<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnement aux machines travaillant des fils ou rubans métalliques fins, notamment machines à tréfiler de précision, et celles pour filaments de lampes électriques.
La:, présente invention a pour objet un dispositif dont l'emploi peut être extrêmement utile sur toutes les machines à fonctionnement continu qui travaillent.des fils ou des ru- bans métalliques fins ou très fins et dans lesquelles, inde- pendamment des fonctions spécifiques propres à la machine et des organes qui la constituent le fil ou le ruban à travailler se trouve concentré sur un rouet ou bobine ou un organe simi- laire freiné, qui sera désigné ci-après par les mots " rouet d'approvisionnement ", passe à vitesse uniforme à travers la machine au moyen d'un organe transporteur, généralement consti- tué par un tambour commandé, autour duquel deux ou plusieurs spires;
du fil ou du ruban sont enroulées afin de donner l'adhé- rence nécessaire, et qui sera appelé par la suite "tambour- transporteur" et eat enfin enroulé de nouveau sur un organe qui le recueille appelé par la suite " rouet enrouleur ".
Le principe constructif,'d'une semblable machine est schématisé par la fig. l, dans laquelle à, est le rouet d'ap- provisionnement freiné; B un rouleau de guidage du fil F; C
<Desc/Clms Page number 2>
le dispositif dans lequel le fil subit l'opération, le traite- ment ou la transformation auxquels la machine est destinée; D le tambour transporteur commandé qui, grâce à sa surface cylin- drique rugueuse, fait avancer le fil dont une ou plusieurs spires sontenroulées sur lui; et E le rouet enrouleur sur lequel on recueille le fil qui a subi le traitement désiré.
On peut citer, comme exemples les plus marquants de sem- blables machines, les machines à tréfiler de précision pour fils métalliques fins et très fins et les machines pour la fabrication des filaments en spirale des lampes électriques à incandescence.
Dans ces machines l'organe commandé directement est tou- jours le tambour transporteur D. Le rouet d'approvisionnement freiné A tourne sous l'action du fil même qui s'en déroule sous l'effort de tra/ction exercé par le tambour D, tandis que le rouet enrouleur E est à commande indépendante ou à commande dérivée de celle du tambour transporteur.
Toutes ces machines doivent satisfaire à une série de conditions fondamentales courantes qu'il serait trop long d'énu- mérer. La description ci-après sera limitée de façon à mettre en évidence celles qui intéressent plus spécialement la présen- te invention et qui sont : A) Mise en marche douce, sans secousses, tenant compte de la faible résistance du produit traité;
B) Marche absolument uniforme;
C) Tirage du fil aussi constant que possible et constam- ment contrôlable, particulièrement sur le parcours AC ou AD; D) Tirage du fil réglable en fonction du fil travaillé.
La présente invention a pour but de réaliser les condi- tions constructives voulues en vue de la réalisation parfaite des quittés énumérées plus haut, en réalisant en même temps une simplification des moyens nécessaires.
La machine, objet de la présente invention, est essen- tiellement caractérisée par le fait qu'un des deux rouets,
<Desc/Clms Page number 3>
rouet enrouleur ou rouet d'approvisionnement, est commandé par l'autre rouet ou par le tambour transporteur au moyen d'un accouplement pouvant céder sous l'effort; cet accouplement @ est constitué de préférence par un accouplement à friction qui, grâce à son glissement, fournit en même temps le couple de frei- nage dont le rouet enrouleur a besoin pour assurer la traction nécessaire au fil qui se déroule du rouet même.
Le couple de freinage peut être réglé à la main suivant l'effort de traction auquel le fil qui se déroule du rouet d'approvisionnement doit être soumis en fonction de sa section; il peut être aussi réglé automatiquement afin de maintenir l'effort de traction à la valeur prescrite.
Avec la disposition adoptée par la présente invention on arrive ainsi à réunir en un ensemble unique, deux des trois organes fondamentaux A, D, E, de la machine en simplifiant et parfois en réduisant le nombre des organes de commande néces- saires, cet ensemble assumant également, en plus des fonctions propres à chacun des deux organes mêmes, la mission, extrêmement délicate, de -contrôler et de régler l'effort de traction dans le parcours AC ou AD' du fil, parcours qui est celui qui intéres- se presque exclusivement.
La caractéristique générale qui est à la base de la pré- sente invention est illustré.e dans ce qui suit avec un dessin des détails à grande échelle en se référant à une de ses fermes possibles de réalisation choisie purement à titre d'exemple et appliquée à deux cas pratiques concrets.
En se référant à la fige '2, qui en donne une coupe axia- le, on voit en 1 un pivot cylindrique fixe monté sur la plaque de base 21 d'une machine du genre qui est envisagée ici. L'ac- couplement à friction est constitué par deux douilles portant deux flasques 2, et 3; entre ces flasques est intercalé un dis- que 2 0 en matière souple, par exemple du cuir. Une troisième douille 4 vient s'appuyer contre l'extrémité antérieure cylin- drique de la douille 3; cette douille est assujettie à la
<Desc/Clms Page number 4>
douille 2¯ en ce qui concerne le mouvement de rotation, mais peut se déplacer légèrement dans le sens axial par rapport à cette dernière.
Deux paliers à billes 5 et 6, capables de supporter et de transmettre de légères poussées axiales, sont logés dans deux prolongements axiaux cylindriques creux des deux douilles 2 et 4.. Sur les douilles 3 et 4 sont montés res- pectivement deux des trois organes A, D, E, de la fig. 1 entre lesquels on veut réaliser l'accouplement dynamique et qui sont désignés par les références 7 et 8, La partie antérieure du pivot 1 est filetée et porte deux écrous 9 et 10. Sur une seconde portion filetée 11 du pivot 1 est vissé le moyeu 12 d'un levier 13 qui porte un renvoi 14 tournant autour de son axe propre.
L'extrémité droite 15 de ce levier 13 ne sert qu'à l'équilibrage.
Pour rendre plus clairs le comportement et les fonctions du dispositif décrit brièvement plus haut, son fonctionnement sera illustré dans ce qui suit en se référant à deux exemples d'application pratique.
1) - Fonctionnement du dispositif appliqué à une machine pour la fabrication des filaments en spirale des lampes électri- ques à incandescence.
La constitution de ces machines étant connue, il suffit de rappeler qu'on y fait avancer d'un mouvement uniforme et à très petite vitesse un mince fil de fer, appelé mandrin, enroulé sur un rouet d'approvisionnement freiné et tiré par un tambour transporteur en avant duquel on enroule sur le fil de fer en' spires très serrées une spirale légère de fil très fin, généra- lement en tungstène, après quoi le tout est enroulé de nouveau sur un rouet enrouleur. Le cas considéré est, comme on voit, celui schématisé fig, 1.
En se référant aux figs. 2 et 3, on supposera que 7. est le rouet d'approvisionnement freiné portant le mandrin, 16 le mandrin qui se déroule du rouet d'approvisionnement et est tiré par le tambour transporteur non indiqué sur la machine et que 17 est le mandrin, recouvert de la spirale de tungstèhe, que le
<Desc/Clms Page number 5>
ruue enrouleur 8 reoueille après qu'il a traversé la' machine.
Parmi, les conditions auxquelles doit Satisfaire cette catégorie de machine figurent, entre autres, la nécessité de maintenir aussi constant que possible 1 ',effort de traction sur le brin de fil 16 qui va du rouet d'approvisionnement 7,au tambour trans- porteur, ainsi que la possibilité de faire varier cet'effort de traction en fonction du diamètre du mandrin qui sera employé chaque fois. On satisfait à ces deux conditions au moyen d'un poids, 18 se déplaçant le long du levier équilibré 13 lequel est pourvu dans ce but d'une série de trous 19 dont la distance des uns par rapport aux autres est déterminée en fonction des diamètres des mandrins généralement employés.
Cela posé, on supposera qu'on a monté sur la machine un mandrin 16 ayant un diamètre tel que l'effort de traction néces- saire sera obtenu en accrochant le poids 18 au levier 13 au point indiqué dans la fig. 3. On met la machine en marche et le mandrin 16, tiré par le tambour transporteur, fait tourner très lentement le rouet d'approvisionnement 7. En agissant sur l'écrou 2 (l'écrou 10 ne sert qu'à bloquer l'écrou 9) on règle la pression exercée par le flasque de la douille 3 sur le dis- que en cuir 20 et, par suite, le frottement de l'accouplement intercalé: entre le rouet d'approvisionnement 7 et le rouet en- rouleur 8. En effet, la pression axiale imprimée par l'écrou 9 se transmet à l'anneau intérieur du palier 6., de celui-ci à la douille 4 et par elle à la douille portant le flasque 3.
Sur l'autre moitié de l'accouplement est monté le rouet enrou- leur 8 qui, par suite du frottement du disque en cuir 2 0, se mettra donc à tourner à son tour en enroulant le fil 17 dans la mesure même où le mandrin 16 se déroule du rouet d'appro- vi sionnement.
Le rouet enrouleur 8 a un diamètre légèrement supérieur à celui du rouet d'approvisionnement. Avec ce perfectionnement on poursuit e double, but d'enrouler sûrement sur le rouet 8
<Desc/Clms Page number 6>
tout le fil qui se déroule du rouet 7 et cela avec une vitesse de rotation du rouet 8 qui est', en moyenne, inférieure à celle du rouet 7. Cette différence de vitesse engendre précisément à travers l'accouplement à friction le couple de freinage dont le rouet d'approvisionnemen t 7 a besoin afin que le fil s'en déroule avec l'effort de traction nécessaire.
Ce couple de freinage peut être réglé de deux manières : par un réglage à la main, qui n'est généralement exécuté qu'au début de l'opéra- tion au moyen de l'écrou 9 comme indiqué ci-dessus; par un ré- glage automatique qui tient compte, au contraire, de l'inévita- ble imprécision du réglage à main et du fait que l'effort de traction dans le brin de mandrin AD de la fig. 1.
de même que le couple de freinage, peuvent être sujets à des variations accidentelles et systématiques dues, les premières à diverses raisons qu'on ne peut toujours identifier avec précision, les secondes, au fait, entre autres, .que, au fur et à mesure que le travail avance, la couche de fil enroulé sur le rouet va croissant alors que la réserve de fil va diminuant sur le rouet 7. Il s'en suit que, alors que la vitesse du rouet 7 augmente graduellement, à mesure que diminue le diamètre de déroulement du fil, la vitesse du rouet 8 diminue au contraire progressivement pour la raison inverse. Le couple de freinage exercé sur le rouet d'approvisionnement Z augmente donc pro- portionnellement à l'augmentation de la différence de vitesse des deux rouets, ce qu'il est nécessaire d'éviter.
Si le couple de freinage augmente, le levier 13 est graduellement attiré vers le haut en tournant autour du pivot 1 et en avançant sur la partie filetée 11 de celui-ci. Ce faisant, la face antérieu- re du moyeu 12 du levier 13 s'éloigne de l'anneau intérieur du palier à billes 5 permettant ainsi au flasque de la douille 2 de réduire la pression exercée sur le disque de cuir 20 de l'accouplement à friction ; le couple de freinage diminue, ce que l'on voulait précisément obtenir.
Le pas du filetage de la zone Il peut être aisément choisi de manière que l'équili-
<Desc/Clms Page number 7>
bre des forces en jeu se rétablisse pour une déviation du levier 13 qui ne soit que d'une dizaine de degrés seulement à partir de sa position horizontale normale, après quoi le levier revient à sa position de départ, la dépasse légèrement pour reprendre ensuite, toujours très lentement, le même mou- vement que précédemment. Les variations introduites dans l'effort de traction que subit le fil 16 par ce mouvement os- cillant du levier 13 se maintiennent dans des limites extrême- ment admissibles de sorte que cet effort de traction,peut être considéré comme pratiquement invariable.
2) - Fonctionnement du dispositif appliqué à une machine à tréfiler de précision pour fils fins et très fins.
La construction de ces machines est connue et il suffit de rappeler que, dans le type envisagé, présentement, on suppose au préalable qu'il existe un rouet d'approvisionnement freiné d'où se déroule le fil à tréfiler, qu'après réchauffage ce der- nier est tiré à travers la filière au moyen d'un tambour trans- porteur autour duquel sont enroulées deux ou trois spires de ce même fil, et que, après tréfilage, ce fil aboutit encore à un rouet enrouleur.
,
Dans ces machiner il est intéressant de réaliser, entre autres conditions, une mise en marche douce, sans secousses, ce qu'on ne'peut obtenir qu'en mettant en marche simultanément le tambour transporteur et le rouet d'approvisionnement,
Dans la disposition objet de la présente invention, le rouet d'approvisionnement est, dans ce but, commande directement par le tambour transporteur, tous deux étant montés sur un même axe avec interposition,d'un accouplement à friction; par son glissement cet accouplement donne en même temps le couple de freinage indispensable à ce même rouet d'approvisionnement pour assurer l'effort de traction nécessaire au brin qui va de ce rouet à la filière.
Le dispositif est encore celui représenté par les figs. 2 et 3 avec la seule différence que l'organe 8
<Desc/Clms Page number 8>
fonctionne maintenant comme tambour transporteur et représente comme tel l'organe commandé, alors que lé rouet d'approvisionne- ment7 fonctionne comme organe entraîné.
Compte tenu de cette inversion de fonctions, on peut répéter, en substance, les mêmes considérations que celles exposées à l'exemple précédent.
<Desc / Clms Page number 1>
Further training in machines working with fine metal wires or ribbons, in particular precision drawing machines, and those for filaments of electric lamps.
The object of the present invention is a device the use of which can be extremely useful on all continuously operating machines which work with fine or very fine metal wires or bands and in which, independently of specific functions specific to the machine and the components which constitute it, the wire or tape to be worked is concentrated on a spinning wheel or spool or a similar braked member, which will be referred to hereinafter by the words "supply wheel". at uniform speed through the machine by means of a conveyor member, generally constituted by a controlled drum, around which two or more turns;
wire or tape are wound in order to give the necessary adhesion, and which will be called hereinafter "conveyor drum" and is finally wound up again on a member which collects it called hereafter "winding wheel".
The construction principle, 'of such a machine is shown schematically in fig. l, where at, is the braked supply impeller; B a wire guide roller F; VS
<Desc / Clms Page number 2>
the device in which the yarn undergoes the operation, treatment or transformation for which the machine is intended; D the controlled conveyor drum which, thanks to its rough cylindrical surface, advances the wire, one or more turns of which are wound on it; and E the winding wheel on which the wire which has undergone the desired treatment is collected.
As the most prominent examples of such machines, mention may be made of precision drawing machines for fine and very fine metal wires and machines for the manufacture of spiral filaments for electric incandescent lamps.
In these machines, the directly controlled member is always the conveyor drum D. The braked supply wheel A rotates under the action of the wire itself which unwinds from it under the tracing force exerted by the drum D , while the winding wheel E is independently controlled or controlled derived from that of the conveyor drum.
All of these machines have to meet a series of basic conditions that it would take too long to list. The following description will be limited so as to highlight those which are of more particular interest to the present invention and which are: A) Soft start-up, without jerking, taking into account the low resistance of the treated product;
B) Absolutely uniform walk;
C) Wire pulling as constant as possible and constantly controllable, particularly on the AC or AD path; D) Adjustable thread pull according to the thread worked.
The object of the present invention is to achieve the desired constructive conditions with a view to the perfect realization of the leaves enumerated above, while at the same time achieving a simplification of the necessary means.
The machine, object of the present invention, is essentially characterized by the fact that one of the two spinning wheels,
<Desc / Clms Page number 3>
winding wheel or supply wheel, is controlled by the other wheel or by the conveyor drum by means of a coupling capable of yielding under the force; this coupling is preferably constituted by a friction coupling which, by virtue of its sliding, at the same time provides the braking torque which the winding wheel needs to provide the necessary traction on the wire which unwinds from the wheel itself.
The braking torque can be adjusted by hand according to the tensile force to which the wire which unwinds from the supply wheel must be subjected according to its section; it can also be automatically adjusted in order to maintain the tractive force at the prescribed value.
With the arrangement adopted by the present invention, it is thus possible to bring together in a single assembly, two of the three fundamental parts A, D, E, of the machine by simplifying and sometimes by reducing the number of necessary control elements, this assembly. also assuming, in addition to the functions specific to each of the two organs themselves, the extremely delicate mission of -controlling and regulating the tensile force in the path AC or AD 'of the wire, which path is the one of interest almost exclusively.
The general characteristic which is the basis of the present invention is illustrated in the following with a drawing of the details on a large scale with reference to one of its possible embodiments chosen purely by way of example and applied. to two concrete practical cases.
Referring to pin 2, which gives an axial section thereof, there is seen at 1 a fixed cylindrical pivot mounted on the base plate 21 of a machine of the kind contemplated here. The friction coupling consists of two bushes carrying two flanges 2, and 3; between these flanges is interposed a disc 20 of flexible material, for example leather. A third sleeve 4 comes to rest against the anterior cylindrical end of the sleeve 3; this socket is subject to the
<Desc / Clms Page number 4>
bush 2¯ with respect to the rotational movement, but may move slightly axially relative to the bush.
Two ball bearings 5 and 6, capable of supporting and transmitting slight axial thrusts, are housed in two hollow cylindrical axial extensions of the two bushes 2 and 4. On the bushes 3 and 4 are respectively mounted two of the three components. A, D, E, of fig. 1 between which one wants to achieve the dynamic coupling and which are designated by the references 7 and 8, The front part of the pivot 1 is threaded and carries two nuts 9 and 10. On a second threaded portion 11 of the pivot 1 is screwed the hub 12 of a lever 13 which carries a reference 14 rotating about its own axis.
The right end 15 of this lever 13 is only used for balancing.
To make the behavior and the functions of the device described briefly above clearer, its operation will be illustrated in the following with reference to two examples of practical application.
1) - Operation of the device applied to a machine for the manufacture of spiral filaments of electric incandescent lamps.
The constitution of these machines being known, it suffices to recall that a thin wire, called a mandrel, wound on a braked supply wheel and pulled by a drum, is advanced through them with a uniform movement and at very low speed. conveyor in front of which is wound on the wire in very tight turns a light spiral of very fine wire, usually of tungsten, after which the whole is wound up again on a winding wheel. The case considered is, as we see, the one shown schematically in fig, 1.
Referring to figs. 2 and 3, it will be assumed that 7. is the braked supply wheel carrying the mandrel, 16 the mandrel which unwinds from the supply wheel and is pulled by the conveyor drum not indicated on the machine and that 17 is the mandrel, covered with the tungsten spiral, that the
<Desc / Clms Page number 5>
rewinder roll 8 rewinds after it has passed through the machine.
Among the conditions which this category of machine must satisfy include, among others, the need to keep as constant as possible the tensile force on the wire strand 16 which goes from the supply wheel 7 to the carrier drum. , as well as the possibility of varying this tensile force according to the diameter of the mandrel which will be used each time. These two conditions are satisfied by means of a weight, 18 moving along the balanced lever 13 which is provided for this purpose with a series of holes 19 whose distance from each other is determined as a function of the diameters. generally used mandrels.
This being said, it will be assumed that a mandrel 16 has been mounted on the machine having a diameter such that the necessary tensile force will be obtained by hooking the weight 18 to the lever 13 at the point indicated in FIG. 3. The machine is started and the mandrel 16, pulled by the conveyor drum, very slowly turns the supply impeller 7. By acting on the nut 2 (the nut 10 only serves to block the nut 9) adjust the pressure exerted by the flange of the sleeve 3 on the leather disc 20 and, consequently, the friction of the interposed coupling: between the supply wheel 7 and the roller wheel 8 In fact, the axial pressure imparted by the nut 9 is transmitted to the inner ring of the bearing 6, from the latter to the sleeve 4 and through it to the sleeve carrying the flange 3.
On the other half of the coupling is mounted the winding wheel 8 which, as a result of the friction of the leather disc 2 0, will therefore begin to rotate in its turn by winding the wire 17 inasmuch as the mandrel 16 unwinds from the feed wheel.
The winding wheel 8 has a diameter slightly greater than that of the supply wheel. With this improvement we are pursuing a double, aiming to wind surely on the spinning wheel 8
<Desc / Clms Page number 6>
all the thread which unwinds from the impeller 7 and that with a speed of rotation of the impeller 8 which is, on average, lower than that of the impeller 7. This difference in speed generates precisely through the friction coupling the braking torque which the supply wheel 7 needs so that the wire unwinds with the necessary tensile force.
This braking torque can be adjusted in two ways: by manual adjustment, which is generally only carried out at the start of the operation by means of the nut 9 as indicated above; by an automatic adjustment which takes account, on the contrary, of the inevitable imprecision of the manual adjustment and of the fact that the tensile force in the mandrel end AD of FIG. 1.
as well as the braking torque, may be subject to accidental and systematic variations due, the former to various reasons that cannot always be identified with precision, the latter, to the fact, among others, that, as and when As the work progresses, the layer of wire wound on the impeller increases while the reserve of wire decreases on the impeller 7. It follows that, while the speed of the impeller 7 gradually increases, as decreases the diameter of the unwinding of the wire, the speed of the impeller 8 on the contrary gradually decreases for the opposite reason. The braking torque exerted on the supply impeller Z therefore increases in proportion to the increase in the speed difference of the two impellers, which must be avoided.
If the braking torque increases, the lever 13 is gradually drawn upwards by rotating around the pivot 1 and advancing on the threaded part 11 thereof. In doing so, the front face of the hub 12 of the lever 13 moves away from the inner ring of the ball bearing 5, thus allowing the flange of the sleeve 2 to reduce the pressure exerted on the leather disc 20 of the coupling. friction; the braking torque decreases, which is precisely what we wanted to achieve.
The pitch of the thread of the zone It can be easily chosen so that the
<Desc / Clms Page number 7>
bre of the forces in play is reestablished for a deflection of the lever 13 which is only about ten degrees from its normal horizontal position, after which the lever returns to its starting position, exceeds it slightly to then resume, always very slowly, the same movement as before. The variations introduced in the tensile force which the wire 16 undergoes by this oscillating movement of the lever 13 are kept within extremely permissible limits so that this tensile force can be considered as practically invariable.
2) - Operation of the device applied to a precision drawing machine for fine and very fine wires.
The construction of these machines is known and it suffices to recall that, in the type currently envisaged, it is first assumed that there is a braked supply wheel from which the wire to be drawn is unwound, that after reheating this the latter is pulled through the die by means of a carrying drum around which two or three turns of the same wire are wound, and which, after drawing, this wire still ends in a winding wheel.
,
In these machines it is interesting to achieve, among other conditions, a smooth start-up, without jerks, which can only be obtained by simultaneously starting the conveyor drum and the supply wheel,
In the arrangement which is the object of the present invention, the supply impeller is, for this purpose, directly controlled by the conveyor drum, both being mounted on the same axis with the interposition of a friction coupling; by its sliding this coupling gives at the same time the braking torque essential to this same supply wheel to provide the traction force necessary for the strand which goes from this wheel to the die.
The device is also that shown in FIGS. 2 and 3 with the only difference that organ 8
<Desc / Clms Page number 8>
now functions as a conveyor drum and as such represents the controlled member, while the supply wheel7 functions as a driven member.
Taking into account this inversion of functions, the same considerations can be repeated, in substance, as those set out in the previous example.