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APPAREIL DE CHAUFFAGE PAR INDUCTION DE BROCHES METALLIQUES ET MACHINE A FORGER DES BOULONS ET ANALOGUE COMPORTANT
CET APPAREIL.
La présente invention est relative au chauffage des broches ¯ métalliques et à la fabrication des boulons et analogue et a pour objet en premier lieu un appareil de chauffage de telles broches par induction par courants pouvant varier de 4.000 à 400.000 périodes et plus par seconde et en deuxième lieu une machine à forger des boulons et analogue comportant éventuellement cet appareil de chauffage.
On connaît le dispositif de chauffage de broches de boulonnerie comportant un tronc de cône creux renversé dans lequel du coke brûle sous l'effet d'une soufflerie.
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la paroi du tronc de cône est percée de trous dans lesquels on introduit les extrémités des broches à chauffer qui pénètrent d'autre part dans le coke en ignition. Un gamin retire les broches une à une et les présente à l'ouvrier presseur qui exécute les têtes des boulons à la presse.
Dans un autre système connu presqu'identique, le coke est remplacé par du mazout ( fuel oil).
Dans un troisième système connu, la broche est chauffée par effet Joule entre deux mâchoires dont l'une est fixe et l'autre,me par une pédale, presse la broche suivant son axe contre la mâchoire fixe.
Les systèmes connus présentent l'inconvénient de nécessiter une main-d'oeuvre importante. D'autre part, la chaleur du combustible est mal utilisée surtout dans le troisième système susdit dans lequel la broche entière est chauffée , alors que seule l'extrémité doit être travaillée.
L'appareil de chauffage suivant l'invention permet des conditions de travail meilleures du point de vue régularité de chauffe et propreté, et présente les grands avantages d'économie de combustible et de possibilité de pouvoir régler même au millimètre la longueur de la portion de la broche qui doit être chauffée.
La machine à fabriquer les boulons et analgue suivant l'invention comportant le dispositif susdit permet une fabrication rapide et automatique de telles pièces.
L'invention consiste d'abord en un appareil destiné à chauffer par induction les broches de boulonnerie et comportant outre la ou les spires de chauffage propre- ment dites, un système de distribution des broches sur un élément éventuellement mobile, ces broches étant expulsées
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de cet élément quand elles sont suffisamment chauffées.
L'invention consiste en outre en un appareil comportant outre le dispositif de chauffage ci-dessus, un dispositif de transport des broches chauffées, jusque sur la matrice de la presse qui exécute le forgeage du boulon ou analogue.
Suivant une première modalité de l'invention, dans un appareil de chauffage de broches de boulonnerie par induotion, un élément en rotation continue est alimenté en broches par un distributeur dans des rainures ménagées à la surface de cet élément, ces broches pénétrant l'une après l'autre par suite de la rotation de l'élément dans le champ d'une spire parcourue par un courant alternatif et sont chauffées graduellement sur tout leur parcours dans ce champ jusqu'à atteindre quand elles sortent du champ là température désirée pour le forgeage.
Suivant une première réalisation de cette moda- lité l'élément en rotation sur lequel sont placées les broches pour être chauffées comporte un plateau circulaire, faisant un angle avec l'horizontale, pourvu de rainures radiales dans lesquelles reposent les broches, celles-ci étant retenues sur tout leur parcours par une bande recour- bée en arc de cercle sauf en contre-bas où un éjecteur les fait tomber dans un entonnoir.
Suivant une deuxième m réalisation de cette modalité, l'élément en rotation sur lequel sont placées les broches pour être chauffées comporte un plateau circulaire horizontal sur lequel reposent verticalement par une de leurs extrémités et en arc de cercle les broches, celles-ci étant d'autre part appuyées dans des rainures verticales ménagées suivant les génératrices d'un disque parallèle au plateau et déplaçable parallèlement a. celui-ci
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suivant la longueur des broches à chauffer, ce disque ayant un diamètre moindre que celui du plateau susdit, les broches étant retenues sur tout leur parcours par une bande en arc de cercle, fixée au bâti, sauf en fin de oourse où elles sont culbutées par un ergot dans un entonnoir récepteur.
Suivant une troisième réalisation de cette modalité l'élément en retation sur lequel sont placées les broches pour être chauffées comporte un disque verti- cal en forme de bobine, la distance entre les joues de la bobine pouvant varier suivant la longueur des broches , les joues étant munies suivant leurs génératrices cylindriques de rainures se faisant vis-à-vis dans lesquelles on place les broches, celles-ci tombant par gravité en fin de course dans un entonnoir récepteur quand elles sont chauffées.
Dans la première et la troisième réalisations susdites, un distributeur pose automatiquement les broches dans les rainures du plateau rotatif, ce distributeur comportant un caisson supérieur parallélipipédique muni à sa partie inférieure d'une trémie pourvue d'un ajutage de section '. rectangulaire par lequel les broches sont distribuées une à une par taquet qui se dérobe dans les rainures de l'élément en rotation , un agitateur agitant les broches dans la trémie de manière à les empêcher de s'arcbouter l'une à l'autre.
Dans la deuxième réalisation susdite, un distri- buteur pose automatiquement les broches dans les rainures du disque supérieur rotatif, ce distributeur comportant
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supérieur sUérieur un caisson parallélipipédique muni à sa partie inférieure d'une trémié pourvue d'un ajutage en forme de colimaçon conduisant les broches une à une et les plaçant vertioa- lement sur le plateau inférieur et dans les rainures du disque supérieur.
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Suivant une deuxième modalité de l'invention, dans un appareil de chauffage de broches de boulonnerie par induction les broches sont distribuées l'une après l'autre et axialement dans au moins deux solénoldes placés côte-à-côte et parcourus par un courant alternatif, les spires inductrices étant concentrées au niveau de la portion des broches qui doit être chauffée, les broches étant alors évacuées pour être forgées.
Dans cette deuxième modalité de l'invention, le distributeur de broches dans les deux solénoides placés côte-à-côte comporte un chariot mû par un piston animé d'un mouvement de va-et-vient sur un chemin de roulement percé de deux ouvertures placées au-dessus des deux solénôides, ce chariot étant lui-même percé de deux ouvertures tubulai- res verticales forées à une distance l'une de l'autre égale à la moitié de la distance entre les deux axes des solénoïdes de telle sorte que quand l'une des ouvertures est arrêtée suivant le plan médian entre les deux solénoïdes elle reçoive une broche sortant d'un distributeur placé au-dessus dans ce plan médian,
l'autre ouverture lâchant la broche qu'elle contient dans le solénoide qui lui fait face en-dessous ou elle est chauffée pendant que le chariot se déplace et va lâcher la broche qu'il vient de recevoir dans l'autre solénoide où à son tour elle sera chauffée, la première broche susdite étant libérée et tombant dans un entonnoir récepteur lorsque le chariot étant revenu se placer sous le distributeur est alimenté par une nouvel- le broche destinée à remplacer celle qui vient d'être li- bérée, des taquets étant prévus sous les solénoldes pour se dérober au moment voulu.
Suivant une troisième modalité de l'invention, dans un appareil de chauffage de broches de boulonnerie par induction les broches sont distribuées l'une après
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l'autre et axialement dans au moins deux solénoïdes placés en prolongement l'un de l'autre de telle sorte qu'une brochqui doit être chauffée passe d'abord dans le solénoide supérieur ou elle subit un préchauffage et passe ensuite dans le solénoide inférieur où le chauffage est complété, les spires inductrices de chaque solénoide étant concentrées au niveau de la portion des broches qui doit être chauffée, les broches étant alors évacuées après chauffage pour être forgées.
Dans cette troisième modalité de l'invention, un distributeur de broches placé au-dessus et dans l'axe des solénoides distribue par taquet qui se dérobe les broches une à une dans le solénoide supérieur , ces broches étant retenues dans chaque solénoïde le temps voulu pour le préohauffage dans l'un et le chauffage définitif dans l'autre par des taquets qui se dérobent aussitôt que chaque phase de chauffage est terminée.
La machine suivant l'invention destinée à forger les boulons et analogue munie d'un appareil de chauffage, celui-ci étant éventuellementtel qu'il a été défini dans l'une ou l'autre réalisation ci-dessus, comporte un dispositif amenant l'ajutage de sortie des broches chauffées et l'axe de la matrice de forgeage de ces broches l'une en face de l'autre, la broche chauffée étant déposée automatiquement dans la matrice pour y être forgée et expulsée après forgeage.
Dans une réalisation un bras pivotant sur une de ses extrémités est animé d'un mouvement de va-et-vient recueille au moyen d'une pince fixée à l'autre extrémité chaque broche chauffée tombant dans l'entonnoir d'évacu- ation et la transporte sur la presse dans la position de forgeage , de bras pivotant étant actionné par la
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presse elle-même au moyen d'un renvoi de mouvement.
La pince qui recueille les broches chauffées comporte un balancier pivotant vers son milieu à l'extré- mité du bras, l'une de ses extrémités supportant la pince qui saisit la broche chauffée et l'autre extrémité étant taillée en biseau et s'appuyant quand elle se rapproche de la presse sur un ergot qui fait dévier la pince de telle sorte qu'elle vienne placer la broche chauffée juste dans l'axe de la presse à emboutir, un ressort de rappel ramenant le balancier en arrière pendant la course de retour du bras au fur et à mesure que le plan incliné se dégage de l'ergot, une vis de réglage étant en outre placée vers l'extrémité du bras pivotant afin de fixer le balancier de façon à ce que la pince vienne se placer juste sous l'entonnoir d'évacuation des broches arrivant de l'appareil de chauffage.
D'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après avec référence aux dessins ci-annexés illustrant à titre d'exemples non limitatifs certaines formes de réalisation suivant ! l'invention.
Dans ces dessins :
Fig. 1 représente en perspective un appareil de chauffage par induction de broches de boulonnerie à plateau incliné.
Fig.2 représente en perspective un appareil de chauffage à plateau horizontal.
Fig. 3 représente en perspective un appareil de chauffage à tambour vertical.
Fig. 4 représente le tambour vu de profil.
Fig. 5 représente en élévation avec coupes partielles et brisures un appareil de chauffage à solénoïdes.
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Fig. 6 représente en plan avec coupe partielle et brisures le dispositif à bras pivotant transportant les broches chauffées de l'appareil de chauffage jusque sur la presse à forger.
Les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments dans les différents dessins.
Les appareils de chauffage décrits ci-dessous peuvent fonctionner au moyen de courants de fréquence de 4000 à 400.000 périodes par seconde et même à plus haute fréquence.
Dans ces réalisations de l'invention, plusieurs cas ont été envisagés. a) suppression du coke, du gaz ou du mazout (fuel oil) de chauffage, b) suppression du chauffeur de broches, c) suppression du préposé à la presse (presseur)
Suivant une réalisation permettant la suppression du coke, du gaz, du mazout (fuel oil) et du chauffeur, l'appareil de chauffage par induction des broches de boulonneries comprend, figure 1, d'abord une trémie 1, dans laqeulle le gamin alimentant en broches la ligne des presses dépose les paquets de broches tels qu'ils ont été formés à leur chute de la machine à bouter, c'est- à-dire avec toutes les extrémités destinées à former les têtes des boulons du même côté du paquet.
En effet, à leur sortie de la machine à bouter, les broches tombent dans des récipients en forme arallélipipédique rectangle avec abouts coulissants. Il suffit de faire coulisser ces derniers pour obtenir un paquet de broches compaot de forme parallélipipédique rectangulaire avec toutes les extrémités convenablement orientées.
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Ce paquet est alors déposé par un seul gamin alimentant toutes les trémies , dans ces dernières.
Un agitateur mécanique 2 animé d'un mouvement de va-et-vient fait que les broches roulent les unes sur les autres et sur le fond 3 de la trémie, de façon à ce qu'il n'y ait jamais d'acboutement et qu'une broche se présente toujours horizontalement à la sortie de la trémie, exactement au-dessus du plateau 4 de la machine. Le pla- teau de la machine est non pas horizontal, mais assez fortement incliné et muni de rainures radiales 5. Les broches déposées par la trémie sont entraînées par la rotation du disque 4 et l'extrémité périphérique des broches pénètre donc à l'intérieur de la spire de chauffage 6 qui s'étend sur une certaine longueur de développement du disque rotatif 4. La spire 6 est donc fortement allongée suivant un secteur du plateau tournant et embrasse le rebord de celui-ci.
La spire 6 est en tube creux de cuivre ; parcouru par de l'eau de réfrigération. Un dispositif très simple permet de faire varier à volonté ou bien la lon- gueur développée de la circonférence du plateau rotatif le long de laquelle les broches sont chauffées ou bien la profondeur d'encastrement du plateau à l'intérieur de la spire. Dans le premier cas, on fait varier le temps de chauffage en fonction donc du diamètre des broches, dans le deuxième cas, on fait varier la longueur du chauffage de façon à pouvoir toujours porter à la tempéra- ture convenable une longueur de broche égale à au moins trois fois le diamètre.
Comme le disque est incliné, il s'agit d'empêcher les broches de s'échapper du plateau avant d'être arrivées à la hauteur de l'ajutage d'éohap- pement 6, ceci est obtenurà l'aide d'un rebord en acier plat à ressort 7 contre lequel les extrémités des broches
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frottent. Des précautions sont prises pour éviter la circu- lation de courants induits à l'intérieur de la dite bande.
A l'extrémité inférieure de celle-ci , les broches 'peuvent échapper librement et par l'inclinaison du plateau 4 et l'absence d'obstacle les retenant de sorte que chaque broche glisse au point le plus bas du disque dans l'entonnoir 8 conduisant sur le plateau de la presse à forger la tête des boulons. La rotation du disque 4 est obtenue au moyen d'un petit moteur électrique avec l'inter- postion d'un réducteur de vitesse 9 par exemple par l'intermédiaire d'une roue à dent 10 s'engageant dans les rainures 5 du plateau 4.
Suivant une autre réalisation l'appareil est constitué de la façon suivante figure 2. Le disque ou plateau rotatif 11 au lieu d'être incliné, est horizontal.
La trémie, non représentée, au lieu de présenter les brochee horizontalement, les présenterait verticalement, par la simple interposition d'un ajutage en forme de colimaçon entre le fond de la trémie et le plateau 11. Les broches verticales pressées par un ressort 12 dans les rainures 13 du plateau 11 sont entraînées par la rotation de celui-ci et bientôt saisies entre le rebord du plateau rotatif 11 et la bande de plat à ressort 12 qui retient les broches verticales pendant leur admission et leur parcours dans l'arc embrassé par la spire de chauffage électrique 14.
Il suffit de faire varier la hauteur de cette dernière pour faire varier la longueur chauffée des broches. De même, le temps de chauffage peut être modifié soit en changeant la vitesse de rotation du plateau, soit en changeant la longueur de l'arc d'embrassement de la spire 14 de chauffage. Au moment où la bande 12 en forme d'arc
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de cercle cesse de tenir les broches 15, celles-ci viennent heurter un petit ergot 16 formant arrêt qui les force à s'éleigner du plateau rotatif et à tomber dans l'entonnoir 17 conduisant au plateau de la presse à emboutir. La commande de la rotation du plateau 11 à rainures est la même que dans la réalisation précédente. Le tout est disposé sur une petite table de dimensions restreintes 18.
Il est bien entendu que, dans chacun des deux appareils ci-dessus et dans ceux dont la description suit, tout danger de brûler les broches peut être écarté grâce à l'emploi d'une cellule photo-électrique coupant le courant dans la spire de chauffage dès que l'éclat des broches dépasse une certaine intensité. Suivant une troisième réalisation figure 3 le disque 19 au lieu d'être incliné ou horizontal est vertical, dont à axe horizontal, La forme de la trémie de la première réalisation est conservée, mais les broches sont simplement déposées par gravité dans les rainures périphériques de deux disques verticaux d'écartement réglable 20 et 21 .
On peut ainsi adapter l'appareil aux diverses longueurs de broches, en changeant l'écartement des disques ; divers diamètres de broches , en changeant les disques eux-mêmes et en choississant des disques avec diamètres de rainures appropriées ; peut également changer la longueur du bout chauffé en faisant s'avancer plus ou moins profondément la boucle 22 de chauffage et l'on peut faire varier le temps de chauffage en faisant varier dans la mesure voulue l'arc d'ambrassement de la boucle de chauffage. Lorsque les broches se dégagent de la boucle de chauffage, elles tombent d'elles-mêmes par pesanteur dans l'entonnoir conduisant à la table de la presse de sorte qu'il n'y a même plus besoin d'éjecteur.
Suivant une autre réalisation d'un appareil de
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chauffage par induction de broches de boulonnerie, les broches sont distribuées l'une après l'autre et axialement dans deux solénoldes 28 et 29, figure 5, placés côte à côte et parcourus par un courant alternatif, les spires induc- trices étant concentrées comme représenté sur la figure à la partie supérieure des solénoldes afin de localiser en ces endroits la plus grande partie de l'énergie induite dans les broches.
L'alimentation en broches des deux solénoïdes 28 et 29 est effectuée par un distributeur 30 placé sous un ajutage 31 situé dans le plan médian entre les solénoïdes et par où arrivent les broches fraîches.
Ce distributeur comporte un chariot 32 commandé par un piston 42 et roulant par galets 33 et 34 sur un chemin de roulement 43 et est percé de deux ouvertures tubulaires verticales 35 et 36 forées à une distance l'une de l'autre égale à la moitié de la distance entre les deux axes des solénoides 28 et 29 de telle sorte que quand une des ouvertures est arrêtée suivant le plan médian entre les deux solénoides 28 et 29, elle recoive une broche 37 sortant de l'ajutage 31, l'autre ouverture 36, comme c'est le cas de la figure 5, lâchant à travers de l'ouverture 44 une broche 38 dans le solénolde 29, où elle est chauffée pendant que le chariot 30 se déplace et va lâcher à travers de l'ouverture 45 la broche 37, qu'il vient de recevoir dans le solénolde 28 où à son tour cette broche sera chauffée.
La première broche 38 est alors libérée et tombe dans un ehtonnoir récepteur 39 quand l'ouverture 36 étant revenue en arrière est prête à lâcher une broche fraîche dans le solénolde 29.
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Des taquets 40 et 41 sont prévus sous les solénoldes 28 et 29 et se dérobent au moment voulu, ces taquets étant commandés de même que le piston 42 qui actionne le chariot 30, par la presse forgeuse ou par électro-aimants.
Suivant une réalisation d'une machine à forger les boulons et analogue on passe au 3ème stade mentionné plus haut; la suppression du chauffeur lui-même. Cela postule l'introduction automatique de la broche chauffée dans la matrice de la presse et la commande automatique du levier contrôlant la descente de la tète de la presse.
Le dispositif de trémie reste le même que ceux décrits précédemment,mais les broches sont déposées, c'est-à-dire amenées à la matrice en position verticale à l'aide d'un ajutage en colimaçon comme nous avons vu plus haut. A l'aide d'un système de levier et de balancier , le dispositif de support et de centrage de la machine peut être animé d'un mouvement alternatif rectiligne, c'est-à- dire, que tout cet équipage peut s'avancer hors des deux montants de la presse de façon que l'axe de la matrich soit reporté à l'extérieur de la presse. La matrice s'a- vance sous l'axe de sortie de la trémie verticale, la broche tombe dans la matrice et tout l'équipage porte- matrice revient alors automatiquement se placer dans l'axe de la presse à forger. La frappe de la tête peut alors s'effectuer.
Le mouvement du chariot de la presse est lui-même rendu automatique très facilement à l'aide d'une came agissant sur le levier de commande, ce dernier mouvement étant synchronisé avec celui du déplacement alternatif de l'équipage porte-matrice. Ces dispositifs sont d'ailleurs employés dans les ébarbeuses.
Suivant une autre réalisation d'une machine à
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forger les boulons et analogue la broche est portée dans l'axe de la presse au moyen d'un bras pivotant muni d'une pince. La pince saisit la broche présentée verticalement à la sortie de l'orifice de la trémie de l'alimenteur automatique. La pince pivote ensuite jusqu'à ce qu'elle vienne présenter la broche dans l'axe de la matrice. Dans cette réalisation, la matrice est fixe. Le mouvement alter- natif du porte-broches, donc de la pince, est obtenu au moyen d'un ergot placé sur la tige commandant le dispositif d'éjection du boulon forgé, l'ergot en question voyage dans une rainure hélicoïdale pratiquée dans un écrou fixé sur la dite tige. Il y a donc moyen de réaliser facilement le synchronisme dans tout le mouvement de l'ensemble.
Liorsque le chariot de la presse remonte, le bras 24 pivote depuis la sortie de l'alimenteur jusque dans l'axe de la matrice, ce mouvement étant commandé par la translation verticale de l'ergot dans l'écrou à rainure hélicoïdale. Lorsque le chariot a repris contact avec la tête de la broche, le bras pivotant à déjà commencé son mouvement de retour. Dans cette dernière hypothèse donc, également, le chauffeur et le presseur sont tous deux supprimés. Des précautions sont prises pour que de nou- velles broches ne soient pas présentées par le bras pivo- tant si la précédente n'a pas été effectivement introduite dans la matrice pour l'une ou l'autre cause, tel que clouage, broches de diamètres trop gros, extrémités dilatées par la chaleur, etc...
Dans ce cas, le verrouillage peut se faire soit de façon électrique, soit de façon mécanique, par exemple, dans le dispositif décrit au paragraphe pré- cédent, le mouvement de retour de l'équipage porte-matrice doit pouvoir se faire à l'aide d'un taquet passant à travers l'axe de la matrice et disposé horizontalement.
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Dans le dispositif à mouvement alternatif de l'équipage porte-matrice , le retour de la matrice dans l'axe de forgeage ne peut se faire que si le taquet de ramenée trouve prise, o'est-à-dire s'il peut s'appuyer sur la nouvelle broche convenablement introduite dans la matrice dans l'axe du remplissage de celle-ci. Si la broche n'a pas été convenablement introduite et n'a pas atteint le fond de la matrice dans l'axe de remplissage, le taquet de ramenée ne trouve que le vide devant lui, la matrice n'est pas ramenée dans l'axe de forgeage, la tête de la presse frappe dans le vide et tout bris de machine r dû à une introduction défectueuse d'une broche falche dans la matrice est évité.
Suivant une troisième m réalisation d'une machine à emboutir les boulons et analogue la broche chauffée est portée dans l'axe 23 de la presse ( voir figure 6) par un bras - 24 pivotant autour de l'axe 46 et animé d'un mouve- ment de va-et-vient sur cet axe.
Ce bras 24 recueille au moyen d'une pince 25 chaque broche chauffée tombant en 26 hors de l'entonnoir dévaluation de l'appareil à chauffer et la transporte en 23 sur la presse 47 dans la position de forgeage , ce bras 24 étant actionné par la presse elle-même au moyen d'un renvoi de mouvement.
La pince 25 qui recueille en 26 les broches , chauffées comporte un balancier 48 pivotant lui-même vers son milieu en 49 à l'extrémité du bras 24.
L'une de ses extrémités supportant la pince 25 saisit la broche chauffée en 26 sous l'entonnoir d'ali- mentation et le bras 24 pivote alors dans le sens de la, flèche vers la matrice de forgeage.
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Pendant ce mouvement, le balancier 48 occuper par rapport au bras 24 la position représentée en trait mixte sur la figure.
Quand le plan incliné 48a du balancier vient buter contre une butée 27 au bàti de la prese; la pince 25 pivotant autour de son axe 49 se dirige vers le centre 23 de la matrice et y dépose la broche verticalement pour y être forgée.
Quand cette opération est terminée le bras 24 revient en arrière, le balancier 48 se dégage de l'action de la butée 27 et revient à sa position initiale sous l'ef- fet du ressort de rappel 50, la pince 25 revenant dès lors à sa position de début en 26 pour saisir une nouvelle broche.
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HEATING APPARATUS BY INDUCTION OF METAL SPINDLES AND BOLT FORGING MACHINE AND SIMILAR INCLUDING
THIS DEVICE.
The present invention relates to the heating of metal pins ¯ and to the manufacture of bolts and the like and firstly relates to an apparatus for heating such pins by induction by currents which can vary from 4,000 to 400,000 periods and more per second and in secondly a bolt forging machine and the like possibly including this heater.
The device for heating bolts is known comprising an inverted hollow truncated cone in which coke burns under the effect of a blower.
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the wall of the truncated cone is pierced with holes in which are introduced the ends of the pins to be heated which penetrate on the other hand into the igniting coke. A kid removes the pins one by one and presents them to the presser who presses the heads of the bolts.
In another known almost identical system, the coke is replaced by fuel oil.
In a third known system, the spindle is heated by the Joule effect between two jaws, one of which is fixed and the other, by a pedal, presses the spindle along its axis against the fixed jaw.
The known systems have the drawback of requiring a significant amount of labor. On the other hand, the heat of the fuel is misused especially in the aforesaid third system in which the entire spindle is heated, while only the end has to be worked.
The heating device according to the invention allows better working conditions from the point of view of regularity of heating and cleanliness, and has the great advantages of fuel economy and of the possibility of being able to adjust the length of the portion even to the millimeter. the spit that needs to be heated.
The machine for manufacturing bolts and analogues according to the invention comprising the aforesaid device allows rapid and automatic manufacture of such parts.
The invention consists first of all of an apparatus intended to heat the bolting pins by induction and comprising, in addition to the heating coil (s) proper, a system for distributing the pins on a possibly mobile element, these pins being expelled.
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of this element when they are sufficiently heated.
The invention further consists of an apparatus comprising besides the above heating device, a device for conveying the heated pins, to the die of the press which performs the forging of the bolt or the like.
According to a first embodiment of the invention, in an apparatus for heating bolting pins by induction, a continuously rotating element is supplied with pins by a distributor in grooves formed on the surface of this element, these pins penetrating one after the other as a result of the rotation of the element in the field of a whorl traversed by an alternating current and are gradually heated throughout their path in this field until reaching when they leave the field the desired temperature for the forging.
According to a first embodiment of this method, the rotating element on which the pins are placed in order to be heated comprises a circular plate, making an angle with the horizontal, provided with radial grooves in which the pins rest, the latter being retained throughout their journey by a band curved in an arc of a circle except below where an ejector makes them fall into a funnel.
According to a second embodiment of this modality, the rotating element on which the pins are placed to be heated comprises a horizontal circular plate on which rest vertically by one of their ends and in an arc of a circle the pins, these being d 'on the other hand supported in vertical grooves formed along the generatrices of a disc parallel to the plate and movable parallel to. this one
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depending on the length of the pins to be heated, this disc having a smaller diameter than that of the aforesaid plate, the pins being retained throughout their journey by a band in an arc of a circle, fixed to the frame, except at the end of the oourse where they are tumbled by a lug in a receiving funnel.
According to a third embodiment of this method, the retating element on which the pins are placed in order to be heated comprises a vertical disc in the form of a coil, the distance between the cheeks of the coil being able to vary according to the length of the pins, the cheeks. being provided along their cylindrical generators with grooves facing each other in which the pins are placed, the latter falling by gravity at the end of their travel into a receiving funnel when they are heated.
In the first and third aforementioned embodiments, a distributor automatically places the pins in the grooves of the turntable, this distributor comprising a parallelepipedal upper box provided at its lower part with a hopper provided with a section nozzle '. rectangular by which the pins are distributed one by one by cleat which escapes in the grooves of the rotating member, an agitator agitating the pins in the hopper so as to prevent them from arching to each other.
In the aforementioned second embodiment, a distributor automatically places the pins in the grooves of the rotating upper disc, this distributor comprising
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upper sUérieur a parallelepiped box provided at its lower part with a hopper provided with a spiral-shaped nozzle leading the pins one by one and placing them vertically on the lower plate and in the grooves of the upper disc.
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According to a second embodiment of the invention, in an apparatus for heating bolting pins by induction, the pins are distributed one after the other and axially in at least two solenoids placed side by side and traversed by an alternating current. , the inductive turns being concentrated at the level of the portion of the pins which must be heated, the pins then being evacuated to be forged.
In this second embodiment of the invention, the spindle distributor in the two solenoids placed side-by-side comprises a carriage driven by a piston driven by a reciprocating movement on a raceway pierced with two openings. placed above the two solenoids, this carriage itself being pierced with two vertical tubular openings drilled at a distance from each other equal to half the distance between the two axes of the solenoids so that when one of the openings is stopped along the median plane between the two solenoids it receives a pin coming out of a distributor placed above in this median plane,
the other opening releasing the spindle it contains in the solenoid facing it below or it is heated while the carriage moves and will release the spindle it has just received in the other solenoid or at its In turn, it will be heated, the first aforementioned spindle being released and falling into a receiving funnel when the carriage, having returned to position itself under the distributor, is supplied by a new spindle intended to replace the one that has just been released, cleats being provided under the solenoid to escape at the desired time.
According to a third embodiment of the invention, in an appliance for heating bolting pins by induction, the pins are distributed one after
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the other and axially in at least two solenoids placed in continuation of one another so that a pin which is to be heated first passes into the upper solenoid or it undergoes a preheating and then passes into the lower solenoid where the heating is completed, the inductive turns of each solenoid being concentrated at the level of the portion of the pins which must be heated, the pins then being evacuated after heating to be forged.
In this third mode of the invention, a pin distributor placed above and in the axis of the solenoids distributes by cleat which escapes the pins one by one in the upper solenoid, these pins being retained in each solenoid for the required time. for preheating in one and final heating in the other by means of tabs which slip out as soon as each heating phase is completed.
The machine according to the invention intended for forging bolts and the like provided with a heating device, the latter possibly being as defined in one or the other embodiment above, comprises a device bringing the the outlet nozzle of the heated pins and the axis of the forging die of these pins facing each other, the heated pin being automatically deposited in the die to be forged and expelled there after forging.
In one embodiment, a pivoting arm on one of its ends is driven in a reciprocating motion, collects by means of a clamp attached to the other end each heated spindle falling into the discharge funnel and transports it on the press in the forging position, with the swivel arm actuated by the
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presses itself by means of a movement return.
The gripper which collects the heated pins has a pendulum pivoting towards its middle at the end of the arm, one of its ends supporting the gripper which grips the heated spindle and the other end being bevelled and supported. when it approaches the press on a lug which deflects the clamp so that it places the heated spindle just in the axis of the stamping press, a return spring bringing the balance back during the stroke of return of the arm as the inclined plane emerges from the lug, an adjustment screw also being placed towards the end of the pivoting arm in order to fix the balance so that the clamp comes into place just under the outlet funnel of the pins coming from the heater.
Other features of the invention will become apparent from the description given below with reference to the accompanying drawings illustrating by way of non-limiting examples certain following embodiments! invention.
In these drawings:
Fig. 1 shows in perspective an induction heating device for bolting pins with an inclined plate.
Fig.2 shows in perspective a horizontal plate heater.
Fig. 3 shows in perspective a vertical drum heater.
Fig. 4 shows the drum seen in profile.
Fig. 5 shows in elevation with partial sections and broken pieces a solenoid heater.
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Fig. 6 shows a plan with partial section and broken pieces of the pivoting arm device transporting the heated pins from the heater to the forging press.
Like reference numerals designate like elements in different drawings.
The heaters described below can operate with frequency currents of 4000 to 400,000 periods per second and even at higher frequencies.
In these embodiments of the invention, several cases have been considered. a) removal of coke, gas or heating fuel oil, b) removal of the spindle driver, c) removal of the press worker (presser)
According to an embodiment allowing the elimination of coke, gas, fuel oil and the heater, the device for the induction heating of the bolting pins comprises, FIG. 1, first a hopper 1, in which the kid feeding in spindles the line of presses deposits the bundles of spindles as they were formed when they were dropped from the dozing machine, i.e. with all the ends intended to form the heads of the bolts on the same side of the bundle .
In fact, when they leave the dozing machine, the pins fall into rectangular arallelipipedic receptacles with sliding ends. It is enough to slide these to obtain a pack of compaot pins of rectangular parallelepiped shape with all the ends suitably oriented.
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This package is then deposited by a single kid feeding all the hoppers in the latter.
A mechanical stirrer 2 moving back and forth causes the pins to roll over one another and onto the bottom 3 of the hopper, so that there is never any butt and that a spindle always presents itself horizontally at the exit of the hopper, exactly above the plate 4 of the machine. The machine plate is not horizontal, but rather strongly inclined and provided with radial grooves 5. The spindles deposited by the hopper are driven by the rotation of the disc 4 and the peripheral end of the spindles therefore penetrate inside. of the heating coil 6 which extends over a certain development length of the rotating disc 4. The coil 6 is therefore greatly elongated along a sector of the rotating plate and embraces the rim of the latter.
The coil 6 is in hollow copper tube; traversed by cooling water. A very simple device makes it possible to vary at will either the developed length of the circumference of the turntable along which the pins are heated or else the embedding depth of the plate inside the coil. In the first case, the heating time is varied as a function of the diameter of the pins, in the second case, the length of the heater is varied so as to always be able to bring to the suitable temperature a length of pin equal to at least three times the diameter.
As the disc is inclined, this is to prevent the pins from escaping from the plate before they have reached the height of the exhaust nozzle 6, this is obtained with the help of a flange. flat spring steel 7 against which the ends of the pins
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rub. Precautions are taken to avoid the circulation of induced currents inside said strip.
At the lower end of this, the pins' can escape freely and by the inclination of the plate 4 and the absence of obstacle retaining them so that each pin slides to the lowest point of the disc in the funnel. 8 leading onto the press bed forging the head of the bolts. The rotation of the disc 4 is obtained by means of a small electric motor with the interposition of a speed reducer 9, for example by means of a toothed wheel 10 engaging in the grooves 5 of the plate. 4.
According to another embodiment, the apparatus is formed as follows in FIG. 2. The disc or rotary plate 11 instead of being inclined, is horizontal.
The hopper, not shown, instead of presenting the spindles horizontally, would present them vertically, by the simple interposition of a spiral-shaped nozzle between the bottom of the hopper and the plate 11. The vertical spindles pressed by a spring 12 in the grooves 13 of the plate 11 are driven by the rotation of the latter and soon grasped between the rim of the rotary plate 11 and the spring plate strip 12 which retains the vertical pins during their admission and their journey in the arc embraced by the electric heating coil 14.
It suffices to vary the height of the latter to vary the heated length of the pins. Likewise, the heating time can be modified either by changing the speed of rotation of the plate, or by changing the length of the embracing arc of the heating coil 14. By the time the strip 12 in the form of an arc
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circle stops holding the pins 15, they strike a small lug 16 forming a stop which forces them to rise from the turntable and to fall into the funnel 17 leading to the plate of the stamping press. The control of the rotation of the grooved plate 11 is the same as in the previous embodiment. Everything is arranged on a small table of limited dimensions 18.
It is understood that, in each of the two devices above and in those whose description follows, any danger of burning the pins can be avoided by using a photoelectric cell cutting off the current in the coil. heating as soon as the brightness of the pins exceeds a certain intensity. According to a third embodiment in FIG. 3, the disc 19 instead of being inclined or horizontal is vertical, with a horizontal axis. The shape of the hopper of the first embodiment is retained, but the pins are simply deposited by gravity in the peripheral grooves of two vertical adjustable spacing discs 20 and 21.
The apparatus can thus be adapted to the various lengths of pins, by changing the spacing of the discs; various spindle diameters, changing the discs themselves and choosing discs with suitable groove diameters; can also change the length of the heated end by moving the heating loop 22 forward more or less deeply and the heating time can be varied by varying the amount of the arc of the heating loop to the desired extent. heater. When the pins release from the heating loop, they fall by gravity on their own into the funnel leading to the press table so that there is no longer even a need for an ejector.
According to another embodiment of an apparatus for
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induction heating of bolting pins, the pins are distributed one after the other and axially in two solenoids 28 and 29, figure 5, placed side by side and traversed by an alternating current, the inductive turns being concentrated as shown in the figure at the top of the solenoids in order to locate in these places most of the energy induced in the pins.
The supply of pins to the two solenoids 28 and 29 is effected by a distributor 30 placed under a nozzle 31 located in the median plane between the solenoids and through which the fresh pins arrive.
This distributor comprises a carriage 32 controlled by a piston 42 and rolling by rollers 33 and 34 on a raceway 43 and is pierced with two vertical tubular openings 35 and 36 drilled at a distance from each other equal to half. the distance between the two axes of the solenoids 28 and 29 so that when one of the openings is stopped along the median plane between the two solenoids 28 and 29, it receives a pin 37 coming out of the nozzle 31, the other opening 36, as in Figure 5, releasing through opening 44 a pin 38 into solenoid 29, where it is heated as carriage 30 moves and will drop through opening 45 pin 37, which it has just received in solenoid 28 where in turn this pin will be heated.
The first pin 38 is then released and falls into a receiving funnel 39 when the back opening 36 is ready to drop a fresh pin into the solenoid 29.
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Cleats 40 and 41 are provided under the solenoid 28 and 29 and retract at the desired time, these cleats being controlled as well as the piston 42 which actuates the carriage 30, by the forging press or by electromagnets.
According to an embodiment of a machine for forging bolts and the like, we go to the 3rd stage mentioned above; the removal of the driver himself. This postulates the automatic introduction of the heated spindle into the press die and the automatic control of the lever controlling the descent of the press head.
The hopper device remains the same as those described above, but the pins are deposited, that is to say brought to the die in a vertical position using a spiral nozzle as we have seen above. Using a lever and balance system, the machine's support and centering device can be driven in a rectilinear reciprocating movement, that is to say, all this crew can move forward. out of the two uprights of the press so that the axis of the matrich is transferred to the outside of the press. The die moves forward under the outlet axis of the vertical hopper, the spindle falls into the die and the entire die holder assembly then automatically returns to position itself in the axis of the forging press. The head strike can then be done.
The movement of the press carriage is itself made automatic very easily by means of a cam acting on the control lever, the latter movement being synchronized with that of the reciprocating movement of the die holder assembly. These devices are also used in trimming machines.
According to another embodiment of a machine
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forging bolts and the like the spindle is carried in the axis of the press by means of a pivoting arm provided with a clamp. The gripper grasps the spindle presented vertically at the exit of the orifice of the hopper of the automatic feeder. The clamp then rotates until it presents the pin in the axis of the die. In this embodiment, the matrix is fixed. The alternating movement of the spindle holder, and therefore of the clamp, is obtained by means of a lug placed on the rod controlling the device for ejecting the forged bolt, the lug in question travels in a helical groove made in a nut fixed on said rod. There is therefore a way to easily achieve synchronism throughout the entire movement.
When the press carriage rises, the arm 24 pivots from the output of the feeder to the axis of the die, this movement being controlled by the vertical translation of the lug in the helical groove nut. When the carriage has regained contact with the head of the spindle, the swivel arm has already started its return movement. In the latter hypothesis therefore, also, the driver and the presser are both omitted. Care is taken so that new pins are not introduced by the pivoting arm if the previous one has not actually been introduced into the die for one or the other cause, such as nailing, pins. diameters too large, ends dilated by heat, etc ...
In this case, the locking can be done either electrically or mechanically, for example, in the device described in the previous paragraph, the return movement of the die-holder assembly must be able to be done at the using a cleat passing through the axis of the die and arranged horizontally.
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In the reciprocating device of the die-holder assembly, the return of the die in the forging axis can only be done if the feed-back cleat finds a hold, that is to say if it can s '' press on the new spindle suitably inserted in the die in the axis of the filling thereof. If the pin has not been properly inserted and has not reached the bottom of the die in the fill axis, the return lug only finds the void in front of it, the die is not returned to the forging axis, the head of the press strikes in a vacuum and any machine breakage due to a faulty introduction of a falche spindle into the die is avoided.
According to a third embodiment of a machine for stamping bolts and the like, the heated spindle is carried in the axis 23 of the press (see FIG. 6) by an arm - 24 pivoting around the axis 46 and driven by a back and forth movement on this axis.
This arm 24 collects by means of a clamp 25 each heated spindle falling at 26 out of the evaluation funnel of the device to be heated and transports it at 23 on the press 47 in the forging position, this arm 24 being actuated by the press itself by means of a movement reference.
The gripper 25 which collects the heated pins at 26 comprises a rocker 48 itself pivoting towards its middle at 49 at the end of the arm 24.
One of its ends supporting the clamp 25 grips the heated spindle at 26 under the feed funnel and the arm 24 then pivots in the direction of the arrow towards the forging die.
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During this movement, the balance 48 occupy relative to the arm 24 the position shown in phantom in the figure.
When the inclined plane 48a of the balance abuts against a stop 27 at the frame of the prese; the clamp 25 pivoting around its axis 49 moves towards the center 23 of the die and places the spindle there vertically to be forged there.
When this operation is completed, the arm 24 returns backwards, the balance 48 disengages from the action of the stop 27 and returns to its initial position under the effect of the return spring 50, the clamp 25 therefore returning to its starting position at 26 to enter a new spindle.