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U Dispositif de contrôle pour le oisaillage de matière en mou- vement u.
La présente invention se rapporte au oisaillage de matière en mouvement, comme par exemple les produits laminés allongés sortant d'un laminoir d'aciérie ou analogue qui doivent être coupés en tronçons à des longueurs commerciales au fur et à me- sure qu'ils sortent des cylindres finisseurs du laminoir.
Les dispositifs de coupe,qui effectuent leurs opérations en se déplaçant en synchronisme avec une telle matière, de ma- nière à ne pas empêcher le mouvement d'avancement rapide et con- tinu de celle-ci, sont parfais appelés "cisailles volantes".
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L'invention a pour objet un dispositif de contrôla automatique pour une cisaille volante, dispositif au moyen duquel, en l'ab- sence de toute attention d'un opérateur, la cisaille agira de manière identique sur des pièces en mouvement se présentant ,successivement, de manière à ébarber d'abord leurs extrémités avant et à couper ensuite ces pièces en tronçons de longueurs , égales déterminés d'avance.
Conformément à l'invention, un levier de contact, rencon- tré par l'extrémité avant de chaque pièce en mouvement, fait fonctionner le dispositif de contrôle pour produire l'opération initiale de coupe d'ébarbage de la cisaille et les opérations subséquentes de coupe à longueur sur la pièce considérée.,. le dispositif de contrôle étant agencé de façon à revenir automa- tiquement en place pendant les 'intervalles qui 's'écoulent entre les arrivées successives de.. pièces, de sorte que les opéra- tions de coupe d'ébarbage et à longueur seront effectuées de façon identique sur chaque pièce en mouvement.
Une caractéristique importante de l'invention ré@ide dans le fait que le dispositif de contrôle, pendant son fonctionne- ment, est toujours commandé exactement en synchronisme avec les pièces en mouvement, par l'intermédiaire d'un rouleau mesureur qui reçoit son mouvement de ratation par contact de friction avec les pièces en mouvement.
En outre, en l'absence de contact du rouleau mesureur avec une pièce en mouvement, le rouleau me- sureur, ainsi que les dispositifs de commande du dispositif de contrôle-sont maintenus en mouvement à une vitesse se rappro- chant de celle des pièces en mouvement, de sorte'qu'une pièce en mouvement, lorsqu'elle arriva dans la position pour laquelle elle entraîne par friction le rouleau mesureur, n'est pas obli- gée de mettre ledispositif de contrôle en marche à partir d'un état de repos.
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L'invention est décrite/ci-après en détail:, en référence aux dessins ci-joints, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en plan, partiellement schématique, montrant'l'invention dans son application aux cylindres finis- seurs et aux transporteurs à rouleaux d'un laminoir; la figure 2 est une vue en plan à échelle agrandie, par- tiellement en coupe, de certaines des parties représentées sur la figure 1 et montrant plus particulièrement le mécanisme de commande pour le rouleau mesureur; la figure 3 est une vue en coupe verticale suivant la li- gne 3-3 de la figure 2; la ligne la figure 4 est une vue en coupe verticale suivant/4-4 de la figure 2;
la figure 5 est une vue en coupe verticale du dispositif de contrôle, avec un schéma des connexions électriques des ap- pareils oontrôlés par celui-ci; la figure 6 est une vue en coupe verticale suivant la li- gne 6-6 de la figure 5 ; la figure 7 est une vue en coupe verticale suivant la li- gne 7-7 de la figure 5; la figure 8 est une vue en coupe verticale semblable à la figure 5, montrant les parties en position pour actionner la cisaille; la figure 9 est une vue en coupe verticale suivant la li- gne 9-9 de la figure 8; la figure 10 est une vue schématique, montrant une varian- te du dispositif pour faire varier la vitesse du dispositif de contrôle relativement à la vitesse du rouleau mesureur.
De mêmes nombres de référence désignent les mêmes parties dans les différentes figures.,
En référence d'abord à la figure 1, les cylindres finis- seurs 1 d'un laminoir sont représentés comme anenant les lami-
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nés à une série de rouleaux 2.2, constituant un transporteur à rouleaux. Les rouleaux 2,2 amènent les laminés à une cisaille volante 3, qui est disposée de façon à agir sur les laminés pendant que ceux-ci sont en mouvement, les tronçons coupés par la cisaille étant entraînés à partir de la cisaille 3 par une seconde série de rouleaux transporteurs 4,4.
Un rouleau mesureur 5 est monté au-dessus d'un des rouleaux transporteurs 2 en avant de la cisaille 3, et ce rouleau mesureur 5 commande le dispositif de contrôle 6 par un mécanisme intermédiaire ap- proprié, comme décrit ci-après. Chaque opération de la cisail- le 3 est produite par un solénorde 8 sous l'action du disposi- tif de contrôle 6 ; ce dernier, ainsi que le mécanisme de com- mande pour la rouleau mesureur 5, sont mis en mouvement par un levier de contact mobile 8. Ce levier 8 est disposé entre une paire de rouleaux transporteurs 2, en avant du rouleau mesureur 5, dans une position telle qu'il soit abaissé par le déplacement du laminé sur les rouleaux transporteurs 2 vers le rouleau me- sureur 5 et la cisaille 3.
Comme représenté plus particulièrement sur les figures 2, 3 et 4, le rouleau mesureur 5 est monté sur un arbre 9, dont les extrémités sont tourillonnées dans les,bras 10a dune chaise -palier 10, montée à pivot sur un arbre de renvoi 11, qui est tourillonné dans des paliers appropriés 12. Cet arbre de renvoi 11 porte un pignon 13, qui est en prise avec un pignon 14, por- té par un prolongement de l'arbre 9 du rouleau mesureur, L'au- tre extrémité de l'arbre de renvoi 11 porte une poulie conique 15, qui est reliée par une courroie mobile 16 à une seconde pou- lie conique 17, montée sur un arbre 18, se prolongeant à l'in- térieur du carter du dispositif de contrôle 6.
Avec cotte dis- position, le poids du rouleau mesureur 5, agissant autour de l'axe de l'arbre 11, obligera la périphérie du rouleau 5 à por- la ter avec une pression considérable sur pièce qui est trans-
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portée sur les rouleaux 2, de telle sorte que l'arbre 18 sera entraîné par le rouleau mesureur 5 à une vitesse exactement proportionnelle à la vitesse d'avancement des laminés trans- portés sur les rouleaux 2. Le mode de montage à pivot du rou- leau 5 sur l'arbre 11 permet à ce rouleau de s'adapter à des épaisseurs différentes des laminés.
Le rouleau mesureur 5, en l'absence d'un laminé en dessous de lui, peut être entraîné, à une vitesse périphérique qui est approximativement égale à la vitesse des cylindres finisseurs
1 du laminoir, au moyen d'un pignon 19, porté par un manchon d'accouplement 20, monté de façon à pouvoir tourner sur l'ar- bre de renvoi 11. Comme représenté sur la figure 3, ce pignon
19 engrène avec un pignon 21, parté par un arbre 22, touril- lonné en dessous de l'arbre de renvoi 11.
L'autre extrémité de l'arbre 22 porte un pignon conique 23,en prise avec un pignon conique 24, monté sur l'arbre transversal 25, à partir duquel tous les rouleaux transporteurs 2 et 4 sont commandés par l'in- termédiaire d'engrenages coniques 260 L'arbre transversal 25 est commandé à partir du mécanisme de commande des cylindres finisseurs du laminoir par l'intermédiaire d'engrenages coni- ques 27, de sorte que le pignon 19, monté fou sur l'arbre 11, tourne de façon continue en synchronisme avec les rouleaux transporteurs 2.
L'arbre de renvoi 11 porte un élément d'accouplement ma- gnétique 28, consistant en un carter en matière magnétique, renfermant un enroulement 29 qui, lorsqu'il n'y a pas de lami- né en dessous du rouleau 5, est excité par le courant fourni par des balais 30, en contact avec des bagues collectrices 31, portées par l'extrémité de l'élément 28. Lorsque l'enroulement
29 est excité, l'élément d'accouplement magnétique 28 attire le manohon d'accouplement 20 portant le pignon 19, en établis- sant ainsi une liaison de commande entre ce pignon 19 et l'ar-
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bre de renvoi 11.
Dans ces conditions, le rouleau mesureur 5 et l'arbre de commande 18 du dispositif de contrôle 6 seront tous deux entraînés en synchronisme avec les cylindres finis- façon à seurs 1 du laminoir, ;{savoir approximativement la même vi- tesse que les laminés/sortant de ces cylindres.
L'un des balais 30, comme représenté sur les figures 1 et
8, est connecté à l'un des fils d'une ligne d'alimentation de courant électrique 32, tandis que l'autre balai 30 est connec- té à une pièce de contact fixe 33, avec laquelle vient en en- gagement un bras interrupteur 34 porté par le levier de contact
8 et mobile avec celui-ci, lorsque ce levier de contact n'est pas rencontré par un laminé se déplaçant sur les rouleaux trans- porteurs. Par conséquent, lorsqu'il n'y a pas de laminé passant sur les rouleaux 2 pour aller à la cisaille 3, le bras inter- rupteur 34, en raison de sa connexion avec l'autre fil de la ligne d'alimentation de courant 32, maintient fermé le circuit de l'enroulement 29 de l'élément d'accouplement 28.
Le manchon d'accouplement 20 est ainsi retenu par l'élément 28, de façon
19 à embrayer le pignon 19 avec l'arbre 11, de sorte que le pignon/ entraîne le rouleau mesureur 5 à une vitesse périphérique voi- sine de la vitesse des cylindres finisseurs 1. Au contraire, lorsqu'un laminé approche de la cisaille 3 en passant sur les rouleaux 2, ce laminé rencontre le levier de contact 8, qui est déplacé, comme indiqué sur la figure 8, de façon à amener le bras 34 hors d'engagement avec le contact 33, de sorte que l'en- roulement 29 de l'élément d'accouplement 28 cesse d'être exoi- té.
A ce moment, le rouleau mesureur 5 cesse de recevoir un mouvement de rotation à partir des cylindres finisseurs 1 du laminoir par l'intermédiaire de l'arbre transversal 25 ; mais, avant'que la vitesse de rotation de ce cylindre mesureur 5 puisse diminuer de façon appréciable, le laminé rencontre la
5 -surface de ce rouleau/et l'entraîne à une vitesse périphérique
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'oorrespondant exactement à la vitesse d'avancement du laminé.
Le rouleau mesureur 5 continue à recevoir un mouvement de ro- tation, exactement à la vitesse d'avancement du laminé, aussi longtemps que le laminé considéré passe sous le rouleau 5, et on utilise ce mouvement de rotation du rouleau 5 sous l'action du laminé pour aotionner la cisaille 3 par l'intermédiaire du dispositif de contrôle 6, de la manière décrite ci-après.
Comme représenté sur la figure 5, le dispositif de contrôle
6 est logé dans un carter 35, à l'intérieur duquel sont dispo- sés des paliers 37 pour un arbre 36. L'arbre 18 se prolonge à l'intérieur du carter 35 et porte un pignon 38, en prise avec . un pignon plus grand 39, porté par l'arbre 36. Le carter 35 comporte également des paliers 41 pour un second arbre ou ar- bre mesureur 40, en alignement axial avec l'arbre 36. Celui-ci porte un élément d'accouplement magnétique 42 qui renferme
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un fanroulement 43P destiné à être excité par le passa- ge de ocrant dans un circuit établi lorsque desbalais44 viennent en contact avec des bagues collectrices-45 portées par l'arbre 36.
L'arbre mesureur 40 porte un élément d'accou- plemant 46, disposé en regard de l'élément d'accoupplement 42; une cet élément d'accouplement 46 comprend ague en matière magné- tique 47, fixée à la périphérie d'un,disque flexible 48, de sorte que la bague 47 peut être amenée en engagement avec la face de l'élément d'accouplement 42 sur l'arbre 36,lorsque l'enroulement 43 est excité.
Dans les conditions représentées sur la figure 5, lorsque le laminé ne rencontre pas le levier de contact 8, l'enroulement d'accouplement 43 reste non excité, de sorte que le mouvement de rotation del'arbre 36 (transmis à partir des cylindres 1 du laminoir) n'est pas transmis à l'arbre mesureur 40, dont le mouvement de rotation est empêché à ce moment, Par un dispositif qui va être décrit ci-après.
' Pour maintenir l'arbre 40 immobile, lorsqu'il n'y a pas
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de laminé passant sous le rouleau. mesureur 5, un élément d'ac- couplement électromagnétique 49 est mente sur cet arbre 40.
Cet élément d'accouplement 49 comprend un enroulement 50, des- tiné à être alimenté de courant par des balais 51, venant en contact avec des bagues collectrices 52 montées sur l'arbre 40.
Un élément d'accouplement flexible '53, porté par une console fixe 54, comprend une bague en matière magnétique 55, destinée à être attirée par l'élément d'accouplement 49, de façon à em- pêcher un mouvement de rotation de l'arbre mesureur 40 lorsque l'enroulement 50 est excité.
L'un des balaie 51, qui fournit du courant à l'une des bagues 52 pour l'enroulement 50, est connecté de façon perma-, nente à l'un des fils de la ligne d'alimentation électrique 32, par un conducteur 56, qui sert également à fournir du courant de morne polarité à un certain nombre d'autres dispositifs,comme
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il se:ru.bc expliqué ci-après. L'autre bal ai 51 est oonnec- té à un contact fixe 57 d'un dispositif contacteur 58, qui com- prend un bras de contact 59, monté à pivot, qui peut se dépla- cer entre le contact fixe 57 et un second contact fixe 60.
Le dispositif contacteur 58 comprend un enroulement 61 qui, lorsqu' il est excité, sert à maintenir le bras mobile 59 en engagement avec le contact 57, en surmontant la traction d'un ressort 62, qui tend à amener le bras 59 en engagement avec l'autre contact fixe 60. Le bras 59 est connecté de façon permanente par un conducteur 63 à l'autre fil de la ligne d'alimentation électri- que 32, de sorte que, lorsque l'enroulement 61 est excité, oom- me décrit ci-après et comme représenté sur la figure 5, le cir- cuit de l'enroulement d'accouplement 50 est maintenu formé par les contacts 59 et 57, qui sont fermés, en empêchant ainsi de façon positive un mouvement de rotation de l'arbre mesureur 40.
L'enroulement 61 du contacteur 58 est connecté à l'un des fils de la ligne d'alimentation de courant 32, en parallèle
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'avec le bras 59, par le conducteur 63, tandis que l'autre ex- trémité de cet enroulement 61 est connectée à l'un degdeux balais 64, supportés à une autre distance l'un de l'autre, par un, bras fixe 65, dirigé vers le haut à partir du fond du car- ter 35, comme représenté sur la figure 60 Les balais 64 sont placés dans le trajet d'un segment conducteur 66, porté par un disque 67, monté sur l'arbre mesureur 40 de façon à tourner avec celui-ci;
le segment conducteur 66 est isolé de ce disque 67. Dans la position des parties telle que représentée sur les figures 5 et 6, le segment 66 forme pont dans l'intervalle en- tre les balais 64, en fermant ainsi le circuit de l'enroulement
61 du oontacteur 58 à travers les balaie 64 et à travers une pièce de contact fixe 68, avec laquelle peut également venir en engagement le bras interrupteur 34, ponté par le levier de contact 8, lorsque celui-ci n'est pas rencontré par un laminé.
Comme expliqué précédemment,le bras interrupteur 38 est connec- té à l'un des fils de la ligne d'alimentation 32 par le con- ducteur 56, de sorte que lorsque le levier decontact 8 n'est pas rencontré par un laminé et lorsque les balais 64 sont re- liés électriquement par le segment 66, l'enroulement 61 du con- taeteur 58 est maintenu excité et un mouvement de rotation de l'arbre mesureur 40 est empêché par les éléments d'accouplement magnétique 49 et 53, en engagement entre eux.
Les trois circuits, qui sont maintenus fermés lorsque le levier de contact 8 n'est pas rencontré par un laminé, sont représentés par des flèches sur la figure 58 un circuit passe par le bras interrupteur 34 et le contact 33, pour exciter l'é- lément d'accouplement 28; un deuxième circuit passe par le bras interrupteur 34, les balais 64 et les contacts 66 et 68, pour exciter l'enroulement 61 du contacteur 58; et un troisième cir- cuit passe par le bras contacteur 59 et le contact 57, pour exciter l'élément d'accouplement 49 et empêcher un mouvement
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de rotation de l'arbre mesureur 40.
Le passage d'un laminé, allant à la cisaille 3, abaisse le levier de contact 8, en interrompant ainsi le circuit entre le bras de contact 34 et les contacts fixes 33 et 68 (fig.8).
Comme expliqué précédemment, l'interruption du circuit entre le bras 34 et le contact 33 débraie l'accouplement entre l'ar- bre 11 et l'arbre transversal 25, de sorte que la commande du rouleau mesureur 5 et de l'arbre 36 se fait alors par le lami- né en mouvement; en même temps, le bras 34, en s'écartant du contact 68, débraie l'accouplement magnétique 49-53, qui em- pêchait un mouvement de rotation.de l'arbre mesureur 40,,-par désexcitation de l'enroulement 61 du contacteur 58, Lorsque l'enroulement 61 cesse ainsi d'être excité, le ressort 62 amè- ne le bras 59 en engagement avec l'autre contact fixe 60, com- me représenté sur la figure 8.
Un circuit est ainsi fermé, et le courant passe à travers le contact 60 à l'un des balais 44 de l'enroulement d'accouplement 43 et, comme l'autre balai 44 est connecté de façon permanente à l'autre fil de la ligne d'a- limentation électrique 32 par le conducteur commun 56, l'exci- tation résultante de l'enroulement 43 embraie l'arbre' mesureur 40 avec l'arbre 36.
Comme le laminé en mouvement sur les rou- leaux transporteurs vient en engagement avec le rouleau mesu- reur 5 presque immédiatement après avoir abaissé le levier de contact 8, l'arbre mesureur 40 sera toujours animé d'un mouve- ment de rotation à une vitesse exactement proportionnelle à la vitesse d'avancement des laminés, aussitôt que la liaison de commande est établie entre l'arbre mesureur 40 et le rouleau mesureur 5 par l'excitation de l'enroulement d'accouplement 43.
Sur l'arbre 40 est fixé un second disque 69; lorsque cet arbre se met en mouvement, comme décrit plus haut, de façon à tourner, en synchronisme avec le mouvement d'avancement des laminés, à partir de la position de repos de la figure 6, un mouvement angulaire relativement petit amène un segment conduc-
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teur 70 sur le disque 69 en contact avec une paire de balais
71, situés à une certaine distance l'un de l'autre.
Un de ces balais, 71, est connecté de façon permanente à un fil de la ligne d'alimentation électrique 32 par le conducteur commun 56, tandis que l'autre balai 71 est connecté à l'enroulement du
7 solénoïde/de contrôle de la cisaille,,-l'autre extrémité de l'en- roulement du solenoïde étant connectée de façon permanente à l'autre fil de la ligne d'alimentation 32 par un branchement 63a du conducteur 63. Ce faible mouvement angulaire de l'arbre mesureur 40 correspond au passage d'une petite partie de l'ex- trémité avant d'un laminé au delà. de la cisaille 3, de sorte que cette excitation initiale du solénoïde 7 produit le fonc- tionnement de la cisaille de façon à couper bas un bout de fai- ble longueur du laminé, oomme indiqué sur la figure 8.
Le con- tact entre le segment conducteur 70 et les balais 71 n'est que momentané, de façon à faire fonctionner une seule fois la ci- saille 3, après quoi le solénoïde 7 reste désexcité jusqu'à ce que l'arbre mesureur 40 ait effectué un tour complet. Les balais 71 sont ensuite reliés à nouveau par le segment 70, de façon à exciter à nouveau le solénoïde 7 de contrôle de la ci- saille, et la cisaille est ainsi actionnée de façon intermit- tente, à des intervalles réguliers, de manière à couper des tronçons de longueur égale du laminé, aussi longtemps que ce dernier continue à maintenir le levier de contact 8 abaissé.
La cisaille 3 peut comporter un bâti oscillant 72, pivoté en 73; ce bâti est muni d'une couverture ou embouchure 74, pour reoevoir les laminés en mouvement entre des lames inférieure et supérieure, 75 et 76. Pendant le fonotionnement de la ci- saille, le bâti 72 est entraîné dans la direction du mouvement du laminé au moyen d'une tige 77, reliée à un piston dans un cylindre 78; le mouvement pivotant du bâti fait descendre la lame supérieure à coulisse 76, de façon à couper le laminé à
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chaque fois qu'elle est actionnée..
Le cylindre 78 comporte une valve on autre organe de distribution 79, relié à un levier 80, auquel est reliée une armature 81, soumise à l'action du solé- norde 7 de contrôle de la cisaille, de sorte qu'à chaque exoi- tation de ce solénoïde, la cisaille effectue une opération de coupe. Si on le désire, le levier 80 peut également être ac- tionné à la main au moyen d'une poignée 82, et un interrupteur 83, ouvert en temps normal, sert également à exciter le solé- noïde 7, indépendamment du disque de contrôle 69.
A cet effet, l'interrupteur 83 est disposé de façon à connecter l'une des extrémités du solénofde 7 au conducteur commun 56 par un bran- chement 56a, en mettant ainsi en court-circuit les balais 71, qui en temps normal contrôlent l'excitation du solénoïde 7.
Comme représenté plus particulièrement sur la figure 6, dans le but de faire varier la longueur du bout qui est coupé bas du laminé en mouvement après qu'il s'est engagé entre les lames de la cisaille 3, les balais 71 sont montés sur un bras 84, de position angulaire réglable, qui comporte une poignée 85 s'étendant à travers une fente 86 ménagée dans la partie supérieure du carter 35..Comma représenté sur la figure 7, le bras porte-balais 84 comprend un moyeu fendu 87, entourant un manchon 88, prolongeant le palier 41, près du disque de con- de l'axe trôle 69, de sorte que le bras 84 peut tourner autour de l'ar- bre mesureur 40.
Les deux moit iés du moyeu 87 sont reliées par des boulons 89, et des ressorts 90 entourent les parties inférieures des boulons 89 ; cette disposition sert à maintenir la moitié inférieure du moyeu 87 en engagement de friction avec le manchon 88. Cet engage mant de friction est suffisant pour maintenir le bras 84 dans toute position angulaire dans laquelle on peut l'amener en le faisant tourner autour de l'a- xe de l'arbre mesureur 40. Il ressort clairement de l'examen de la figure 6 qutun accroissement du mouvement angulaire en- tre les balais 71 et le segment 70 augmentera la longueur du
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bout avant qui est coupe bas du/laminé;,'et inversement.
De ce qui précède, il ressort clairement que lorsqu'un laminé continue à passer sur les rouleaux transporteurs 2, en maintenant le levier de contact 8 abaissé, ce laminé sera au- tomatiquement divisé en tronçons de longueur égaler, après qu' un bout d'une longueur déterminé d'avance, aura été coupé bas à l'avant du laminé, et que, pendant ces opérations, l'arbre mesureur 40 sera entraîné par le rouleau mesureur 5 à une vi- tesse périphérique exactement proportionnelle à la vitesse d'avancement du laminé. On peut faire varier la longueur des tronçons, en lesquels le laminé est coupé,' en déplaçant la cour- roie 16 sur 'les poulies 15 et 17, de manière à modifier la relation de vitesse entre l'arbre 11 et l'arbre 18.
On peut également obtenir une variation de longueur des tronçons par .la disposition représentée sur la figure 10. Dans celle-ci, l'arbre 11, commandé par le rouleau mesureur 5, porte l'induit d'une génératrice électrique 91 dont on peut faire varier la voltage au moyen d'un rhéostat approprié 92. La génératrice
91 est destiné à fournir du courant à un moteur 93, dont l'in- duit est monté sur l'arbre 18, qui commande le dispositif de oontrôle 6. On peut régler la vitesse du moteur 93 au moyen d'un rhéostat approprié 94, desorte qu'on peut faire varier dans de larges limites la relation de vitesse entre'l'arbre
18 et l'arbre 11.
Toutefois, pour une valeur déterminée quel- oonque du voltage de la génératrice et de la vitesse du moteur, le principe fondamental sur lequel est basé le contrôle de la cisaille este le même, à savoir que la vitesse périphérique de l'arbre mesureur 40 est toujours exactement proportionnelle à la vitesse d'avancement du laminé, qui entraîne le rouleau mesureur 5. lorsque l'extrémité arrière d'un laminé donné passant dans la cisaille 3 à quitté le levier de contact 8 abaissé, le bras de contact 34, porté par ce levier 8, vient à nouveau en enga-
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gement avec les contacts fixée 33 et 68.
A ce moment, l'enrou- lement d'accouplement 29 sur l'arbre 11 est à nouveau excité de sorte que l'arbre 11 est commandé positivement par l'arbre transversal 25, en synchronisme avec les rouleaux transporteurs 2. Il n'y a par suite pas de diminution appréciable dans la vitesse du rouleau mesureur 5, malgré l'interruption de sa oom- mande par le laminé, et l'arbre mesureur 40 continue à tourner avec l'arbre 36 jusqu'à ce que cet arbre 40 soit amené au re- pos par le fait que le segment de contact 66 sur le disque 67 vient en engagement avec les balais 64, qui contrôlent l'exci- tation de l'enroulement 61 du contacteur 58.
Si l'on suppose, à titre d'exemple, que l'extrémité ar- rière du laminé libère le levier de contact 8 lorsque le seg- ment conducteur 66 se trouve encore éloigné des balais 64 d'un angle appréciable, le bras de contact 34, actionné par le le- vier 8, en venant en engagement avec le contact 68, prépare le circuit pour l'excitation de l'enroulement 61 du contacteur 58, en reliant l'un des balais 64 à un fil de la ligne d'ali- mentation électrique 32 par le conducteur commun 56. Comme men- tionné précédemment, l'une des extrémités de l'enroulement 61 est connectée de façon permanente à l'autre fil de la ligne 32 par le conducteur 63, de sorte qu'il est simplement nécessaire, pour fermer le circuit de l'enroulement 61, que les balais 64 soient reliés par le segment conducteur 66.
Par conséquent, lorsqu'un mouvement ultérieur du disque 67 amène le segment'66 dans une position pour laquelle il relie les balais 64, la fer- meture résultante du contacteur 58 excite l'enroulement d'ac- couplement 50 et amène immédiatement l'arbre mesureur 40 au re- pos, avec le segment 66 dans la position pour laquelle il relie les balais 64 entre eux.
Juste avant ce moment', l'arbre 40 est débrayé de l'arbre 36 par la désexcitait on de l'enroulement d'ac -couplement 43, lorsque le bras 59 du contacteur 58 quitte le contact fige 60 en se déplaçant vers le contact 67.,Par consé-
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quent, le mécanisme de contrôle vient toujours au repos dans la même position angulaire après que le levier de contact 8 a été libéré par l'extrémité arrière d'un laminé, quelle que soit la longueur de la partie du laminé restant après la dernière coupe à longueur effectuée par la cisaille.
Par conséquent,lorsque le laminé suivant, en avançant sur les rouleaux 2, abaisse le levier de contact 8, un second cycle d'opérations de cisaillage commence:, de façon à ébarber d'abord le laminé à son extrémité avant et à le diviser ensuite en tron- gons de longueur égale.
Dans l'intervalle entre le moment où. le levier de contact 8 est rendu libre par l'extrémité arrière d'un laminé et le moment où ce levier 8 est abaissé par l'extré- mité avant du laminé suivant, le rouleau mesureur 5 et l'arbre
11 continuent à tour@@r à une vitesse périphérique appreximati- vement égale à celle des rouleaux transporteurs 2, de sorte qu' il n'y a pas de diminution appréciable dans la vitessu du rou- leau mesureur pendant les intervalles de temps compris entre les moments où des laminés successifs viennent en contact avec le rouleau 5. Ce point est important,) car il supprime l'effet d'inertie du rouleau 5 et empêche un glissement entre ce rouleau et le laminé en mouvement.
En même temps, le fonctionnement de l'appareil garantit que, pendant les intervalles dans lesquels le rouleau mesureur 5 est commandé positivement à partir de l'arbre transversal 25, il se produira un mouvement de rotation de l'arbre mesureur 40'le blocage de l'arbre 40 ayant lieu en même temps que l'accouplement de l'arbre 11 avec le pignon 19 actionné de façon constante; par suite de la vitesse du mouve- ment de rotation de l'arbre mesureur 40 est toujours exactement proportionnelle à la vitesse d'avancement du laminé, pendant que la cisaille fonctionne.
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U Control device for the chopping of moving material u.
The present invention relates to the cutting of moving material, such as, for example, elongated rolled products exiting a steel mill or the like which must be cut into sections to commercial lengths as they exit. of the finishing rolls of the rolling mill.
Cutting devices, which perform their operations by moving in synchronism with such material, so as not to prevent the rapid and continuous advancing movement thereof, are perfectly called "flying shears".
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The object of the invention is an automatic control device for a flying shear, a device by means of which, in the absence of any attention from an operator, the shears will act in an identical manner on moving parts which appear successively. , so as to first deburr their front ends and then cut these pieces into sections of equal lengths determined in advance.
In accordance with the invention, a contact lever, met by the front end of each moving part, operates the control device to produce the initial trimming operation of the shears and the subsequent operations of trimming. cut to length on the part considered.,. the control device being arranged to automatically come back into place during the 'intervals' between the successive arrivals of pieces, so that the trimming and to-length cutting operations will be carried out. identically on each moving part.
An important characteristic of the invention is that the control device, during its operation, is always controlled exactly in synchronism with the moving parts, by means of a measuring roller which receives its movement. failure by friction contact with moving parts.
Furthermore, in the absence of contact of the measuring roller with a moving part, the measuring roller, as well as the control devices of the monitoring device-are kept in motion at a speed approaching that of the parts. moving, so that a moving part, when it arrives in the position for which it drives the measuring roller by friction, is not obliged to put the control device in operation from a state rest.
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The invention is described in detail below :, with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a plan view, partially schematic, showing the invention in its application to finishing rolls and roller conveyors of a rolling mill; Figure 2 is an enlarged plan view, partly in section, of some of the parts shown in Figure 1 and more particularly showing the drive mechanism for the measuring roller; Figure 3 is a vertical sectional view taken along line 3-3 of Figure 2; Figure 4 is a vertical sectional view along / 4-4 of Figure 2;
FIG. 5 is a view in vertical section of the control device, with a diagram of the electrical connections of the devices controlled by the latter; Figure 6 is a vertical sectional view along line 6-6 of Figure 5; Figure 7 is a vertical sectional view taken along line 7-7 of Figure 5; Figure 8 is a vertical sectional view similar to Figure 5, showing the parts in position for actuating the shear; FIG. 9 is a view in vertical section taken along line 9-9 of FIG. 8; Figure 10 is a schematic view showing a variation of the device for varying the speed of the monitoring device relative to the speed of the measuring roll.
Like reference numbers designate the same parts in the different figures.
Referring first to Figure 1, the finishing rolls 1 of a rolling mill are shown as enclosing the rolls.
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born to a series of rollers 2.2, constituting a roller conveyor. The rollers 2,2 bring the laminates to a flying shear 3, which is arranged to act on the laminates while they are in motion, the sections cut by the shear being driven from the shear 3 by a second series of conveyor rollers 4.4.
A measuring roller 5 is mounted above one of the transport rollers 2 in front of the shear 3, and this measuring roller 5 controls the control device 6 by a suitable intermediate mechanism, as described below. Each operation of the shear 3 is produced by a solenoid 8 under the action of the control device 6; the latter, as well as the control mechanism for the measuring roller 5, are set in motion by a movable contact lever 8. This lever 8 is arranged between a pair of transport rollers 2, in front of the measuring roller 5, in a position such that it is lowered by the movement of the laminate on the conveyor rollers 2 towards the measuring roll 5 and the shear 3.
As shown more particularly in Figures 2, 3 and 4, the measuring roller 5 is mounted on a shaft 9, the ends of which are journalled in the arms 10a of a chair -palier 10, pivotally mounted on a return shaft 11, which is journaled in suitable bearings 12. This countershaft 11 carries a pinion 13, which engages with a pinion 14, carried by an extension of the shaft 9 of the measuring roller, the other end of the countershaft 11 carries a conical pulley 15, which is connected by a moving belt 16 to a second conical pulley 17, mounted on a shaft 18, extending inside the housing of the control device 6 .
With this arrangement, the weight of the measuring roller 5, acting around the axis of the shaft 11, will force the periphery of the roller 5 to bear with considerable pressure on the part which is being transferred.
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carried on the rollers 2, so that the shaft 18 will be driven by the measuring roller 5 at a speed exactly proportional to the advancement speed of the laminates transported on the rollers 2. The pivot assembly mode of the wheel - Water 5 on the shaft 11 allows this roll to adapt to different thicknesses of the laminates.
The measuring roll 5, in the absence of a laminate beneath it, can be driven, at a peripheral speed which is approximately equal to the speed of the finishing rolls
1 of the rolling mill, by means of a pinion 19, carried by a coupling sleeve 20, mounted so as to be able to turn on the return shaft 11. As shown in FIG. 3, this pinion
19 meshes with a pinion 21, started by a shaft 22, journaled below the countershaft 11.
The other end of the shaft 22 carries a bevel gear 23, in mesh with a bevel gear 24, mounted on the transverse shaft 25, from which all the transport rollers 2 and 4 are controlled by means of Bevel gears 260 The transverse shaft 25 is controlled from the control mechanism of the finishing rolls of the rolling mill by means of bevel gears 27, so that the pinion 19, mounted idle on the shaft 11, rotates. continuously in synchronism with the transport rollers 2.
The countershaft 11 carries a magnetic coupling element 28, consisting of a housing of magnetic material, enclosing a winding 29 which, when there is no laminate below the roller 5, is excited by the current supplied by brushes 30, in contact with slip rings 31, carried by the end of element 28. When the winding
29 is energized, the magnetic coupling element 28 attracts the coupling manohon 20 carrying the pinion 19, thereby establishing a control connection between this pinion 19 and the shaft.
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de reference 11.
Under these conditions, the measuring roll 5 and the control shaft 18 of the control device 6 will both be driven in synchronism with the finishing rolls 1 of the rolling mill, ie approximately the same speed as the laminates. / coming out of these cylinders.
One of the brushes 30, as shown in Figures 1 and
8, is connected to one of the wires of an electric current supply line 32, while the other brush 30 is connected to a fixed contact piece 33, with which an arm engages. switch 34 carried by the contact lever
8 and movable therewith, when this contact lever is not encountered by a laminate moving on the transport rollers. Therefore, when there is no laminate passing over the rollers 2 to go to the shear 3, the switch arm 34, due to its connection with the other wire of the power supply line 32, keeps the circuit of the winding 29 of the coupling element 28 closed.
The coupling sleeve 20 is thus retained by the element 28, so
19 to engage the pinion 19 with the shaft 11, so that the pinion / drives the measuring roller 5 at a peripheral speed close to the speed of the finishing rolls 1. On the contrary, when a laminate approaches the shear 3 passing over the rollers 2 this laminate meets the contact lever 8, which is moved, as shown in figure 8, so as to bring the arm 34 out of engagement with the contact 33, so that the bearing 29 of coupling element 28 ceases to be pulled out.
At this moment, the measuring roll 5 ceases to receive a rotational movement from the finishing rolls 1 of the rolling mill via the transverse shaft 25; but, before the speed of rotation of this measuring roll 5 can decrease appreciably, the laminate meets the
5 -surface of this roller / and drives it at peripheral speed
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'corresponding exactly to the advancement speed of the laminate.
The measuring roller 5 continues to receive a rotational movement, exactly at the advancement speed of the laminate, as long as the laminate in question passes under the roller 5, and this rotational movement of the roller 5 is used under the action of the laminate for aotionning the shears 3 by means of the control device 6, in the manner described below.
As shown in Figure 5, the control device
6 is housed in a housing 35, within which are arranged bearings 37 for a shaft 36. The shaft 18 extends inside the housing 35 and carries a pinion 38, in engagement therewith. a larger pinion 39, carried by the shaft 36. The housing 35 also comprises bearings 41 for a second shaft or measurer 40, in axial alignment with the shaft 36. The latter carries a coupling element magnetic 42 which contains
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a winding 43P intended to be excited by the passage of ocrant in an established circuit when the brushes 44 come into contact with the slip rings-45 carried by the shaft 36.
The measuring shaft 40 carries a coupling element 46, disposed opposite the coupling element 42; a this coupling element 46 comprises a magnetic material 47, fixed to the periphery of a flexible disc 48, so that the ring 47 can be brought into engagement with the face of the coupling element 42 on the shaft 36, when the winding 43 is energized.
Under the conditions shown in Figure 5, when the laminate does not meet the contact lever 8, the coupling winding 43 remains unenergized, so that the rotational movement of the shaft 36 (transmitted from the cylinders 1 rolling mill) is not transmitted to the measuring shaft 40, the rotational movement of which is prevented at this time, by a device which will be described below.
'To keep the shaft 40 stationary, when there is no
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of laminate passing under the roll. meter 5, an electromagnetic coupling element 49 is located on this shaft 40.
This coupling element 49 comprises a winding 50, intended to be supplied with current by brushes 51, coming into contact with slip rings 52 mounted on the shaft 40.
A flexible coupling element 53, carried by a fixed bracket 54, comprises a ring of magnetic material 55, intended to be attracted by the coupling element 49, so as to prevent a rotational movement of the. measuring shaft 40 when the winding 50 is energized.
One of the brushes 51, which supplies current to one of the rings 52 for the winding 50, is permanently connected to one of the wires of the power supply line 32, by a conductor. 56, which is also used to supply low polarity current to a number of other devices, such as
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it stands: ru.bc explained below. The other ball 51 is connected to a fixed contact 57 of a contactor device 58, which comprises a contact arm 59, pivotally mounted, which can move between the fixed contact 57 and a second. fixed contact 60.
The contactor device 58 comprises a winding 61 which, when energized, serves to keep the movable arm 59 in engagement with the contact 57, overcoming the pull of a spring 62, which tends to bring the arm 59 into engagement with it. the other fixed contact 60. The arm 59 is permanently connected by a conductor 63 to the other wire of the power supply line 32, so that when the winding 61 is energized, as described below and as shown in Fig. 5, the circuit of the coupling winding 50 is kept formed by the contacts 59 and 57, which are closed, thereby positively preventing rotational movement of the 'measuring shaft 40.
The winding 61 of the contactor 58 is connected to one of the wires of the current supply line 32, in parallel
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'with the arm 59, by the conductor 63, while the other end of this winding 61 is connected to one of two brushes 64, supported at a different distance from each other, by an arm fixed 65, directed upwards from the bottom of the housing 35, as shown in figure 60 The brushes 64 are placed in the path of a conductive segment 66, carried by a disc 67, mounted on the measuring shaft 40 so as to rotate with it;
the conductive segment 66 is isolated from this disc 67. In the position of the parts as shown in Figures 5 and 6, the segment 66 forms a bridge in the gap between the brushes 64, thus closing the circuit of the brush. winding
61 of the contactor 58 through the brushes 64 and through a fixed contact part 68, with which the switch arm 34, bridged by the contact lever 8, can also come into engagement, when the latter is not encountered by a the mine.
As explained previously, the switch arm 38 is connected to one of the wires of the supply line 32 by the conductor 56, so that when the contact lever 8 is not encountered by a laminate and when the brushes 64 are electrically connected by the segment 66, the winding 61 of the switch 58 is kept energized and a rotational movement of the measuring shaft 40 is prevented by the magnetic coupling elements 49 and 53, in engagement between them.
The three circuits, which are kept closed when the contact lever 8 is not encountered by a laminate, are represented by arrows in figure 58 a circuit passes through the switch arm 34 and the contact 33, to energize the e - coupling element 28; a second circuit passes through the switch arm 34, the brushes 64 and the contacts 66 and 68, to energize the winding 61 of the contactor 58; and a third circuit passes through the contactor arm 59 and the contact 57, to energize the coupling element 49 and prevent movement.
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of the measuring shaft 40.
The passage of a laminate, going to the shears 3, lowers the contact lever 8, thus interrupting the circuit between the contact arm 34 and the fixed contacts 33 and 68 (fig.8).
As explained previously, the interruption of the circuit between the arm 34 and the contact 33 disengages the coupling between the shaft 11 and the transverse shaft 25, so that the control of the measuring roller 5 and of the shaft 36 is then done by the laminate in motion; at the same time, the arm 34, moving away from the contact 68, disengages the magnetic coupling 49-53, which prevented a rotational movement of the measuring shaft 40 ,, - by de-energizing the winding 61 of the contactor 58, when the winding 61 thus ceases to be energized, the spring 62 brings the arm 59 into engagement with the other fixed contact 60, as shown in FIG. 8.
One circuit is thus closed, and current flows through contact 60 to one of the brushes 44 of the coupling winding 43 and, as the other brush 44 is permanently connected to the other wire of the power supply line 32 through common conductor 56, the resulting excitation of winding 43 engages measuring shaft 40 with shaft 36.
As the moving laminate on the conveyor rollers engages the measuring roll 5 almost immediately after lowering the contact lever 8, the measuring shaft 40 will still be in a rotational movement at one point. speed exactly proportional to the advancement speed of the laminates, as soon as the control connection is established between the measuring shaft 40 and the measuring roller 5 by the energization of the coupling winding 43.
On the shaft 40 is fixed a second disc 69; when this shaft is set in motion, as described above, so as to rotate, in synchronism with the advancement movement of the rolls, from the rest position of figure 6, a relatively small angular movement brings about a conduc segment -
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tor 70 on the disc 69 in contact with a pair of brushes
71, located at a certain distance from each other.
One of these brushes, 71, is permanently connected to a wire of the power supply line 32 by the common conductor 56, while the other brush 71 is connected to the winding of the
7 solenoid / shear control ,, - the other end of the solenoid coil being permanently connected to the other wire of the power line 32 by a branch 63a of the conductor 63. This weak Angular movement of the measuring shaft 40 corresponds to the passage of a small part of the front end of a laminate past it. shear 3, so that this initial energization of solenoid 7 causes the shear to operate to cut low a short end of the laminate, as shown in Figure 8.
The contact between the conductive segment 70 and the brushes 71 is only momentary, so as to operate the cutter 3 only once, after which the solenoid 7 remains de-energized until the measuring shaft 40 has completed a full turn. The brushes 71 are then connected again by the segment 70, so as to again energize the shear control solenoid 7, and the shear is thus actuated intermittently, at regular intervals, so as to cut equal length sections of the laminate as long as the laminate continues to hold the contact lever 8 down.
The shears 3 may include an oscillating frame 72, pivoted at 73; this frame is provided with a cover or mouth 74, to receive the laminates moving between lower and upper blades, 75 and 76. During the operation of the shear, the frame 72 is driven in the direction of the movement of the laminate. by means of a rod 77, connected to a piston in a cylinder 78; the pivoting movement of the frame lowers the upper slide blade 76, so as to cut the laminate at
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each time it is pressed.
The cylinder 78 comprises a valve or another distribution member 79, connected to a lever 80, to which is connected an armature 81, subjected to the action of the solenoid 7 controlling the shears, so that each exoi- tation of this solenoid, the shear performs a cutting operation. If desired, the lever 80 can also be operated by hand by means of a handle 82, and a switch 83, normally open, also serves to energize the solenoid 7, independent of the control disc. 69.
To this end, the switch 83 is arranged so as to connect one of the ends of the solenoid 7 to the common conductor 56 by a connection 56a, thus short-circuiting the brushes 71, which normally control the connection. 'energization of the solenoid 7.
As shown more particularly in Figure 6, in order to vary the length of the end which is cut off the bottom of the moving laminate after it has engaged between the blades of the shear 3, the brushes 71 are mounted on a arm 84, of adjustable angular position, which comprises a handle 85 extending through a slot 86 formed in the upper part of the housing 35. As shown in FIG. 7, the brush holder arm 84 comprises a split hub 87, surrounding a sleeve 88, extending the bearing 41, near the control disc of the control axis 69, so that the arm 84 can rotate around the measuring shaft 40.
The two halves of the hub 87 are connected by bolts 89, and springs 90 surround the lower parts of the bolts 89; this arrangement serves to maintain the lower half of the hub 87 in frictional engagement with the sleeve 88. This frictional engagement mantle is sufficient to maintain the arm 84 in any angular position in which it can be brought by rotating it around it. measurement shaft attachment 40. It is clear from an examination of Figure 6 that an increase in the angular movement between brushes 71 and segment 70 will increase the length of the brush.
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front end which is low cut of the / laminate;, 'and vice versa.
From the above it is clear that when a laminate continues to pass over the conveyor rollers 2, keeping the contact lever 8 lowered, this laminate will automatically be divided into sections of equal length, after one end of 'a predetermined length will have been cut low at the front of the laminate, and that, during these operations, the measuring shaft 40 will be driven by the measuring roller 5 at a peripheral speed exactly proportional to the speed d advancement of the laminate. The length of the sections from which the laminate is cut can be varied by moving the belt 16 over the pulleys 15 and 17 so as to change the speed relationship between the shaft 11 and the shaft 18. .
It is also possible to obtain a variation in the length of the sections by the arrangement shown in FIG. 10. In the latter, the shaft 11, controlled by the measuring roller 5, carries the armature of an electric generator 91 which can be vary the voltage by means of a suitable rheostat 92. The generator
91 is intended to supply current to a motor 93, the induction of which is mounted on the shaft 18, which controls the control device 6. The speed of the motor 93 can be adjusted by means of a suitable rheostat 94 , so that the speed relation between the shaft can be varied within wide limits.
18 and shaft 11.
However, for any given value of generator voltage and motor speed, the fundamental principle on which the control of the shear is based is the same, namely that the peripheral speed of the measuring shaft 40 is always exactly proportional to the advance speed of the laminate, which drives the measuring roller 5.when the rear end of a given laminate passing through the shear 3 has left the contact lever 8 lowered, the contact arm 34, carried by this lever 8, again engages
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gement with fixed contacts 33 and 68.
At this time, the coupling winding 29 on the shaft 11 is energized again so that the shaft 11 is positively driven by the cross shaft 25, in synchronism with the transport rollers 2. It is not energized. There is therefore no appreciable decrease in the speed of the measuring roller 5, despite the interruption of its command by the laminate, and the measuring shaft 40 continues to rotate with the shaft 36 until this shaft 40 is brought to rest by the fact that the contact segment 66 on the disc 67 engages the brushes 64, which control the energization of the winding 61 of the contactor 58.
Assuming, by way of example, that the rear end of the laminate releases the contact lever 8 when the conductive segment 66 is still away from the brushes 64 at an appreciable angle, the control arm contact 34, actuated by the lever 8, coming into engagement with the contact 68, prepares the circuit for the excitation of the winding 61 of the contactor 58, by connecting one of the brushes 64 to a wire of the line power supply 32 through common conductor 56. As mentioned previously, one end of winding 61 is permanently connected to the other wire of line 32 through conductor 63, so that it is simply necessary, to close the circuit of the winding 61, that the brushes 64 are connected by the conductive segment 66.
Therefore, when further movement of disc 67 brings segment 66 into a position for which it connects brushes 64, the resulting closure of contactor 58 energizes mating winding 50 and immediately causes measuring shaft 40 at rest, with segment 66 in the position for which it connects brushes 64 together.
Just before this moment, the shaft 40 is disengaged from the shaft 36 by the de-energization of the coupling winding 43, when the arm 59 of the contactor 58 leaves the frozen contact 60 while moving towards the contact. 67., Therefore-
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quent, the control mechanism always comes to rest in the same angular position after the contact lever 8 has been released from the rear end of a laminate, regardless of the length of the part of the laminate remaining after the last cut to length made by the shears.
Therefore, when the next laminate, advancing on the rollers 2, lowers the contact lever 8, a second cycle of shearing operations begins :, so as to first deburr the laminate at its front end and divide it. then in sections of equal length.
In the interval between when. the contact lever 8 is made free by the rear end of a laminate and the moment when this lever 8 is lowered by the front end of the next laminate, the measuring roller 5 and the shaft
They continue in turn at a peripheral speed approximately equal to that of the conveyor rollers 2, so that there is no appreciable decrease in the speed of the measuring roller during the time intervals between the moments when successive laminates come into contact with the roll 5. This point is important,) because it eliminates the effect of inertia of the roll 5 and prevents slippage between this roll and the laminate in motion.
At the same time, the operation of the apparatus ensures that during the intervals in which the measuring roller 5 is positively driven from the cross shaft 25, there will be a rotational movement of the measuring shaft 40 '. of the shaft 40 taking place at the same time as the coupling of the shaft 11 with the constantly operated pinion 19; therefore the speed of the rotational movement of the measuring shaft 40 is always exactly proportional to the rate of advance of the laminate while the shear is operating.
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