbre creux, une tige ue centra- ge 30 de sorte que l'arbre creux peut être ajusté exacte- ment au-dessus du trou à découper. Ensuite, on retire cet- te tige de centrage, et on serre toutes les pinces mobiles et l'articulation du bâti de la machine. On est ainsi as- suré que les tuyères sont situées exactement au-dessus du milieu du trou. Le lit 28 est ramené au point mort de gauche en 31, le chariot servant alors de butée en 32, le brûleur 33 se trouve alors au-dessus uu centre du trou à découper (voir figure 1).
Avant que l'on puisse procéder au chauffage préa- lable, il faut ajuster le rayon du trou à percer. Dans ce but,le chariot 26 porte une vis 34 qui, lorsqu'on'la fait tourner, imprime un mouvement de va et vient à une mâchoi- re 36, munie a'une rainure transversale 35. La position de la mâchoire peut être réglée exactement a l'aide d'une échelle qui est montée à un endroit approprié du lit 28 du support. Elle est disposée de telle sorte qu'un taquet, fixé sur le chariot, se trouve à zéro lorsque le lit 28 se trouve au point mort de gauche, en 31.
Si, par exemple, on règle la mâchoire pour un écartement de 10 mm, le brûleur 29 ne peut être déplacé que de 10 mm à partir ue sa position centrale 35, c'est- à-dire qu'on aécoupera un trou ayant un diamètre de 20 mm car à ce moment, le taquet 38 sollicité par un ressort 37, s'élancera dans la rainure 35. Le taquet peut être mis hors d'action pendant le réglage du support, si on
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le rabat dans la position 39, comme indiqué en'pointillés. /
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Le mode de fonctionnement de la machine est donc le suivant :
Le lit 28 est amené, par l'intermédiaire du pi- gnon denté, dans la position indiquée au dessin ; in- troduit ensuite la tige de centrage et on ajuste l'arbre creux au-dessus' du centre du trou à découper.
Après cela, on fixe la machine en place, on retire la tige de centra- ge, et on déplace le lit jusqu'à ce que le taquet 38 vienne s'engager dans la rainure transversale 35 de la mâchoire 36. Ensuite, on règle la mâchoire 36 au rayon voulu, avec le bâti 28 arrêté par le taquet 38 par l'in- termédiaire de l'échelle et de l'axe, après quoi on dé- braye le taquet et on ajuste le bâti avec le pignon denté à son point mort de gauche, c'est-à-dire avec le brûleur au-dessus du centre du trou.
Après chauffage préalable et perçage du trou, qui sera expliqué plus en détail ci-après, on déplace le lit 28 de la position 31 vers l'extérieur, le brûleur 29 se déplaçant de sa position centrale 33 vers la péri- phérie du trou,.jusqu'à ce que le taquet 38 vienne s'enga- ger dans la rainure 35 de la mâchoire 36.
Le brûleur a alors découpé dans le métal le rayon voulu, et on peut commencer le guidage en rond du brûleur, par l'intermédiaire du volant.
Pour les motifs qui ont étédéjà énumérés plus haut, il serait désirable d'effectuer ce guidage eh rond non pas à la main, mais mécaniquement, par exemple par l'intermédiaire d'un mécanisme d'horlogerie ou autre équivalent. De cette manière, on garantit un découpage exact et parfait des trous de rivets, en plein métal.
La disposition, à l'intérieur de la machine, des conduites de gaz et de leurs accessoires est repré- sentée à la figure 2, schématiquement. Les divers orga-
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nes sont disposés sur le bras oscillant 17, d'une manière pratique et avantageuse.
L'idée principale qui préside à l'exécution de la machine à découper les trous de rivets, a été résumée dans le préambule en trois points, à savoir :
1- amener, pour le chauffage rapide de l'endroit à percer, aux deux tuyères un mélange approprié d'oxygène et de gaz combustible;
2. - admettre pour l'obtention d'un perçage par- fait, aux deux tuyères uniquement de l'oxygène, sans réglage au débit ;
3.- faire passer pour le découpage exact du trou, uniquement de l'oxygène par la tuyère à découper et un mélange n'oxygène et de gaz chaud par la tuyère de chauffage.
Après ajustage de la tête du brûleur par le procédé de centrage sus-décrit, au dessus du centre de l'endroit à percer, on ouvre en 40 l'arrivée de gaz et en 41 l'arrivée d'oxygène. Ensuite on ouvre la soupape à deux voies qui est disposée dans la conduite 43 reliant entre elles les conduites 44, 45 et 46, 47 vers les tuy- ères.
Le mélange gazeux qui se forme dans l'injec- teur 48 est ainsi amené par les deux conduites 45 et 47 aux deux tuyères. Le mélange sortant des deux tuyères, donc de la tuyère de coupe et ae la tuyère de chauffage, s'allume et chauffe ainsi rapidement, avec une double énergie, l'endroit à traiter.
Lorsque cet endroit est suffisamment chauffé, on ouvre une soupape 49 à fermeture rapide, intercalée dans la conduite u'oxyène, ce qui peut se faire par une opération appropriée. L'oxygène sous haute pression ar- rive alors par les conduites44 et 45 à la tuyère de cou- pe, et il arrive en outre, par la soupape 4, dans les @
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conduites 46 et 47. Il se produit alors, par rapport au mélange, une surpression, qui ferme un clapet de retenue
50 intercalé derrière la soupape 40 d'arrivée de gaz, et coupe ainsi entièrement l'arrivée de gaz. Il en résulte que de l'oxygène arrive également par la conduite 47 dans la tuyère de chauffage.
La flamme de chauffage s'éteint, et par l'arri- vée double d'oxygène dans les deux tuyères le trou est percé immédiatement.
Les expériences ont démontré que c'est juste- ment l'amenée brusque de l'oxygène sous haute pression. et sans étranglement, qui permet de percer le métal, directement et sûrement par les deux tuyères tout en évi- tant entièrement l'encrassement ou la scorification du brûleur. Une fois le métal percé, on ferme la soupape 42 de la conduite de liaison 43, ce qui a pour effet de dé- charger le clapet de retenue et de libérer à nouveau l'arrivée de gaz. Alors le mélange d'oxygène et de gaz de chauffage sort de nouveau de la tuyère de chauffage, tan- dis que de la tuyère à découper ne sort que de l'oxygène.
L'opération s'effectue si rapidement que les gaz s'allu- ment immédiatement au contact de la matière encore chaude, et que la flamme reparaît.
Avec les tuyères alimentées de cette façon, on coupe dans le métal, depuis le centre'percé jusqu'à la périphérie et on découpe ensuite, en faisant tourner la tête à l'aide du volant en suivant un rayon déterminé, ayant par exemple 10 m/m, un trou ayant exactement 20 m/m de diamètre. Dans ce but, le brûleur 29 lui-même, comme on le voit à la fig. 1 est monté d'une manière.appropriée sur billes dans le bras 27, ce qui fait que d'une part il peut effectuer une rotation parfaite, tandis que d'autre part il peut toujours conserver la position exactement ver-
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ticale. Ce montage rend également impossible tout décou- page oblique au trou.
La vitesse de l'opération, c'est-à-dire le fonc- tionnement extrêmement rapide des divers robinets et sou- papes, est si grande qu'il est avantageux de munir ces organes de câbles Bowden, dont les points de commande se trouvent en un seul et même endroit de l'installation.
Les tuyères de coupe et de chauffage peuvent être disposées l'unederrièrel'autre, ou bien encorel'une à l'intérieur de l' autre.
Ceci dit, nous déclarons consiaérer comme étant de notre invention et revenaiquer :
1 .- Un procédé et appareil pour découper des trous, dans lequel on emploi un brûleur avec tuyère de chauffage et une tuyère ae coupe, caractérisés en ce que : a) pour chauffer le plus rapidement possible l'endroit à aécouper, les deux tuyères sont alimentes par un mélange approprié n'oxygène et de gaz de chauffage; b) pour le perçage parfait du trou, les deux tuyères sont alimentées d'oxygène; c) pour le découpage du trou, la tmyère de cou- pe est alimentée uniquement d'oxygène, tandis que la tuy- ère de chauffage est alimentée d'un mélange d'oxygène et de gaz de chauffage.
2 .- Unprocédé et appareil pour découper des trous selon 1, caractérisé en ce que dans la conduite d'oxygène est intercalée une soupape(49) et aans la con- duite de gaz, derrière l'organe obturateur (40) un cla- pet de retenue (50) de telle sorte que lors de l'ouvertu- re ae la soupape (49), le clapet ue retenue (40) interrompt automatiquement l'arrivée de gaz, et que par les deux conduites (45) et (46) il n'arrive plus que de l'oxygène aux deux gicleurs.
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3 .- Un procédé et appareil pour découper des trous selon 1 et 2, caractérisé en ce que les conduites (44, 45) et (46, 47) allant aux tuyères, sont reliées en- tre elles par une conduite (43) munie d'une soupape à deux voies (43) de telle sorte que par suite de l'ouver- ture et de la fermeture de ces conduites, suivant lesbe- soins, on peut amener aux deux tuyères de l'oxygène ou un mélange d'oxygène et de gaz de chauffage, ou encore de l'oxygène seulement à la tuyère de coupe, et un mélange d'oxygène et de gaz de chauffage à la tuyère de chauffage.
4 .- Un procédé et appareil pour découper des trous, caractérisés en ce que le brûleur (29) est monté sur billes dans un bras (27), relié rigidement au lit (28) du support, support qui est disposé de manière à se dé- placer dans ou sur un chariot (26) relié solidement à l'arbre creux (23) de la machine.
5 .- Un procédé et appareil pour découper des trous, selon 4, caractérisé en ce que le bras vertical (27) se déplace avec le brûleur (29) suivant des cercles dont la surface est déterminée par la rotation de l'arbre creux monté sur des roulements à billes (24 et 25) cer- cles dont le rayon est réglable au moyen d'une échelle et d'un organe d'arrêt (3b, 36, 37, 38) disposés d'une maniè- re appropriée sur le support.
6 .- Un procédé et appareil pour découper des trous, caractérisé en ce que les bras oscillants (16 et 17) sont disposés de manière à s'engager l'un dans l'autre, autour du boulon (16) et peuvent être serrés à fond par des coins (19) et des coins annulaires (20 et 21).par l'intermédiaire d'un écrou à ailettes (22).
7 .- Un procédé et appareil pour découper des trous, avec dispositif de montage spécial, caractérisé en ce que : @
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a) le dispositif de montage pour l'appareil par suite de la conformation en crochet (8) d'une des extrémi- tés d'une pièce en fer plat (7) suffisamment épaisse et par suite de la conformation en griffes (40 et 11) de la pièce coulissante (9), sur la pièce en fer plat, l'appareil de montage peut être serré en place, d'une manière solide et certaine, sur n'importe quelle forme ou épaisseur de fer profilé, par l'intermédiaire de la vis, b) deux douilles (1) et (2) sont disposées l'une verticalement, l'autre horizontalement, pour recevoir la colonne de la machine (3) dans la position verticale ou horizontale sur l'appareil de montage;
8 .- Un procédé et appareil pour découper des trous, caractérisé en ce que le bras oscillant (16,17) est disposé de manière à pouvoir tourner, par l'intermé- diaire d'un collier (16) sur la colonne (3) et peut mon- ter et descendre sur la colonne par l'intermédiaire d'une manivelle (6). et de la vis (5) le mouvement étant guidé par une cheville montée sur la bride (15) et par une rai- nure (14) prévue dans la colonne.