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Dispositif de débrayage pour chariots de machines-outils.
La présente invention se rapporte à un dispositif de débrayage pour chariots de machines-outils.
Les dispositifs connus appliqués à ces charriots sont constitués, notamment dans le cas du tour, par une commande mécanique qui agit le plus souvent sur un dispositif dit "à vis tombante".
Ces mouvements mécaniques ne donnent l'arrêt automa- tique du chariot qu'avec une précision relative, étant donnée l'inertie des dispositifs qui provoquent le déclenche- ment de la t'vis tombante".
Ils n'agissent comme dispositifs de sécurité que dans le seul cas où l'avancement du chariot est fortement freiné par un obstacle ou par une surcharge quelconque et sont sans effet pour débrayer automatiquement le chariot qui avance,
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avant que ne s'arrête le moteur de commande, lorsque celuici est soumis à une surintensité due à une surcharge. En cas de fausse manoeuvre d'un levier quelconque de la machine, ils ne peuvent provoquer l'arrêt instantané du chariot.
Ils n'ont donc une action de sécurité que très limi- tée.
La présente invention a pour but de provoquer l'ar- rêt instantané de l'avancement automatique en vue : 1 ) soit de limiter la course du chariot à une position pré- déterminée, avec une précision de plus ou moins' 0,0025 mm.
2 ) soit de provoquer l'arrêt du chariot avant que ne dé- clenchent les dispositifs de sécurité magnéto-thermiques du moteur principal lorsque celui-ci est soumis à une sur- intensité, cela afin d'éviter que l'arrêt de la machine ne se fasse avec l'outil engagé dans la matière.
3 ) soit lorsqu'on manipule par erreur un levier quelconque susceptible de provoquer une fausse manoeuvre.
En vue de la réalisation de ce but, ce dispositif de débrayage qui est basé également sur le principe de la "vis tombante", c'est-à-dire suivant lequel la vis sans fin de commande est montée dans une boite qui peut pivoter autour d'un axe à l'intervention d'un verrou, est caractérisé en ce que ce verrou est déclenché à l'intervention d'un dispositif électro-magnétique.
Dans la réalisation pratique de l'invention, le courant est lancé sur les bobines d'un électro de déclenchement à l'intervention de limiteurs de course à contact ou d'un relais magnéto-thermique qui entrent en jeu soit pour provo- quer l'arrêt du chariot dans le sens longitudinal ou trans- versal à une certaine position, soit pour faire agir une sé- curité quelconque.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on décrira tout d'abord, à l'aide de la figure 1, un dispositif de dé- @
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brayage réalisé d'une manière connue et fonctionnant par des moyens mécaniques et l'on décrira ensuite, à l'aide des fi- gures 2 et 3, un dispositif conçu suivant l'invention.
La figure 1 montre donc à titre d'exemple un tablier de tour dont la commande du dispositif à "vis tombante" se fait d'une manière connue par mouvement mécanique.
Dans ce dispositif, la vis sans fin de commande 1 est montée dans une boite 2, qui peut pivoter autour d'un axe 3. Un levier 4 pivotant autour d'un axe 5, a un bras 6 pouvant venir en contact avec un bossage 7 de la boite 2.
Un verrou 8 poussé par un ressort 9 s'engage en des- sous d'usée butée d'arrêt 10 au moment où la boite 2 est levée à l'aide du levier 4 se trouve horizontale, c'est-à-dire dans la position où les filets de la vis sans fin 1 sont engagés dans les dents de la roue hélicidale 11. A ce moment, le chariot est embrayé et peut se déplacer longitudinalement le long du banc ou faire déplacer transversalement le chariot porte-outil, suivant la position qu'occupe un engrenage ba- ladeur qui donne l'un ou l'autre de ces deux mouvements et qui est commandé par une roue large calée sur l'axe de la roue à vis. Du fait que cette commande (longitudinale ou transversale) se sélectionne après la roue à vis, la même dispositif d'embrayage sert dans les deux cas.
Le chariot étant embrayé, supposons que l'on désire le faire arrêter à une position prédéterminée.
A cet effet, une butée 12, est fixée sur le banc au-dessus duquel se trouve le guidage du chariot. Une tige 13 ou 13', suivant le sens d'avancement, vient en contact avec la butée 12 lors de l'avancement du chariot. Etant libre, la tige 13 (oul3') glisse et provoque, par son plan incliné 14, la descente de la tige verticale 15 ; cette dernière, en descendant, fait pivoter le levier 4. Celui-ci, par la tige 16 qui lui est solidaire et qui est également engagée dans le
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verrou 8, fait reculer celui-ci. A ce moment, la boite 2 n'étant plus maintenue, tombe par son propre poids et libère la vis 1 de son contact avec la roue 11. Cette dernière est, de ce fait, immobilisée, alors que la vis sans fin continue à tourner, restant commandée par les organes en rotation qui la précède.
Le dispositif de sécurité à commande mécanique le plus connu travaille de la façon suivante:
Lorsqu'un surcharge ou un obstacle quelconque freine l'avancement du chariot, la roue à vis et la vis sans fin ont tendance à s'arrêter ou, même dans certains cas, s'ar- rétent net. A ce moment, les organes en rotation qui comman- dent la vis sans fin continuent eux à tourner.
Or, la roue de commande 17 de la vis sans fin 1 entraîne celle-ci par des crans latéraux 18 en forme de plans inclinés. Ces crans ménagés dans les deux pièces (vis sans fin et roue de commande) sont maintenus l'un contre l'autre par pression d'un ressort 19 et le tout est monté sur une ti- ge 20 munie d'une embase 21 contre laquelle s'appuie la roue décommande 17.
Si donc la roue 17 continue à tourner alors que la vis sans fin 1 est immobilisée, il y aura déplacement latéral de cette même roue du fait que les plans inclinés 18 de ces crans glissent sur ceux de la vis sans fin.
Cette roue, en glissant, entraîne la tige 20 par son embase 21; une rondelle 22 en contact avec une tige 23 soli- daire du levier 4, fait pivoter celui-ci autour de l'axe 5 et provoque ainsi de la même façon que dans le cas précédent, du déclenchement à position prédéterminée, le recul du verrou qui provoque la tombée de la boite.
De cette façon , la roue à vis immobilisée est lâchée et la vis sans fin libérée reprend sa place contre les crans de la roue de commande sous l'action du ressort 19 agissant
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par il intermédiaire de la. tige 20 et continue à tourner alors que le chariot est arrête dans son déplacement automatique.
Il est possible de mettre en action le dispositif de sécurité lorsque la résistance à l'avancement du chariot dé- passe une certaine valeur en donnant au ressort 19 la ten- sio voulue.
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Ainsi que l'on peut s'en rendre compte, ce disposi- tif de déclenchement, lorsqu'il s'agit de faire arrêter le chariot à une position prédéterminée, présente beaucoup d'i- nertie due à l'action de tringlages, de plans inclinés, de frottements...... N'agissant pas avec une instantanéité ab- solue, les déclenchements successifs pour une même position de butée n'ont pas une constance rigoureuse.
D'autre part, le dispositif de sécurité, combiné avec le système, se limite exclusivement à arrêter le mouvement automatique du chariot lorsque la résistance à l'avancement dépasse une certaine valeur.
Mais ici encore, l'action n'est pas instantanée et les dispositifs de protection magnéto-thermiques du moteur de commande principal peuvent déclancher avant que le chariot ne s'arrête et cela à cause de l'inertie inhérente aux com- mandes mécaniques. Dans ce cas, la pièce s'arrêtant de tour- ner par suite de l'arrêt du moteur principal, l'outil entrai- né par le chariot étant engagé dans la matière à usiner, se trouve coincé par sa pointe dans le copeau en voie de forma- tion. Il s'ensuit que si le tranchant de l'outil est consti- tué par de la matière frittée - tel par exemple les carbures métalliques- il sera mis hors d'usage immédiatement par suite de la fragilité de son constituant.
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D'autre part, cette sécurité est strictement limitée au chariot et ne s'étend pas à d'autres organes de la machi- ne, organes susceptibles de provoquer de fausses manoeuvres tel par exemple le déplacement d'un levier de vitesse pen- dant la rotation de la broche, ou susceptibles également par suite d'un accident de marche, de faire monter la va- leur de la puissance absorbée d'une façon incompatible avec celle tolérée par le moteur de commande, par suite d'un grippage de broche, arrêt de la pompe de graissage, en bref tous éléments totalement indépendants de la marche du chariot.
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Le dispositif qui fait l'objet de la présente inven- tion, tout en maintenant pour le déclenchement instantané de l'avancement automatique du chariot, le principe de la "boite à vis tombante" n'a plus de commande mécanique, ni pour l'arrêt à une position prédéterminée, ni pour le dé- clenchement de sécurité.
La figure 2 donne, à titre d 'exemple, une vue d'en- semble du dispositif, cette disposition n'étant nullement li- mitative quant aux applications possibles du système.
Sur cette figure, on a représenté également en 1 la vis sans fin, en 2, la boite dite "tombante" pouvant oscil- ler autour de l'axe 3 et en 11, la roue hélicoïdale.
Suivant l'invention, le verrou 8 de la boite tombante 2 est relié directement en 241 au noyau 24 d'un petit électro- aimant 242, de telle sorte que ce verrou est entraîné avec ce noyau au moment où le courant est mis sur les bobines de l'armature.
C'est par ses limiteurs de course à contact ou par un relais magnéto-thermique qui entrent en jeu soit pour pro-
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voquer l'arrêt du chariot, dans le sens longitudinal ou trans- versal, à une certaine position, soit pour faire agir une sé- curité quelconque, que le courant est lancé sur les bobines de l'électro 242, de préférence, ainsi que cela sera expli- qué ci-après, par l'intermédiaire d'un contacteur.
L'instantanéité de l'action exclut toute inertie et l'expérience montre que la précision de déclenchements suc- cessifs pour une même position prédéterminée est vérifiée avec des écarts de l'ordre de 25 microns maximum entre plusieurs positions consécutives.
Ces limiteurs de course 25 et 251 (un pour chaque sens), qui sont placés à l'endroit qu'occupait la butée mé- canique des systèmes connus, comprennent chacun deux paires de contacts fixes 26-261 coopérant chacune avec une lamelle de contact mobile 27-271.
Les contacts 26-261 sont en liaison avec des conduc- teurs 28-29 dont l'un 28 est, dans l'exemple représenté, raccordé à une phase T du circuit d'alimentation triphasé du moteur M tandis que, sur le conducteur 29, est branché un fil 30 relié à la phase S et formant un enroulement 31 autour de l'armature 32 d'un contacteur ou relais comprenant deux lames mobiles 33 - 331 pouvant fermer le circuit d'ali-.- mentation par les fils 34-341 des bobines de l'électro 242.
Un contact actionné par le relais magnéto-thermique 45 est représenté en 35 et coopère avec des contacts fixes 36-361 disposés de telle manière que, lorsque le relais 35 entre en action, le courant est également lancé sur l'électro 242.
En intercalant le contacteur 33-331 entre l'électro 242 et les contacts 26-27; 261-271; 35-36, il n'y a qu'un faible courant qui passe par ces contacts, ce qui ne se produirait s'ils étaient reliés directement à l'électro.
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Il est possible également de placer toute une série de butées dans un espace très réduit, comme montré par la figure3.
Sur une tringle 37 sont montés des bras 38 portant des butées 39 et pouvant occuper des positions réglables sur la tringle 37 grâce à des vis 40 de blocage. D'autre part, une tige 41 pouvant coulisser dans des saillies 42 du flas- que en vue d'agir sur les contacts mobiles 27-271 porte une butée fixe 43 qui peut se présenter devant chacune des bu- tées 39-391-392 lorsqu'on fait tourner cette tige au moyen d'un bouton 44.
La tige 41 peut se déplacer axialement de la quantité nécessaire pour produire le contact en 26-27 ou 261-271, soit pour la marche à droite, soit pour la marche à gauche.
Ces possibilités de déclenchement à butées multiples permet- tent pour un tour notamment la réalisation aisée, en série, d'axes étagés, chaque longueur d'étage correspondant à la distance entre butées.
Cette disposition de butée simple ou multiple peut être appliquée sur des machines spécialement conçues à cet effet ou encore être adaptée sur des machines anciennes équipées avec dispositif à vis tombante et mouvement de déclenchement mécanique. Il suffit d'adapter dans ce cas l'électro-aimant au verrou de la boite tombante, de supprimer la tringlerie mécanique qui provoquait le déclenchement pour la remplacer par une installation électrique appropriée, suivant l'empla- cement des limiteurs de fin de course ou de relais de sécu- rité.
Le déclenchement du chariot agissant en tant que dis- positif de sécurité, c'est-à-dire provoquant l'arrêt immédiat de l'avancement automatique, lorsque le moteur principal de commande est soumis à une surintensité, est comme déjà dit,
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obtenu en intercalant en série sur la ligne principale d'a- limentation du moteur, le relais magnéto-thermique 45.
Lorsque le courant sur le moteur atteint une surinten- sité que l'on ne désire pas dépasser, le rabais entre en action et enclenche le contacteur 33-331 qui alimente les bobines de l'électro-aimant. ce moment, le verrou 8 est attiré et le mouvement d'avance automatique du chariot est arrêté instantanément.
On remarquera que l'arrêt du chariot se fait avant que n'agissent les dispositifs magnéto-thermiques du moteur principal. L'inconvénient d'avoir la broche principale com- mandée par ce moteur, arrêté en pleine passe d'outil, avec celui-ci engagé, dans la matière, est supprimé. L'avancement automatique du chariot étant arrêté, le moteur principal est immédiatement déchargé et l'intensité retombe à sa valeur normale. Si malgré tout, après arrêt de l'avancement auto- matique du chariot, le moteur principal reste surchargé, pour une cause totalement indépendante de l'action du chariot, les dispositifs magnéto-thermiques peuvent fonctionner sans inconvénient , car à ne moment l'outil fixé sur le chariot étant immobile, sa pointe n'est plus engagée en pleine matière etne risque donc plus d'être détériorée lorsde l'arrêt brusque de la broche.
Quant aux sécurités additionnelles prévoyant l'arrêt de l'avancement automatique du chariot en cas de fausse manoeuvre d'un levier ou autre, en un point quelconque de la machine, il est constitué par un contact 46 qui est situé à l'endroit où l'on désire faire la protection et qui agit de la même façon que les contacts de butées ou de sécurité dé- crits ci-dessus.
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Release device for machine tool trolleys.
The present invention relates to a disengagement device for machine tool carriages.
The known devices applied to these carriages consist, in particular in the case of the lathe, by a mechanical control which most often acts on a so-called "falling screw" device.
These mechanical movements only result in the automatic stopping of the carriage with relative precision, given the inertia of the devices which trigger the falling screw ”.
They act as safety devices only in the case where the advance of the carriage is severely slowed down by an obstacle or by any overload and have no effect in automatically disengaging the moving carriage,
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before the drive motor stops, when it is subjected to overcurrent due to overload. In the event of incorrect operation of any lever of the machine, they cannot cause the truck to stop immediately.
They therefore only have a very limited safety action.
The object of the present invention is to cause the instantaneous stop of the automatic advance with a view to: 1) either limiting the stroke of the carriage to a predetermined position, with an accuracy of plus or less' 0.0025 mm .
2) or to cause the truck to stop before the magnetothermal safety devices of the main motor trigger when the latter is subjected to overcurrent, in order to prevent the machine from stopping. is not done with the tool engaged in the material.
3) or when manipulating by mistake any lever likely to cause an incorrect operation.
With a view to achieving this aim, this disengagement device which is also based on the principle of the "falling screw", that is to say according to which the worm control screw is mounted in a box which can pivot around an axis with the intervention of a lock, is characterized in that this lock is triggered by the intervention of an electro-magnetic device.
In the practical embodiment of the invention, the current is launched on the coils of an electro tripping device with the intervention of contact stroke limiters or a magneto-thermal relay which come into play either to cause the triggering. stopping the carriage in the longitudinal or transverse direction at a certain position, or to activate any safety device.
In order to make the invention fully understood, we will first of all describe, with the aid of FIG. 1, a de- @ device.
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clutch produced in a known manner and operating by mechanical means and a device designed according to the invention will then be described with the aid of FIGS. 2 and 3.
FIG. 1 therefore shows, by way of example, a lathe apron of which the control of the "falling screw" device is effected in a known manner by mechanical movement.
In this device, the control worm screw 1 is mounted in a box 2, which can pivot around an axis 3. A lever 4 pivoting around an axis 5, has an arm 6 which can come into contact with a boss. 7 from box 2.
A latch 8 pushed by a spring 9 engages below the worn stopper 10 when the box 2 is lifted using the lever 4 is horizontal, that is to say in the position where the threads of the worm 1 are engaged in the teeth of the helical wheel 11. At this moment, the carriage is engaged and can move longitudinally along the bed or cause the tool carriage to move transversely, depending on the position occupied by a balancing gear which gives one or the other of these two movements and which is controlled by a wide wheel wedged on the axis of the worm wheel. Because this control (longitudinal or transverse) is selected after the worm wheel, the same clutch device is used in both cases.
With the carriage engaged, suppose that it is desired to stop it at a predetermined position.
For this purpose, a stop 12 is fixed on the bench above which is the guide of the carriage. A rod 13 or 13 ', depending on the direction of advance, comes into contact with the stop 12 during the advance of the carriage. Being free, the rod 13 (oul3 ') slides and causes, by its inclined plane 14, the descent of the vertical rod 15; the latter, in descending, rotates the lever 4. The latter, by the rod 16 which is integral with it and which is also engaged in the
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lock 8, backs it up. At this moment, the box 2 no longer being held, falls by its own weight and releases the screw 1 from its contact with the wheel 11. The latter is, therefore, immobilized, while the worm continues to rotate. , remaining controlled by the rotating components that precede it.
The best-known mechanically operated safety device works as follows:
When an overload or any obstacle slows down the progress of the carriage, the worm wheel and the worm tend to stop or, even in some cases, stop dead. At this moment, the rotating parts which control the worm continue to rotate.
However, the control wheel 17 of the worm 1 drives the latter via lateral notches 18 in the form of inclined planes. These notches formed in the two parts (worm and control wheel) are held against each other by pressure from a spring 19 and the whole is mounted on a rod 20 provided with a base 21 against which the control wheel rests on 17.
If therefore the wheel 17 continues to rotate while the worm 1 is immobilized, there will be lateral displacement of this same wheel because the inclined planes 18 of these notches slide on those of the worm.
This wheel, by sliding, drives the rod 20 by its base 21; a washer 22 in contact with a rod 23 integral with the lever 4, causes the latter to pivot about the axis 5 and thus causes, in the same way as in the previous case, the release to a predetermined position, the retraction of the lock which causes the box to fall.
In this way, the immobilized screw wheel is released and the released worm takes its place against the notches of the control wheel under the action of the spring 19 acting
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through it through the. rod 20 and continues to rotate while the carriage is stopped in its automatic movement.
It is possible to activate the safety device when the resistance to the advance of the carriage exceeds a certain value by giving the spring 19 the desired tension.
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As can be seen, this trigger device, when it comes to stopping the carriage at a predetermined position, presents a great deal of inertia due to the action of linkages, inclined planes, friction ...... Not acting with absolute instantaneity, the successive releases for the same stop position do not have a rigorous consistency.
On the other hand, the safety device, combined with the system, is limited exclusively to stopping the automatic movement of the carriage when the resistance to advance exceeds a certain value.
But here again, the action is not instantaneous and the magneto-thermal protection devices of the main drive motor can trip before the carriage stops, and this because of the inertia inherent in the mechanical controls. In this case, the part stopping to rotate following the stopping of the main motor, the tool driven by the carriage being engaged in the material to be machined, is stuck by its point in the chip. training route. It follows that if the cutting edge of the tool is formed by sintered material - such as for example metal carbides - it will be put out of use immediately due to the fragility of its component.
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On the other hand, this safety is strictly limited to the carriage and does not extend to other parts of the machine, parts liable to cause false maneuvers such as, for example, the movement of a gear lever during rotation of the spindle, or liable also, as a result of a running accident, to increase the value of the power absorbed in a manner incompatible with that tolerated by the drive motor, due to seizure of the spindle, stopping the lubrication pump, in short, all elements totally independent of the operation of the truck.
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The device which is the subject of the present invention, while maintaining for the instantaneous triggering of the automatic advance of the carriage, the principle of the "falling screw box" no longer has a mechanical control, nor for the 'stop at a predetermined position, nor for the safety release.
FIG. 2 gives, by way of example, an overall view of the device, this arrangement in no way limiting as to the possible applications of the system.
In this figure, there is also shown at 1 the worm, at 2, the so-called "falling" box being able to oscillate around the axis 3 and at 11, the helical wheel.
According to the invention, the lock 8 of the falling box 2 is connected directly at 241 to the core 24 of a small electromagnet 242, so that this lock is driven with this core when the current is applied to the reinforcement coils.
It is by its contact stroke limiters or by a magneto-thermal relay that come into play either to
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to stop the carriage, in the longitudinal or transverse direction, at a certain position, either to make any safety act, that the current is launched on the coils of the electro 242, preferably, as well as this will be explained below, via a contactor.
The instantaneousness of the action excludes any inertia and experience shows that the precision of successive tripping for the same predetermined position is verified with differences of the order of 25 microns maximum between several consecutive positions.
These stroke limiters 25 and 251 (one for each direction), which are placed at the location occupied by the mechanical stop in known systems, each comprise two pairs of fixed contacts 26-261 each cooperating with a contact strip. mobile 27-271.
The contacts 26-261 are connected to conductors 28-29, one of which 28 is, in the example shown, connected to a phase T of the three-phase supply circuit of the motor M while, on the conductor 29 , is connected a wire 30 connected to phase S and forming a winding 31 around the armature 32 of a contactor or relay comprising two movable blades 33 - 331 able to close the supply circuit by the wires 34 -341 electro coils 242.
A contact actuated by the magneto-thermal relay 45 is shown at 35 and cooperates with fixed contacts 36-361 arranged such that, when the relay 35 comes into action, current is also launched on the electro 242.
By inserting contactor 33-331 between electro 242 and contacts 26-27; 261-271; 35-36, there is only a weak current flowing through these contacts, which would not occur if they were connected directly to the electro.
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It is also possible to place a whole series of stops in a very small space, as shown in figure 3.
On a rod 37 are mounted arms 38 bearing stops 39 and can occupy adjustable positions on the rod 37 by means of locking screws 40. On the other hand, a rod 41 which can slide in projections 42 of the flange with a view to acting on the movable contacts 27-271 carries a fixed stop 43 which can appear in front of each of the stops 39-391-392. when this rod is rotated by means of a button 44.
The rod 41 can move axially in the amount necessary to produce the contact at 26-27 or 261-271, either for the right hand or for the left hand drive.
These multiple stop release possibilities make it possible, for a revolution in particular, to easily produce stepped axes in series, each step length corresponding to the distance between stops.
This single or multiple stop arrangement can be applied on machines specially designed for this purpose or even be adapted on old machines equipped with a falling screw device and mechanical release movement. In this case, it suffices to adapt the electromagnet to the latch of the drop box, to remove the mechanical linkage which caused the trip and replace it with an appropriate electrical installation, depending on the location of the limit switches. or safety relay.
The triggering of the carriage acting as a safety device, that is to say causing the immediate stop of automatic travel, when the main control motor is subjected to an overcurrent, is as already said,
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obtained by inserting the magneto-thermal relay 45 in series on the main motor supply line.
When the current on the motor reaches an over-current that one does not wish to exceed, the reduction kicks in and engages contactor 33-331 which supplies the coils of the electromagnet. At this moment, the latch 8 is attracted and the automatic advance movement of the carriage is instantly stopped.
It will be noted that the stopping of the carriage takes place before the magneto-thermal devices of the main motor act. The drawback of having the main spindle controlled by this motor, stopped in the middle of the tool pass, with the latter engaged, in the material, is eliminated. With the automatic carriage moving off, the main motor is immediately unloaded and the current drops back to its normal value. If, despite everything, after stopping the automatic advance of the carriage, the main motor remains overloaded, for a cause totally independent of the action of the carriage, the magneto-thermal devices can operate without inconvenience, because at any time the the tool fixed on the carriage being stationary, its tip is no longer engaged in the middle of the material and therefore no longer risks being damaged when the spindle stops abruptly.
As for the additional safeguards providing for stopping the automatic advance of the carriage in the event of incorrect operation of a lever or the like, at any point of the machine, it consists of a contact 46 which is located at the point where protection is desired and which acts in the same way as the stop or safety contacts described above.