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Scie volante perfectionnée.
Cette invention se'rapporte à un dispositif pour tron- çonner des longueurs successives d'une barre se déplaçant d'une façon continue, et plus particulièrement aux scies volantes ser- vant à tronçonner rapidement des tubes, des canalisations, des tiges pleines ou matériaux analogues en mouvement, en longueurs déterminées d'une façon précise, au fur et à mesure que ces ma- tériaux sont débités par une nachine. Le dispositif décrit ici est particulièrement conçu pour tronçonner des tubes soudés, mais il est bien entendu que l'invention peut s'appliquer à d'outrés usages.
Dans la fabrication du tube d'acier par un procède bien connu, on chauffe dans un four une bande d'acier à la. température de soudure, puis on la fait passer à grande vitesse dans une machine à rouleaux qui forme et soude le tube; la bande d'acier reçoit sa forme tubulaire dans cette machine, qui soude en même
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temps 'ses deux bords pour former le tube. La bande d'acier est alimentée dans la machine sous la forme de grosses bobines et l'extrémité avant d'une bobine est soudée à l'extrémité arrière de la bobine précédente avant que la bande d'acier n'entre dans le four; de cette façon, il est possible de con- duire l'opération de soudure 'sans interrompre le travail pen- dant une période de temps relativement longue. Ces machines à fabriquer les tubes travaillent à grande vitesse.
Il est par conséquent nécessaire de disposer d'une machine volante quelcon- que de tronçonnage, de façon à tronçonner le tube au fur et à mesure qu'il sort de la machine,à des vitesses élevées pouvant atteindre par exemple 300 mètres à la minute.
Les machines à tronçonner de ce type doivent être capa- bles de travailler d'une façon ininterrompue pendant des pério- des de temps relativement longues, car l'arrêt de ces machines entraînerait nécessairement l'arrêt de la machine à fabriquer les tubes. Ces machines à tronçonner doivent pouvoir travailler sur des tubes de dimensions variées, être réglées pour tron- çonner le tube suivent des longueurs variées, travailler pour différentes vitesses de la machine à faire les tubes et fournir des tronçons dont les extrémités ne soient pas détériorées.
L'objet général de la présente invention est de fournir une scie volante d'un type perfectionné et capable de répondre aux dési- derata énumérés plus haut.
L'invention se propose également la réalisation d'une machine à tronçonner volante dans laquelle l'outil coupant se déplace d'une façon continue sur une trajectoire circulaire, évitant ainsi la nécessité de démarrer et d'arrêter de lourdes pièces de machines, obligation inévitable quand on utilise des outils coupants animés d'un mouvement alternatif. La présente invention a aussi pour but l'établissement d'une scie volante dans laquelle la longueur de tronçonnage peut être modifiée
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pendant le fonctionnement de la machine. Un autre objet de l'invention est de fournir une machine dans laquelle la vitesse de l'outil coupant pendant le tronçonnage est très voisine de la vitesse de la barre à tronçonner.
Un objet -supplémentaire de l'invention est rétablissement d'une machine dans laquelle on peut modifier la vitesse de l'outil coupant, pendant la marche., Enfin, l'invention a également pour but l'établissement d'un dispositif comprenant des moyens de contrôle simples et manoeu- vrés par servo moteur, de façon que l'opérateur puisse exécuter rapidement et facilement les réglages exigés.
Les précédents objets de l'invention et d'autres objets non cités sont réalisés en gros en montant la scie, ou tout autre outil coupant, sur un support rotatif, ce support étant constitué par un système de manivelle qui imprime à la scie ou à tout autre objet coupant une trajectoire circulaire. Des moyens sont prévus pour guider la barre à tronçonner suivant une trajectoire placée dans un plan parallèle au plan de rotation de l'outil coupant, qui agit dans une direction perpendiculaire au chemin suivi par la barre. L'outil coupant est mis en rota- tion par un mécanisme, mécanique ou 'électrique., synchronisé avec le mécanisme d'entraînement de la machine qui débite la barre, de façon que le mouvement de rotation de l'outil .soit lui-même synchronisé avec la vitesse linéaire de la barre.
Celle-ci est guidée suivant une ligne droite normalement tangente à la trajec- toire circulaire de l'outil coupant mais ne coupant pas cette trajectoire; cependant, des moyens sont prévus pour incurver la barre périodiquement, de façon à la faire passer de sa trajec- toire normale dans celle de l'outil coupant et à permettre ainsi son tronçonnement. La barre est incurvée de préférence très rapidement de façon que le tronçonnage se produise dans un temps très court et que 1'effet de la différence entre les vitesses linéaires de la scie et de la barre soit réduit au
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minimum.
Des réglages sont prévus pour faire varier la vitesse de rotation de l'outil coupante le rayon de sa trajectoire cir- culaire par conséquent sa vitesse circonférentielle, et le nom- bre de tours accompli par l'outil coupant entre deux opérations successives des moyens prévus pour incurver la barre et la placer sur la trajectoire de l'outil coupant. Grâce à tous ces moyens, on peut faire varier dans une gamme étendue la longueur des tronçons découpés dans la barre, et on peut régler la ma- chine pour la faire fonctionner avec précision et efficacité dans une grande marge de vitesse de la machine fournissant la barre.
L'invention comprend un dispositif pour débiter des tronçons longitudinaux successifs d'une barre, telle que cana- lisation, tube, tige, pleine, se déplaçant d'un mouvement con- tinu, ce dispositif comprend un outil coupant, des moyens de guidage pour la barre suivant sa trajectoire normale, un sup- port pour l'outil coupant, adapté pour déplacer celui-ci d'une manière continue sur une circonférence voisine de la trajectoire normale de la barre mais ne coupant pas celle-ci, des moyens pour entraîner ledit support, et des moyens d'engagement de la barre entraînés en synchronisme avec ledit support, en vue d'in- curver périodiquement la barre et de la faire passer de sa tra- jectoire normale dans celle de l'outil coupant.
Conformément à la méthode de la présente invention, on tronçonne une barre se déplaçant d'une façon continue en la guidant suivant une trajectoire normale, en déplaçant une scie circulaire ou un autre outil coupant suivant une trajectoire circulaire et avec une vitesse angulaire constante, cette trajectoire circulaire étant voisine de la trajectoire normale de la barre sans la couper, la lame de la scie étant disposée dans un plan sensi- blement perpendiculaire à la trajectoire normale de la barre et la scie se déplaçant suivant une direction sensiblement paral-
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lèle au trajet de la barre quand elle se trouve au plus près de ce trajet,
et enfin en incurvant périodiquement la barre trans- versalement à son trajet normal pour la placer sur le trajet de la 'scie lorsque celle-ci s'approche du trajet normal de la barre.
Considérons maintenant les dessins.
La figure 1 est une élévation latérale d'un mode de réa- lisation préféré d'une -scie volante conforme à l'invention.
La figure 2 est une élévation de face de la machine re- présentée sur la figure 1.
La figure 3 est une vue en plan de la même machine.
La figure 4 est une vue en plan de la partie inférieure de la machine, qui comprend le mécanisme de guidage et d'incur- vation de la barre,la partie supérieure de la machine étant en- levée pour la commodité du dessin.
La figure 5 est une vue schématique représentant l'action de la carie d'incurvation, et de la scie, et montrant également le trajet du tube ou de la barre à tronçonner.
La figure 6 est une coupe verticale à travers toute la machine, suivant la ligne 6-6 de la figure 2.
La figure 7- est une coupe horizontale montrant le mécanis- me d'engrenages différentiels employé pour régler la- longueur des bras de manivelle pendant que la machine est en marche.
La figure 8 est une élévation latérale partielle à grande échelle montrant le système de manivelles qui imprime à la scie une trajectoire circulaire.'
La figure 9 est une élévation de face du mécanisme re- présenté dans la. figure 8.
La figure 10 est une coupe verticale détaillée montrant une partie de l'entraînement des mécanismes de réglage.
La figure 11 est une vue en élévation représentant le mécanisme d'entraînement de la came d'incurvation de la barre. n
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Les figures 12 et 13 sont des coupes transversales du mécanisme d'entraînement de la came, suivant respectivement les lignes 12-12 et 13-1-3 de la figure 11.
La figure 14 est une coupe longitudinale du mécanisme d'entraînement de la figure 11, suivant la ligne 14-14 de cette figure.
La figure 15 est une vue en élévation montrant la commande du mécanisme de changement de vitesse de l'entraînement de la came
La figure 16 est une coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 15.
La figure 17 est une vue de détail de la commande de changement de vitesse, suivant la logne 17-17 de la figure 14.
La figure 18 est une vue détaillée de l'entraînement du mécanisme de réglage.
La figure 19 est une coupe suivant la ligne 19-19 de la figure 18. La figure 20 est une vue suivant la ligne 20-20 de la figure 18 et représentent un cadran indiquant la longueur des tronçons faits par la machine. La figure 21 est une coupe trans- versale détaillée d'un mécanisme d'enclenchement incorporé dans le mécanisme de .réglage, coupe suivant la ligne 21-21 de la fig.18 DISPOSITIONS GENERALES.
Comme on le voit en particulier sur les figurées 1, 2, 3 et 4 des dessins, un mode préféré de réalisation de la scie vo- lante conforme à la présente invention comprend un 'socle, dont l'ensemble est représenté par 10, reposant sur le sol, et un bâti supérieur, dont l'ensemble est représenté par 11, ajusté sur le socle. Le socle est muni de rainures de guidage 12 pour la barre, représentée ici sous la forne d'un tube fabriqué par soudure par une machine du type indiqué plus haut; le socle porte également la came d'incurvation 14 de la barre et le mé- cansime d'entraînement de cette came.
Le bâti supérieur porte l'outil coupant, qui est constitué dans le cas présent par une
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scie circulaire 16, et le mécanisme de manivelles qui imprime à la scie une trajectoire circulaire. La barre se déplace dans la direction de la flèche de la figure 2, et la direction de la came 14 ainsi que la direction du mouvement de la scie sur sa trajectoire circulaire sont également représentées par des flè- ches sur cette figure.
La came 14 est montée sur un arbre tournant 17, monte dans un excentrique 18 de façon que, par une synchronisation convena- ble de la rotation de l'excentrique 18 et de l'arbre 17, la came puisse incurver la barre W .sur le trajet de la scie avec l'enco- che 19 de la came disposée pour recevoir la scie, cette encoche étant placée à la partie la plus haute de la came en forme de poire. Le Mécanisme qui doit entraîner la came suivant une syn- chronisation convenable avec le mouvement de la scie comprend une boîte de vitesse qui permet d'obtenir des tronçons d'une longueur variant dans une large gammée le mécanisme d'entraînement est porté par le socle 10 de la machine et sera décrit en détail plus loin.
La scie 16 est entraînée par un moteur électrique 20 et montée de préférence directement sur l'arbre du moteur. La lame de la scie est renfermée partiellement dans un capotage de garde 21. Le moteur 20 est supporté par le cadre 22, et l'ensemble de la scie, du moteur et du cadre, est animé d'un mouvement circu- laire grâce à deux manivelles 24 et 25 sensiblement identiques, ces deux manivelles entraînant la scie sur 'sa trajectoire cir- culaire avec les axes du moteur et de la scie constamment paral- lèle au trajet de la barre et le plan de la lame de scie sensi- blement perpendiculaire à celui-ci.
Les manivelles 24 et 25 sont montées respectivement sur les arbres 26 et 27, entraînés à la vitesse désirée par le mo- teur principal 29 monté sur le bâti supérieur il de la machine.
Le moteur principal 29 tourne à une vitesse proportionnelle à
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celle de la machine débitant la barre, des commandes électriques convenables indiquées schématiquenent en 28 étant prévues dans ce but, de façon que la vitesse du moteur 29 varie en même temps que celle de la machine débitant la barre, Le moteur 29 entraîne les bras de manivelle par une transmission convenable compre- nant le réducteur de vitesse 30 et la boîte de changement de vi- tesse continu 31;
il entraîne aussi la came 14 par l'arbre ver- tical 32 qui s'engage dans un manchon rainure 33 pour permettre d'élever ou d'abaisser le bâti supérieur 11 par rapport au socle 10 sans interrompre l'entraînement de la came.
Le bâti .supérieur 11 est supporté sur le socle par quatre vérins 35 disposés aux quatre coins du socle et d'une construc- tion sensiblement identique. Ces vérins peuvent être réglés au moyen du moteur de réglage 36 monté sur le bâti supérieur et entraînant les arbres de réglage 37, 38, 39 et 40 des vérins par l'intermédiaire du couple 41 de pignons coniques, de l'arbre vertical 42 et du couple 43 de pignons coniques (figures 3-10).
Le moteur de réglage entraîne également les mécanismes qui con- trôlent le changement de vitesse continu 31 et règlent les lon- gueurs des manivelles 24 et 25. Grâce à ces mécanismes, la lon- gueur des bras de manivelle (et par conséquent la vitesse circon- férentielle de la scie), la position du bâti supérieur par rap- port au socle, et la vitesse de rotation de la scie et de la came peuvent être réglées simultanément pendant la marche de la machi- ne.
Des dispositifs d'enclenchement sont prévus dans la trans- mission partant du moteur de réglage pour permettre de faire les différents réglages, 'séparément aussi bien que simultanément.
Ainsi, l'opérateur peut, au moyen de la boîte de changement de vitesse et des commandes simples actionnées par le moteur de ré= glage 36, faire tout les réglages nécessaires pour obtenir un tronçonnage précis de la barre suivant la longueur désirée.
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Les relations de mouvement entre la scie, la barre et la cane d'incurvation de la barre, sont représentées schématiquemetn sur la figure 5. Comme on le voit sur cette figure, la scie 16 reçoit un mouvement circulaire uniforme des manivelles 24 et 25.
Le schéma représente les trajectoires du centre et du bord cou- pant de la 'scie quand les manivelles sont réglées par un rayon moyen de 50 cm, par exemple,mais le rayon peut être augmenté ou diminué; le bâti supérieur de la machine, et par suite la ligne des centres des manivelles, étant respectivement élevés ou abais- ses suivant que le rayon augmente ou diminue, de façon que le point le plus bas de la trajectoire de la 'scie se trouve toujours à la même hauteur quelle que soit la valeur du rayon des mani- velle s. On voit sur le dessin les lignes des centres des mani- velles correspondant aux rayons maximum et minimum et le lieu du centre de la came dans une réalisation typique de l'invention.
Le trajet normal de la barre se trouve en dehors du trajet de la scie (sous celui-ci dans le dispositif représenté), de façon que la scie puisse faire un certain nombre de tours sans couper la barre, le tronçonnage ne s'effectuant que lorsque la barre est incurvée par la came 14 et vient ainsi se placer sur le trajet de la scie.
Il est évident que, si la barre se déplace à vitesse cons- tante, la longueur des tronçons débités par la scie dépend de la vitesse angulaire de celle-ci et de l'action de la came d'in- curvation. Par exemple, si la barre se déplace à une vitesse de 300 m à la minute, si la scie fait 100 tours à la minute, et si la came d'incurvation 14 fonctionne de façon à incurver la barre et à la placer sur le trajetde la scie tous les deux tours de celle-ci, la barre sera coupée en tronçons de 6 m. de long. Si la vitesse angulaire de la scie est diminuée et si la vitesse de la came est elle-même diminuée dans le même rapport tandis que la vitesse de la barre reste constante, la longueur des
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tronçons sera augmentée.
De même, une augmentation de le vitesse angulaire de la scie produira une réduction de la longueur des tronçons. Si la came incurve la barre sur le trajet de la .scie tous les trois tours de cette scie, la longueur d'un tronçon pour une vitesse donnée aéra égale à une fois et demie la longueur obtenue quand la came agit tous les deux tours, et d'autres ré- ductions dans la fréquence de la coupe produiront une augmenta- tion correspondante de la longueur des tronçons. Ainsi, la lon- gueur des tronçons peut être modifiée dans une gamme très éten- due en faisant varier la vitesse de rotation de la -scie et en changeant la fréquence d'opération de la came d'incurvation.
La vitesse linéaire de la scie est réglée de façon à égaler exacte- ment la vitesse linéaire de la barre en ajustant le rayon de la trajectoire de la scie au moyen des manivelles 24 et 25, la po- sition du bâti supérieur sur le socle étant elle-même choisie pour maintenir une position relative correcte entre la barre et la scie quand cette dernière se trouve en position de tronçonnage.
Les mécanismes chargés d'effectuer ces différents réglage ont été indiqués brièvement ci-dessus et seront décrits en détail plus loin.
EMI10.1
ZC!LTI3¯.iE D1TTAI1LTT ET DE REGLAGE DE LA SCIE.
Les mécanismes de montage, d'entraînement et de réglage de la scie ou autre outil coupant, sont représentés 'sur les figures 6 à 10, inclusivement, et la disposition générale de la scie est représentée sur les figures 1, 2 et 3.
La scie est entraînée dans son mouvement circulaire par le cadre de support 22 porté par des paliers convenables sur les axes de manivelles 45 et 46 aux extrémités des bras de manivel- les 24 et 25. Ainsi, les axes de manivelles 45 et 46 tournent dans les extrémités du cadre 22,lorsque les manivelles 24 et 25 entraînent celui-ci, en même temps que la scie 16 etque le mo- teur 20 monté sur le cadre, dans un mouvement circulaire. Les
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manivelles 24 et 25 sont portées par les extrémités des arbres creux 26 et 27 respectivement, ces arbres étant portes eux-mêmes par des paliers convenables dans le bâti 'supérieur 11 de l'appa- r eil.
Les arbres 26 et 27 sont entraînés synchroniquement et dans le même 'sens par les roues dentées 50 et 51, entraînées elles-mêmes.par un pignon 52 calé sur l'arbre principal 53 que fait tourner le moteur principal 29 par l'intermédiaire du réducteur de vitesse 30, du changement de vitesse continu 31 et de l'accouplement 54 (figures 1 à 7). Grâce à ces moyens la scie est entraînée dans son mouvement circulaire à la vitesse désirée, qui peut être réglée au moyen du changement de vitesse continu 31, le rapportentre la vitesse de rotation du moteur principal 29 et celle du tube ou de la barre passant à travers la scie étant maintenu' par les moyens de commande du moteur 29 mentionnée plus haut.
Comme il a été indiqué plus haut, la longueur des tronçons faite par la 'scie est déterminée par le rapport entre la vitesse de rotation de la scie et la vitesse d'avancement de la barre.
En vue d'obtenir un tronçonnage correct, la vitesse linéaire de la scie dans une direction parallèle à la barre doit être aussi voisine que possible de la vitesse de la barre pendant l'opéra- tion du tronçonnage. Dans ce but, le rayon des manivelles 24 et 25 est réglable de façon à donner à la scie la vitesse linéaire voulue pour produire un tronçonnage correct à différentes vi- tesses de la scie et pour différentes longueurs de tronçon. A cet effet, on a prévu les mécanismes de réglage représentée en particulier dans les figures 6 et 7. Puisque les manivelles 24 et 25 sont de préférence identiques, on ne décrira en détail que la manivelle 24 qui est représentée en coupe sur la figure 6.
Comme on le voit sur cette figure, l'axe de manivelle 45 est porté par des vis 56 et 57. Ces vis s'engagent dans des man-
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chons ou écrous taraudes 58 et 59 qui traversent diamétralement l'axe tubulaire de manivelle 45 et sont fixés de façon à ne pas tourner par rapport à celui-ci . Ainsi, la rotation des vis 56 et 57 augmentera ou diminuera la longueur effective du bras de manivelle et le rayon du trajet de l'axe de manivelle 45 et de la scie.
En vue de protéger les vis et les mécanismes qui leur sont associés contre des corps étrangers, les parties extérieures de la manivelle 24 sont enfermées dans un carter 60 (figures 6 8 et 9). Le carter 60 est fixé à l'arbre ;S6 par des boulons 61 et supporte les butées à billes 62 et 63 dans lesquelles s'en- gagent les extrémités intérieures des vis 56 et 57. L'extrémité avant du carter 60 est munie d'une ouverture féroce par un cou- vercle coulissant 65, l'axe de manivelle 45 étant ajusté dans un orifice ménagé dans le couvercle. Ainsi, lorsqu'on manoeuvre les vis pour changer le rayon de la manivelle 24, le couvercle coulissant se déplace vers l'intérieur ou vers l'extérieur par rapport au carter 60 et maintient le carter constamment fermé pendant le fonctionnement de la machine.
Le carter facilite le graissage du mécanisme de réglage et protège celui-ci contre la poussière, les battitures et autres déchets analogues que l'on trouve généralement à' proximité des machines à fabriquer des tubes.
Des pignons coniques 66 et 67 sont fixés aux extrémités inférieures des vis 56 et 57 et permettent de faire tourner celles-ci et de régler ainsi la longueur de la manivelle 24.
Ces pignons engrènent avec les pignons coniques 68 et 69 montés sur l'arbre 70 porte par des paliers convenables, comme on le voit 'sur la figure, à l'intérieur de l'arbre creux 26 et concen- triquement à celui-ci. Il est évident que toute rotation de l'ar- bre 70 par rapport à l'arbre creux 36 produira une rotation des vis 56 et 57 autour de leurs propres axes, tandis que, si les
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arbres 70 et 26 tournant ensemble, les vis 56 et 57 seront maintenues fixes autour de leurs axes.
Ainsi, les vis 56 et 57 resteront fixes aussi longtemps que l'arbre 70 tournera à la même vitesse que l'arbre creux 26 mais ces via 56 et 57 tourne- ront sur leurs axes dès qu'un ralentissement ou une accéléra- tion se produira dans la rotation de l'arbre 71 par rapport à l'arbre 26, c'est-à-dire dès qu'une rotation relative se produira entre l'arbre 70 et l'arbre creux 26.
Ainsi, en réglant convenablement la vitesse de rotation de l'arbre 70, on fera tourner les vis 56 et 57 autour de leurs axes pendant la rotation de la manivelle 24 et on modifiera par conséquent la longueur de cette manivelle. Le mécanisme qui permet d'exécuter ce réglage au moyen du moteur de réglage est représenté en particulier dans les figures 6, 7 et 10. Le moteur de réglage 36 entraîne l'arbre vertical 42 par le couple 43 de pignons coniques. L'arbre 42 entraîne, par l'intermédiaire d'un accouplement à clabots commandé par la poignée 73, un arbre ver- tical 71 qui se prolonge vers le haut. L'arbre 71 porte une vis sans fin 74 qui entraîne le pignon hélicoïdal 75 (voir figure 7).
Le pignon hélicoïdal 75 est monté rigidement sur le cadre 76 portant les satellites composant le mécanisme différentiel com- prenant les satellites 77, le pignon conique d'entrée 78 et le pignon conique de sortie 79. Les satellites 77 peuvent tourner -sur l'arbre 80 supporté par le cadre 76 des satell ites. Le pi- gnon 78 est claveté sur l'arbre 82, et l'autre extrémité de l'arbre 82 porte un pignon cylindrique 83 engrenant avec la roue dentée 50 qui entraîne 1-'arbre creux 26 et fait tourner ainsi la manivelle 24. Le pignon 79 de sortie du différentiel est claveté sur l'arbre 85 dont l'autre extrémité porte le pignon conique 86 qui engrène avec le pignon conique 87.
Les arbres 82 et 85 sont supportés à l'intérieur des arbres creux 76 et 76b soli- daires du cadre des satellites et tourillonnés dans le bâti su-
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péieur 11. La roue dentée 87 est clavetée sur l'arbre 88 qui s'étend horizontalement et entraîne les pignons coniques 89 et 90. Le pignon 89 entraîne le pignon 92 qui est claveté à l'ex- trémité de l'arbre 70 du côté or% se trouve la manivelle 24 (voir figure 6).
Le pignon 90 entraîne un pignon conique 93 monté à l'extrémité de l'arbre 94 qui est disposé à l'intérieur de l'arbre creux 27 correspondant à la manivelle 25; ainsi, la rotation de l'arbre 88 commande les mécanismes de réglage de la longueur des deux manivelles 24 et 25.
Le mécanisme d'entraînement de l'arbre 88, comprenant le mécanisme différentiel, est tel que l'arbre 88 tourne à la même vitesse que les arbres creux 26 et 27, tant que l'arbre 71 et la vis sans fin 74 restent immobiles, et puisque les pignons 89, 90,92 et 93 ont tous le même nombre de dents, les arbres 70 et 94 des mécanismes de réglage des manivelles sont entraînés à la même vitesse et dans le même sens'que les arbres 26 et 27 des manivelles.
Ceci résulte du fait que l'arbre 88 est entraîné par l'intermédiaire de la roue dentée 50, de la roue dentée 83, de l'arbre 82, et du mécanisme différentiel, et que la roue dentée 83 ayant deux fois moins de dents que la roue 50 entraîne l'arbre 82 à une vitesse double de celle de l'arbre creux 26 et dans le sens opposé; aussi longtemps que le cadre des satelli- tes 76 n'est pas déplacé par la roue hélicoïdale 75 en prise avec la vis sans fin 74, le seul effet du différentiel est de changer le sens de rotation, et le pignon extérieur 79 du différentiel tourne à la même vitesse que le pignon 78 mais dans un sens opposé.
Les arbres 82 et 83tournent par conséquent à la même vitesse mais dans des sens opposés, l'arbre 85 tournant dans le même sens que les arbres creux 26 et 27 mais avec une vitesse de rotation double. L'arbre 85 entraîne l'arbre 88 par l'intermé- diaire des pignons coniques 86 et 87. Puisque le pignon 87 con- tient deux foisplus de dents que le pignon 86, l'arbre 88 tourne
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à la même vitesse que les arbres de manivelle 26 et 27, et les pignons coniques 90, 91, 92 et 93 entraînant les arbres 70 et 94 dans le même sens et à la même vitesse que les arbres creux 26 et 27.
Ainsi, tant que le cadre 73 des satellites reste fixée les arbres de réglage 70 et 94 sont entraînés à la même vitesse et dans le même sens que les arbres de manivelle 26 et 27; aucune rotation relative ne se produit entre l'arbre 70 et l'arbre 26 ou entre l'arbre 94 et l'arbre 27, les vis 56 et 57 ne tournent pas sur leurs axes et les manivelles 24 et 25 conservent une longueur constante.
Si cependant on désire régler la longueur des manivelles, on met en marche le moteur de réglage 36, on engage les clabot-s de l'accouplement 72, la vis sans fin 74 se met ainsi à tourner et entraîne la roue hélicoïdale 75 et le cadre 76 des satellites.
Suivant le sens de rotation de la roue hélicoïdale 75, on aug- mente ou on diminue la vitesse de rotation du pignon 79 et de l'arbre 85 par rapport à celle du pignon 78 et de l'arbre 82.
Par exemple, si la roue hélicoïdale 75 et le cadre 76 des satel- lites font un tour complet pendant que l'arbre 82 et la roue dentée 78 restent fixes, le pignon 79 et l'arbre 85 font deux tours, tandis que l'arbre 88 et les arbres 70 et 94 ne font qu'un seul tour. Ce fonctionnement est le même quand la machine est en marche. La rotation du cadre des -satellites ajoute donc des tours aux arbres 85 et 88 ou leur en retire, et produit le même effet sur les arbres de réglage 70 et 94 par rapport aux arbres creux 26 et 27. La rotation relative ainsi produite entraîne les vis de réglage 56 et 57 et les vis analogues correspondant à la manivelle 25, et modifie la longueur des manivelles 24 et 25.
Le réglage peut être effectué rapidement et facilement par la mise en marche du moteur de réglage 36, et la facilité de réglage est la même, que la machine soit en marche ou arrêtée.
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Etant donné que le moteur 20 d'entraînement de la scie, le support 22 et les manivelles 24 et 25 sont des pièces rela- tivement lourdes, il est' préférable de les équilibrer. A cet effet, des contrepoids 96 et 97 sont fixés aux arbres 26 et 27, de préférence le plus près possible des paliers 98 et 99. Les contrepoids peuvent être de simples pièces coulées en acier, de dimensions et de poids appropries. Les lignes pointillées des figures 6 et 7 montrent les contours de contrepoids convenables; dans la figure 6, on a -supposé arrachée la plus grande partie du contrepoids 96 qui se prolonge vers le haut alors que la ma- nivelle 28 se trouve à sa position basse; dans la figure 7, on ne voit que les moyens des contrepoids qui se prolongent vers le bas.
CAME D'INCURVATION DE LA BARRE.
Comme on l'a vu plus haut, la came 14 incurve périodi- quement la barre sur le trajet de la scie 16, les moyens d'en- traînement de la came étant réglables de façon que celles-ci puisse incurver la barre au moment voulu pour débiter des tron- çons de la longueur désirée. Le mécanisme d'entraînement de la came est représenté dans les figures 1, 2, 4, 6, 8, 11, 12, 13 et 14.
En vue de synchroniser la rotation de la came 14 avec la rotation de la scie, la came est entraînée par le moteur princi- pal 29, l'entraînement se faisant par l'arbre creux 26, la roue conique 101 montée sur cet arbre, la roue conique 102, et l'arbre vertical 32 qui s'engage par ses cannelures dans le manchon 33 Ce manchon 33 porte un pignon conique 103 qui entraîne le pi- gnon conique 104 monté sur l'arbre court horizontal 105, l'in- térieur de la boîte d'engrenages 106 (voir figures 1 et 6).
Une roue cylindrique 116 est montée sur l'arbre 105 et engrène avec la roue dentée 108 montée sur l'axe 109 qui entraîne l'arbre à came 17 par l'intermédiaire de joints de cardan 110 et 111 et de
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l'arbre téléscopique 112. Cette disposition est employée parce que 1-'arbre 17 est monté dans un excentrique 18;
l'entraînement se fait a la sortie de la boite d'engrenage 106, loin de l'arbre 17, de façon qu'une distance suffisante existe entre les ex- trémités des arbres 17 et 109 et permette d'éviter ainsi une trop grande inclinaison de l'arbre télescopique 112, afin d'obte- nir un fonctionnement correct des joints de cardan 110 et 111.
La came 14 est clavetée sur l'arbre 17 et entraînée par la trams- mission que l'on vient de décrire, dans la direction de la flèche de la figure 2, avec la même vitesse angulaire que la scie. La. came est calée sur l'arbre 17 de façon que l'encoche 19 reçoive la lame de la scie 18, cette encoche se trouvant à son point le plus haut lorsque la scie est à son point le plus bas.'
Afin d'élever la came 14 jusqu'à une position où elle puisse incurver la barre sur le trajet de la scie, l'arbre 17 est porte par un excentrique 18, comme il a été indiqué précé- demment. Comme on le voit particulièrement sur les figures 6 et
14,
l'excentrique 18 comporte des extrémités 113 et 114 servant de tourillons et une partie intermédiaire plus grosse 115. Les tourillons 113 et 114 reposent sur des paliers convenables 116 et 117 dans la boîte d'engrenage 118 qui est supportée par le socle 11 de la machine. Les tourillons 113 et 114 contiennent des roulements 119 et 120 dans lesquels tourne l'arbre 17. Les roulements 119 et 120 sont excentrés par rapport aux roulements
116 et 117. Ainsi, la rotation de l'excentrique 18 dans la boî- te d'engrenages 118 déplace l'arbre 17 sur une trajectoire cir- culaire et fait monter ou descendre la came 14.
Le mécanisme de 1* entraînement est réglé de telle façon que, lorsque l'arbre 17 se trouve à sa position la plus haute, l'encoche 19 de la came se trouve également à sa position la plus haute, et la barre placée dans la rainure périphérique de la came 14 est tronçonnée par la scie, les trajets de la scie, de la came et de la barre, étant représentes schématiquement sur la figure 5.
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En vue d'entraîner l'excentrique synchroniquement avec la came et loa scie, l'arbre 105 est relié directement par un accou- plement 121 à l'arbre d'entrée 122 d'une boîte à trois vitesses renfermée dans le carter 118 (voir figures 4 et 14).Puisque l'arbre 105 est entraîné par le moteur principal qui entraîne également l'arbre à came 17 et la scie sur sa trajectoire circu- 1¯aire, la synchronisation est obtenue dans les mouvements de tous ces éléments.
L'excentrique 18 est entraîné par l'arbre 122 par 1' intermédiaire d'une boîte de vitessesqui comprend les roues dentées 123, 124 et 125 montées sur l'arbre 122 et engrenant respectivement avec les roues dentées 126 127 et 128 calées sur la partie la plus large 115 de l'excentrique 18. Les roues dentées 123 124 et 125 peuvent tourner par rapport à l'arbre 122 sur des coussinets appropriés représentes sur la figure, mais peu- vent être rendues solidaires de cet arbre au moyen des 'baladeurs à clabots 129 et 130 qui coulissent sur des manchons cannelés 131 et 132 respectivement, ces manchons étant clavetés sur l'arbre 122.
Sur la figure 14 la transmission est représentée dans sa position neutre avec les roues dentées 123, 124 et 125 libres de tourner par rapport à l'arbre 122. Quand on fait coulisser le baladeur 29 vers la droite, les clabots 133 et 134 s'engagent les uns dans les autres et verrouillent la roue dentée 123 sur l'arbre 122 ; dans le mode de réalisation représentée l'arbre 122 fait deux tours pour un tour de l'excentrique 18, la roue dentée 126 ayant deux fois plus de dents que la roue 123. Puisque l'ar- bre à came 17 est entraîné à la même vitesse que l'arbre 105, qui est accouplé directement à l'arbre 122, la came 14 et la scie 16 font chacune deux tours pour un tour de l'excentrique.
Les clabots 133 et 134 sont placés de telle façon que lorsqu'ils sont engagés les uns dans les autres, l'excentrique 18 se trouve à sa position la plus haute quand l'encoche 19 de la came 14 se trouve
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également à sa position la plus haute et que la scie est à son point le plus bas.
Quand on déplace le baladeur 128 vers la gauche les clabots 135 et 136 sont engagés mutuellement et verrouillent la roue dentée 124 sur l'arbre 122. Le rapport des dents des roues 124 et 127 est de 1 à 3. Par conséquent, quand le baladeur 129 a été déplacé vers la gauche, l'arbre 122, l'arbre à came 17 et la came 14 font chacun trois tours pour un tour de l'excentri- que 18. Quand on place le baladeur 129 en position neutre et qu'on pousse le baladeur 130 vers la droite pour obtenir l'en- gagement des clabots 137 et 138, la roue dentée 125 se trouve verrouillée par rapport à l'arbre 122. La roue dentée 128 a qua- tre fois plus de dents que la roue 125; par conséquent, dans cette position, le rapport des vitesses est de 4 à 1, et l'arbre 17 ainsi que la came 14 font quatre tours pour un tour d'excentri- que 18.
Dans tous les cas, les clabots des baladeurs ne s'enga- gent mutuellement que lorsque l'excentrique 18 et l'encoche 19 de la came 14 atteignent ensemble leurs points les plus hauts et, comme on l'a déjà dit, la scie est réglée pour se trouver à son point le plus bas quand l'encoche 19 est à son point le plus haut.
Le baladeur 129 est manoeuvré par une fourchette 140 portée par un arbre tubulaire 141, et le baladeur 130 est manoeu- vré par une fourchette 142 portée par l'arbre 143 disposé à l'in- térieur de l'arbre 141. Les arbres 141 et 143 sont manoeuvres respectivement par les leviers 144 et 145, par l'intermédiaire des arbres oscillants 146 et 147 et des leviers 148 et 149 reliés respectivement aux arbres 141 et 143 (voir figures 15, 16 et 17).
L'arbre 146 est supporté par des paliers prévus sur le bâti 10, et l'arbre 147 oscille à l'intérieur de l'arbre 146 (voir figure 16). Les leviers 144 et 145 sont verrouillés dans leurs différentes positions par des verrous à ressorts 150 et 151 qui s'engagent dans des encoches ménagées dans les secteurs 152 et 152a des
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verrouillages mutuels sont prévus de façon que l'une seulement des roues dentées 123, 124 et 125 puisse être rendue solidaire à un moment donné de l'arbre 122.
Les leviers 144 et 145 sont connecter à leurs arbres oscillants respectifs par l'intermédiai- re de ressorts 153, 154 et 155 qui déplacent les arbres et les fourchettes quand les clabots se trouvent en position d'engage- ment et qui empêchent d'exercer 'sur le mécanisme des efforts exagérés si les clabots ne sont pas en position d'engagement quand on déplace les leviers.:
Il faut remarquer que si le présent mode de réalisation de l'invention comporte trois rapports de vitesses pour l'entraî- nement de l'excentrique, on peut évidemment, si on le désire, prévoir des rapports de vitesses supplémentaires; ainsi, l'excen- trique peut être entraîné à la même vitesse que la came ou sui- vant des rapports de vitesses supérieure à 4/1, suivant la cons- truction de la machine et la longueur des tronçons.
MECANISME DE REGLAGE.
Suivant la description précédente, on peut modifier, par le mécanisme de changement de vitesse qui a déjà été décrit le nombre de tours que fait la scie pour un tour de la came 14 d'incurvation de la barre. Pour changer le rapport des vitesses entre la scie et la came, il faut obligatoirement arrêter la machine; cependant, tous les autres réglages peuvent être effectués pendant la marche de la machine.
Ces réglages sont le contrôle de la vitesse de rotation de la scie effectuée par le changement de vitesse continu 31, le contrôle du rayon des bras de manivelles 24 et 25 par le différentiel, et le réglage, par l'intermédiaire des vérins 35, de la distance entre le bâti su- périeur et le socle de la machine et par conséquent de la distan- ce entre la scie et le trajet normal de la barre. Ces réglages sont réalisés par le moteur de réglage 36 qui est commandé par l'opérateur à l'aide de boutons-poussoirs d'un modelé courant.
Les transmissions entre le moteur de réglage et les différents
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mécanismes effectuant les réglages sont représentées en parti- culier dans les figures 1, 2, 3, 4, 10, 18, 19, 20 et 21.
Comme ila été décrit précédemment, le moteur du réglage entraîne, par l'intermédiaire du couple conique 43, l'arbre vertical 42 qui se prolonge vers le bas et entraîne les vérins 35 par l'intermédiaire du couple conique 41 et des arbres 37, 38, 39 et 40. L'arbre 42 entraîne par son extrémité supérieure et par l'intermédiaire du système d'enclenchement 72, l'arbre 71 qui se prolonge vers le haut. La vis sans fin 74 qui, comme il a été dit plus haut, entraîne le mécanisme différentiel pour contrôler le rayon des bras de manivelles 24 et 25, est clavetée sur l'arbre 71.
L'arbre 71 se prolonge vers le haut au-delà de la vis 'sans fin 74 et entraîne le mécanisme de réglage du changement de vi- tesse continu 31 par l'intermédiaire du mécanisme représenté sur les figures 18, 19, 20 et 21, il entraîne aussi l'aiguille indi- catrice 165 qui, en se déplaçant sur le cadran 166, indique la longueur des tronçons pour laquelle la machine est réglée.
L'aiguille indicatrice est entraînée par l'intermédiaire du pi- gnon conique 167 monté à l'extrémité supérieure de l'arbre 71, ce pignon entraînant la roue conique 168 fixée à l'arbre trans- versal horizontal 169; celui-ci est supporté par des paliers con- venables dans la boîte à engrenages 170 ; il entraîne la vis sans fin 171 qui fait tourner la roue hélicoïdale 172 montée sur l'arbre court 173 dont l'extrémité extérieure porte l'aiguille indicatrice 165 Cette aiguille est fixée par la vis 165a et elle peut être réglée ou déplacée si cela est nécessaire.
Pour entraîner le système de réglage du changement de vitesse continu, un pignon conique 174 est monté à l'extrémité de l'arbre 169 du côté opposé à celui où se trouve le pignon 168.
Le pignon 174 entraîne une roue dentée conique 175 qui entraîne à son tour l'arbre horizontal 176 par l'intermédiaire de l'accou-
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plement 177. Comme on le voit en particulier -sur la figure 21, l'arbre 176 entraîne l'axe 178 par l'Intermédiaire de l' enclenche- ment à clabots 17 9, l'enclenchement étant commandé par la biellet- te 180, actionnée par le levier 181 et verrouillée dans sa posi- tion d'engagement ou dans sa position de dégagement, suivant le désir de l'opérateur, par la goupille 182 qui traverse un orifice ménagé dans le couvercle 123 du carter vertical 184 contenant le mécanisme de réglage de changement de vitesse continu (voir fi- gures 1, 18 et 21).
L'arbre 178 entraîne l'arbre de réglage de changement de vitesse continu par l'intermédiaire des engrenages coniques 186 et 187.
Il est évident, d'après ce qui précède, que le moteur de réglage contrôle la vitesse de rotation des manivelles et par conséquent de la scie sur sa trajectoire circulaire, la posi- tion du bâti supérieur 11 sur le socle 10 et le rayon des bras de manivelles. En même temps, l'aiguille 165 se déplace et indi- que la longueur approximative des tronçons correspondant au ré- glage de la machine. Puisque les bras de manivelles sont entraî- nés par le moteur principal 29 et que celui-ci est entraîné à une vitesse proportionnelle à la vitesse de la machine qui débite la barre, la longueur des tronçons n'est pas affectée par les varia- tions de vitesse du moteur principal.
Cependant, on peut modifier la longueur des tronçons en faisant varier le rapport de vitesse du changement de vitesse continu par l'intermédiaire du moteur de réglage 36, une augmentation de la vitesse des bras de mani- velle et du moteur produisant une diminution de la longueur des tronçons et inversement.
Pour maintenir la vitesse de la scie aussi voisine que possible de la vitesse de la barre au moment de la coupe, il est nécessaire d'augmenter le rayon des bras de manivelles quand on augmente la longueur des tronçons, en diminuant la vitesse de rotation de la scie; le rayon des bras de manivelle doit être
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augmenté suffisamment pour maintenir la vitesse linéaire de la scie sensiblement constante quand on diminue sa vitesse angulaire.
On doit exercer une action inverse quand 'on augmente la vitesse angulaire de la scie. On effectue ces réglages, ainsi que le ré- glage simultané du bâti supérieur sur son socle, en agissant sur le moteur de réglage 36. Cependant, on peut régler la position du bâti supérieur sur son socle sans effectuer d'autres modifica- tions, en dégageant les clabots de l'enclenchement 72 de façon que le moteur de réglage entraîne seulement les vérins 35 et ne modifie pa le réglage du changement de vitesse continu ou la longueur des bras de manivelles. Ce réglage réparé est nécessaire dans le cas ou on veut tronçonner des tube.s de différents diamè- tres ou lorsqu'on veut employer des lames de scie de différents diamètres.
De même, on peut régler le rayon des bras de manivelles sans changer le rapport de vitesse du changement de vitesse contia en dégageant les clabots de l'accouplement 179. L'opérateur utilise ce réglage pour donner à la scie une vitesse linéaire se rapprochant avec une grande précision de la vitesse de la barre passant à travers la machine. A chaque fois que l'on règle le rayon des bras de manivelles, on doit régler également la posi- tion du bâti supérieur 11 par rapport au socle 10 de façon à maintenir la lame de scie dans une position correcte par rapport au trajet de la barre.
RESUME DU FONCTIONNEMENT.
Au moyen des mécanismes variés de réglage qui ont été décrits, et du changement de vitesse qui entraîne l'excentrique, l'opérateur peut régler la machine de façon à obtenir avec pré- cision des tronçons d'une barre ou d'un tube de longueur déter- minée, la longueur pouvant varier entre des limites relativement larges. La longueur des tronçons est déterminée par le nombre de coupes faites par la scie dans une longueur donnée du tube ou de la barre. Ce nombre de coupes est déterminé à son tour par le
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nombre de tours de la scie et le nombre de tours de l'excentri- que portant la came d'incurvation de la barre pendant le passage d'une longueur donnée du tube ou de la barre à travers la machine.
Comme il a été indiqué plus haut, le moteur princi- pal 29 est contrôlé par des moyens appropriés électriques et mécaniques de façon qu'il tourne avec précision à une vitesse proportionnelle à celle de la machine débitant la barre. Par conséquent, le moteur principal 29 fait un nombre de tours déter- miné par unité de longueur de la barre passant à travers la ma- chine, et ce nombre reste constant, quels que 'soient les chan- gements de vitesse de la machine débitant la barre. Il s'ensuit Que, en employant une boîte de vitesses appropriée et en réglant convenablement le changement de vitesse continu on peut faire exécuter à la scie le nombre de coupes désiré pour une longueur donnée de la barrée de façon à obtenir des tronçons de la lon- gueur désirée.
Supposons par exemple que l'on veut obtenir des tronçons d'une longueur de 6 m. Il faut pour cela exécuter 50 coupes pour une longueur de '300 m de la barre. 'Si le rapport du changement de vitesse de la boîte 118 est égal 2/1, la barre sera incurvée sur le trajet de la scie tous les deux tours de la scie. Par conséquente on réglera le changement de vitesse continu 31 de façon que la scie 16 et la came 14 fassent 100 tours pendant que la barre avance de 300 mètres, et l'excentrique exécutera 50 tours pour soulever la came et lui permettre d'incurver la barre dans la position où elle doit être tronçonnée par la scie.
Ce rapport de 100 tours de la scie pour 200 mètres d'avancement de la barre est constant pour la longueur de tronçon désirée et indépendant des changements de vitesses qui peuvent se produire en cours de fonctionnement dans la machine à tronçonner la barre et dans la. machine qui la débite. Par conséquente l'opérateur eut régler le changement de vitesse continu pour obtenir des
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tronçons ayant à peu près la longueur désirée, la machine étant arrêtée, et le réglage final qui doit donner au tronçon e xa cte- ment la longueur voulue est exécuté après que la machine dé- bitant la barre ait été mise en mouvement et pendant le fonc- tionnement de la machine à tronçonner.
Cependant, il faut arrêter la machine s'il est nécessaire de modifier le rapport de multi- plication ou de démultiplication de la boîte de vitesses.
Puisque la scie .se déplace à une vitesse uniforme sur une trajectoire circulaire pendant que la barre avance -suivant une ligne droite, il est évident qu'on ne peut pas donner à la scie, dans une direction parallèle au trajet de la barre et pendant la coupe, une vitesse linéaire exactement égale à celle de la barre. Cependant, on peut donner a la 'scie, dans une direc- tion parallèle au mouvement de la barre, une vitesse linéaire moyenne qui approche de très près la vitesse linéaire de la barre et, comme on le voit sur la figure 5, la scie se déplace pendant la coupe sur un arc relativement petit (environ 20 - dans l'exem- ple représenté).
La différence entre les vitesses de la scie et de la barre pendant la coupe est donc faible, et la lame de -scie, qui peut avoir par exemple un diamètre d'envirojn 60 c/m, se dé- forme suffisamment pendant la coupe pour compenser les légères différences de vitesses; ainsi, les extrémités des tronçons ne sont pas abîmées et la perpendicularité de la coupe à 1/axe de la barre est suffisamment respectée pour tous les usages commerciaux ordinaires.
En exécutant la coupe rapidement, il est ainsi possi- ble d'obtenir une synchronisation suffisante des mouvements de la scie et de la barre, et de plus, de déplacer la scie sur une trajectoire circulaire à une vitesse angulaire uniforme, ce qui permet d'utiliser des mécanismes simples et robustes et de réaliser sans à-coups une opération de coupe toujours identique à elle-même.
Pour que la vitesse linéaire de la scie soit aussi rappro- chée que possible de la vitesse de la barre, on peut régler, comme
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on l'a expliqué ci-dessus, le rayon des manivelles portant la scie. Dans l'exemple choisi, ce rayon doit être tel qu'un point de la circonférence de la scie parcourt 300 m sur sa trajectoire pendant que la scie tourne de 100 tours, c'est-à-dire parcourt S m pour chaque tour de la scie; le rayon des manivelles- portant la scie doit être par conséquent égal à environ 48 c/m.
Fendant le fonctionnement de la machine, l'opérateur règle le changeaient de vitesse continu au moyen du moteur de ré- glage 36 de façon à obtenir des tronçons de la longueur dsirée, le réglage préliminaire étant exécuté en se servant des indica- tions données par l'aiguille 165 sur le cadran 166,
et les cor- rections finales étant exécutées en mesurant la longueur des tronçons fournis par la machine. Par l'intermédiaire des engre- nages décrits précédemment le moteur de réglage règle la lon- gueur des bras de manivelles pour donner à la scie une vitesse linéaire correcte pendant la coupe et déplace en même temps le bâti supérieur 11 vers le haut ou vers le bas par rapport au socle 10 au moyen des vérins 35 pour obtenir une coupe correcte et pour que la scie traverse complètement la barre -sans toucher à la came 14 Aprës avoir fait les réglages voulus pour obtenir des tronçons de la longueur désirée,
l'opérateur observe le fonc- tionnement de la scie et l'état des extrémités des tronçons, et
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détermine alors s'il est neeces-3a-'L-re de faire un réglage 1 ' taire des bras de manivelles pour obtenir la meilleure coupe.
Si par exemple la scie se déplace trop lentement, la barre dé- formera, en avançant, la partie de la lame de scie à son contact dans la direction de son déplacement (vers la droite dans les figures 2 et 5);
l'opérateur saura alors que la vitesse linéaire de la scie doit être augmentée en augmentant le rayon des bras de manivelles 24 et 25 Il peut exécuter le réglage exigé en dégageant les clabots de l'accouplement 179 (fig.210, séparant ainsi le moteur de réglage du contrôle de vitesse du changement
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de vitesses continu, et ilpeut ensuite,par le fonctionnement du moteur de réglage, augmente? de la quantité désirée la lon- gueur des bras de manivelles tout en élevant simultanément le bâti -supérieur de la scie de façon à conserve? une coupe correc- te et à empêcher la scie de couper la came 14.
Si la partie de la lame de scie engagée sur la barre se déforme dans la direction opposée, il faut évidemment raccourcir le rayon des bras de manivelles pour réduire la vitesse linéaire de la scie. Toute déformation de la lame de scie ne peut pas être entièrement éliminée mais elle peut être réduite suffisamment pour avoir un effet négligeable sur la qualité de la coupe.
Dans l'exemple donnée la scie fait 100 tours lorsque la barre avance de 300 m à traversla machine, c'est-à-dire que, si la barre se déplaçait à raison de 300 m à la minute, la scie ferait 100 tours à la minute. Différentes longueurs de tronçons peuvent être obtenues pour cette vitesse de la scie en réglant le changement de vitesse de l'excentrique Ainsi, si le rapport des vitesses est porté de 2/1 à 3/1. la longueur des tronçons de- viendra égale à 9 mètres, et si le rapport des vitesses est augmenté jusqu'à 4/1 la longueur des tronçons atteindra 12 mètres.
Ces changements ne peuvent être effectués qu'en arrêtant la ma- chine et en déplaçant les engrenages de la boîte de vitesses au moyen des leviers 144 et 145. Ils n'exigent aucune modification dans le changement de vitesses continu ou dans la longueur des bras de manivelles pour conserver aux tronçons la longueur spé- cifiée; cependant, une gamme très étendue de longueurs de tron- çons peut être obtenue pour chaque rapport de vitesses, dans des limites imposées par la construction de la machine.
Ainsi dans une machine telle que celle représentée 'sur les dessins, le changement de vitesses continu et le rayon des manivelles peuvent être réglés pour obtenir des longueurs de tronçons allant de 5 m 30 à 8 m. pour un rapport de vitesses
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égal à..2 pour TappoTt "..... égal à ¯1", de 6 m. à 1S ill.
pour un rapport de vitesses égal à # et enfin allant de 10m 60 à 16 m quand le rapport de vitesses est égal à 4/1 Le réglage de la machine dans l'une quelconque de ces gammes peut être effectué en marche, le moteur de réglage étant utilisé pour régler simultanément le changement de vitesses continu, la longueur des bras de manivelles, et la position du bâti -supérieur sur son socle, la longueur des tronçons étant d'abord réglée avec précision au moyen des réglages simultanés de ces trois éléments, et le rayon des bras de manivelles étant ensuite réglé à son tour pour dommer à la -scie avec précision la vitesse linéaire désirée.
Il faut bien comprendre que la transmission entre le moteur de réglage et les différents organes qu'il commande est déterminée de façon que le réglage simultané de ces organes soit sensiblement correct; en générale on n'a besoin d'exécuter qu'un petit réglage supplémentaire. L'aiguille 165 et le cadran 166 indiquent avec une très grande précision la longueur de tronçons pour laquelle la machine est réglée.
On remarquera que la machine ne comporte aucune pièce animée d'un mouvement alternatif. Lascie est animée d'un mouve- ment circulaire et d'une vitesse angulaire uniforme. Il n'y a dans la machine aucune pièce lourde soumise à des accélérations variables,et la scie, ainsi que les mécanismes qui l'entraînent et la supportent sont équilibrés de façon que la machine fonc- tionne sans vibrations excessives. Il est donc possible de faire marcher la machine à grande vitesse, pendant de longues périodes de temps, et de lui foire produire des tronçons de barres cou- pés avec précision à la longueur voulue, avec une tolérance, par exemple, en plus ou en moins de 1/360, ce qui représente une to- lérance de 2 cm.5 sur un tronçon de 9 m. de long.
Les réglages nécessaires peuvent être faite rapidement et avec précision, et une gamme étendue de longueurs de tronçons
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peut être obtenue.
Le fonctionnement de la came qui incurve la barre sur le trajet de la scie permet de couper la barre avec une très grande rapidité; la coupe se produit pendant une petite frac- tion de la révolution de la scie, et celle-ci se dégage rapide- ment du trajet de la barre. La vitesse d'exécution de la coupe est telle que la différence entre les chemins parcourus par la barre et par la scie dans une direction parallèle à la barre pendant la coupe est négligeable et n'empêche nullement un fonctionnement correct de la scie.
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Advanced flying saw.
This invention relates to a device for cutting successive lengths of a continuously moving bar, and more particularly to flying saws for rapidly cutting tubes, pipes, solid rods or materials. analogues in movement, in lengths determined in a precise manner, as these materials are cut by a nachine. The device described here is particularly designed for cutting welded tubes, but it is understood that the invention can be applied to other uses.
In the manufacture of the steel tube by a well-known process, a steel strip is heated in an oven. welding temperature, then it is passed at high speed through a roller machine which forms and welds the tube; the steel strip receives its tubular shape in this machine, which at the same time welds
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time 'its two edges to form the tube. The steel strip is fed into the machine in the form of large coils and the front end of a coil is welded to the rear end of the previous coil before the steel strip enters the furnace; in this way, it is possible to carry out the welding operation without interrupting the work for a relatively long period of time. These tube making machines work at high speed.
It is therefore necessary to have available any flying cutting machine, so as to cut the tube as it leaves the machine, at high speeds which may for example reach 300 meters per minute. .
Cut-off machines of this type must be able to work uninterruptedly for relatively long periods of time, since stopping these machines would necessarily cause the tube-making machine to stop. These cutting machines must be able to work on tubes of various sizes, be set to cut the tube at various lengths, work for different speeds of the tube making machine and provide sections with undamaged ends.
The general object of the present invention is to provide a flying saw of an improved type and capable of meeting the requirements enumerated above.
The invention also proposes the production of a flying cutting machine in which the cutting tool moves continuously on a circular path, thus avoiding the need to start and stop heavy machine parts, which is compulsory. inevitable when using reciprocating cutting tools. The present invention also aims to establish a flying saw in which the cutting length can be changed.
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while the machine is in operation. Another object of the invention is to provide a machine in which the speed of the cutting tool during parting is very close to the speed of the bar to be cut.
An additional object of the invention is to reestablish a machine in which the speed of the cutting tool can be modified during operation. Finally, the invention also aims to establish a device comprising simple control means maneuvered by servo motor, so that the operator can quickly and easily carry out the required adjustments.
The foregoing objects of the invention and other objects not mentioned are achieved roughly by mounting the saw, or any other cutting tool, on a rotary support, this support being constituted by a crank system which prints with the saw or with any other object intersecting a circular path. Means are provided to guide the bar to be cut along a path placed in a plane parallel to the plane of rotation of the cutting tool, which acts in a direction perpendicular to the path followed by the bar. The cutting tool is rotated by a mechanism, mechanical or electrical, synchronized with the drive mechanism of the machine which feeds the bar, so that the rotational movement of the tool is itself. even synchronized with the linear speed of the bar.
This is guided along a straight line normally tangent to the circular path of the cutting tool but not crossing this path; however, means are provided for periodically bending the bar, so as to cause it to pass from its normal path into that of the cutting tool and thus to allow its sectioning. The bar is preferably curved very quickly so that the cutting occurs in a very short time and the effect of the difference between the linear speeds of the saw and the bar is minimized.
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minimum.
Adjustments are provided to vary the speed of rotation of the cutting tool, the radius of its circular path and consequently its circumferential speed, and the number of turns accomplished by the cutting tool between two successive operations of the means provided. to bend the bar and place it in the path of the cutting tool. Thanks to all these means, the length of the sections cut from the bar can be varied over a wide range, and the machine can be adjusted to make it work with precision and efficiency within a wide range of speed of the machine providing the bar. closed off.
The invention comprises a device for cutting successive longitudinal sections of a bar, such as a pipe, tube, rod, solid, moving in a continuous movement, this device comprises a cutting tool, guide means. for the bar following its normal trajectory, a support for the cutting tool, adapted to move the latter continuously over a circumference close to the normal trajectory of the bar but not intersecting the latter, means to drive said support, and bar engagement means driven in synchronism with said support, with a view to periodically curving the bar and causing it to pass from its normal path into that of the cutting tool.
According to the method of the present invention, a continuously moving bar is cut by guiding it along a normal path, by moving a circular saw or other cutting tool along a circular path and with a constant angular speed, this circular path being close to the normal path of the bar without cutting it, the saw blade being disposed in a plane substantially perpendicular to the normal path of the bar and the saw moving in a direction substantially parallel.
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lele to the path of the bar when it is closest to this path,
and finally by periodically bending the bar transversely to its normal path to place it in the path of the saw as the latter approaches the normal path of the bar.
Now consider the drawings.
Figure 1 is a side elevation of a preferred embodiment of a flying saw according to the invention.
Figure 2 is a front elevation of the machine shown in Figure 1.
Figure 3 is a plan view of the same machine.
Figure 4 is a plan view of the lower part of the machine, which includes the bar guide and curl mechanism, with the upper part of the machine removed for convenience of drawing.
Fig. 5 is a schematic view showing the action of the bending caries, and the saw, and also showing the path of the tube or the cut-off bar.
Figure 6 is a vertical section through the entire machine, taken on line 6-6 of Figure 2.
Fig. 7 is a horizontal section showing the differential gear mechanism employed to adjust the length of the crank arms while the machine is in operation.
Fig. 8 is a partial side elevation on a large scale showing the crank system which gives the saw a circular path.
Figure 9 is a front elevation of the mechanism shown in. figure 8.
Fig. 10 is a detailed vertical section showing part of the drive of the adjustment mechanisms.
Fig. 11 is an elevational view showing the bar curving cam drive mechanism. not
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Figures 12 and 13 are cross sections of the cam drive mechanism, taken respectively along lines 12-12 and 13-1-3 of Figure 11.
Figure 14 is a longitudinal section of the drive mechanism of Figure 11, taken along line 14-14 of that figure.
Fig. 15 is an elevational view showing the control of the cam drive speed change mechanism.
Figure 16 is a section taken on line 16-16 of Figure 15.
FIG. 17 is a detail view of the speed change control, taken along slot 17-17 of FIG. 14.
Fig. 18 is a detailed view of the drive of the adjustment mechanism.
Figure 19 is a section taken on line 19-19 of Figure 18. Figure 20 is a view taken on line 20-20 of Figure 18 and shows a dial indicating the length of sections made by the machine. Figure 21 is a detailed cross section of a latching mechanism incorporated in the adjustment mechanism, sectioned along line 21-21 of Fig. 18 GENERAL PROVISIONS.
As can be seen in particular from figures 1, 2, 3 and 4 of the drawings, a preferred embodiment of the flying saw according to the present invention comprises a base, the assembly of which is represented by 10, resting on the ground, and an upper frame, the whole of which is represented by 11, adjusted to the base. The base is provided with guide grooves 12 for the bar, shown here under the form of a tube manufactured by welding by a machine of the type indicated above; the base also carries the curving cam 14 of the bar and the drive mechanism for this cam.
The upper frame carries the cutting tool, which in this case consists of a
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circular saw 16, and the crank mechanism which gives the saw a circular path. The bar moves in the direction of the arrow in Figure 2, and the direction of the cam 14 as well as the direction of movement of the saw on its circular path are also shown by arrows in this figure.
The cam 14 is mounted on a rotating shaft 17, mounts in an eccentric 18 so that, by suitable synchronization of the rotation of the eccentric 18 and the shaft 17, the cam can bend the bar W. the path of the saw with the notch 19 of the cam arranged to receive the saw, this notch being placed at the highest part of the pear-shaped cam. The Mechanism which must drive the cam according to a suitable synchronization with the movement of the saw comprises a gearbox which makes it possible to obtain sections of varying length in a wide range the driving mechanism is carried by the base 10 of the machine and will be described in detail later.
The saw 16 is driven by an electric motor 20 and preferably mounted directly on the motor shaft. The saw blade is partially enclosed in a guard guard 21. The motor 20 is supported by the frame 22, and the assembly of the saw, the motor and the frame, is driven in a circular motion by means of two cranks 24 and 25 substantially identical, these two cranks driving the saw on its circular path with the axes of the motor and of the saw constantly parallel to the path of the bar and the plane of the saw blade substantially perpendicular to it.
The cranks 24 and 25 are mounted respectively on the shafts 26 and 27, driven at the desired speed by the main motor 29 mounted on the upper frame 11 of the machine.
The main motor 29 rotates at a speed proportional to
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that of the machine delivering the bar, suitable electrical controls indicated schematically at 28 being provided for this purpose, so that the speed of the motor 29 varies at the same time as that of the machine delivering the bar, The motor 29 drives the arms of crank by a suitable transmission comprising the speed reducer 30 and the continuous speed change box 31;
it also drives the cam 14 by the vertical shaft 32 which engages in a grooved sleeve 33 to allow the upper frame 11 to be raised or lowered relative to the base 10 without interrupting the drive of the cam.
The upper frame 11 is supported on the pedestal by four jacks 35 arranged at the four corners of the pedestal and of substantially identical construction. These cylinders can be adjusted by means of the adjustment motor 36 mounted on the upper frame and driving the adjustment shafts 37, 38, 39 and 40 of the cylinders by means of the pair 41 of bevel gears, of the vertical shaft 42 and of the pair 43 of bevel gears (figures 3-10).
The adjustment motor also drives the mechanisms which control the continuous change of speed 31 and adjust the lengths of the cranks 24 and 25. Thanks to these mechanisms, the length of the crank arms (and therefore the speed around - ferential of the saw), the position of the upper frame in relation to the base, and the speed of rotation of the saw and the cam can be adjusted simultaneously while the machine is running.
Interlocking devices are provided in the transmission from the tuning motor to allow the various settings to be made, separately as well as simultaneously.
Thus, the operator can, by means of the gearbox and simple controls actuated by the adjustment motor 36, make all the adjustments necessary to obtain precise cutting of the bar according to the desired length.
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The movement relationships between the saw, the bar and the bar bending cane, are shown schematically in Figure 5. As seen in this figure, the saw 16 receives uniform circular motion from the cranks 24 and 25.
The diagram shows the paths of the center and the cutting edge of the saw when the cranks are set by an average radius of 50 cm, for example, but the radius can be increased or decreased; the upper frame of the machine, and consequently the line of the centers of the cranks, being respectively raised or lowered as the radius increases or decreases, so that the lowest point of the path of the saw is always found at the same height regardless of the radius of the cranks. The lines of the centers of the cranks corresponding to the maximum and minimum radii and the locus of the center of the cam are seen in the drawing in a typical embodiment of the invention.
The normal path of the bar is outside the path of the saw (under it in the device shown), so that the saw can make a certain number of revolutions without cutting the bar, the cutting only taking place when the bar is curved by the cam 14 and thus comes to be placed on the path of the saw.
It is obvious that, if the bar moves at constant speed, the length of the sections cut by the saw depends on the angular speed of the latter and on the action of the curvature cam. For example, if the bar is moving at a speed of 300 m per minute, if the saw is making 100 revolutions per minute, and if the curvature cam 14 operates to bend the bar and place it in the path of the bar. the saw every two turns thereof, the bar will be cut into sections of 6 m. long. If the angular speed of the saw is decreased and if the speed of the cam itself is decreased in the same ratio while the speed of the bar remains constant, the length of the
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sections will be increased.
Likewise, an increase in the angular speed of the saw will produce a reduction in the length of the sections. If the cam bends the bar on the path of the saw every three turns of this saw, the length of a section for a given speed will be equal to one and a half times the length obtained when the cam acts every two turns, and further reductions in the frequency of the cut will produce a corresponding increase in the length of the sections. Thus, the length of the sections can be varied over a very wide range by varying the rotational speed of the saw and changing the frequency of operation of the curving cam.
The linear speed of the saw is adjusted to exactly match the linear speed of the bar by adjusting the radius of the saw path by means of the cranks 24 and 25, the position of the upper frame on the base being itself chosen to maintain a correct relative position between the bar and the saw when the latter is in the cutting position.
The mechanisms responsible for carrying out these various adjustments have been briefly indicated above and will be described in detail below.
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The mechanisms for mounting, driving and adjusting the saw or other cutting tool are shown in Figures 6 through 10, inclusive, and the general arrangement of the saw is shown in Figures 1, 2 and 3.
The saw is driven in its circular motion by the support frame 22 carried by suitable bearings on the crank pins 45 and 46 at the ends of the crank arms 24 and 25. Thus, the crank pins 45 and 46 rotate in the ends of the frame 22, when the cranks 24 and 25 drive the latter, together with the saw 16 and the motor 20 mounted on the frame, in a circular motion. The
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Cranks 24 and 25 are carried by the ends of the hollow shafts 26 and 27 respectively, these shafts themselves being carried by suitable bearings in the upper frame 11 of the apparatus.
The shafts 26 and 27 are driven synchronously and in the same direction by the toothed wheels 50 and 51, themselves driven by a pinion 52 wedged on the main shaft 53 which is rotated by the main motor 29 by means of the speed reducer 30, continuous speed change 31 and coupling 54 (Figures 1 to 7). Thanks to these means the saw is driven in its circular motion at the desired speed, which can be adjusted by means of the stepless speed change 31, the ratio between the speed of rotation of the main motor 29 and that of the tube or bar passing to through the saw being held by the motor control means 29 mentioned above.
As indicated above, the length of the sections made by the saw is determined by the ratio between the speed of rotation of the saw and the speed of advance of the bar.
In order to obtain a correct cutting, the linear speed of the saw in a direction parallel to the bar should be as close as possible to the speed of the bar during the cutting operation. For this purpose, the radius of the cranks 24 and 25 is adjustable so as to give the saw the desired linear speed to produce a correct cut at different saw speeds and for different lengths of section. For this purpose, the adjustment mechanisms shown in particular in Figures 6 and 7 have been provided. Since the cranks 24 and 25 are preferably identical, only the crank 24 which is shown in section in Figure 6 will be described in detail. .
As seen in this figure, the crank axis 45 is carried by screws 56 and 57. These screws engage in man-
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chons or threaded nuts 58 and 59 which pass diametrically through the tubular crank axis 45 and are fixed so as not to rotate relative thereto. Thus, the rotation of screws 56 and 57 will increase or decrease the effective length of the crank arm and the radius of the path of the crank shaft 45 and the saw.
In order to protect the screws and the mechanisms associated with them against foreign bodies, the outer parts of the crank 24 are enclosed in a casing 60 (FIGS. 6 8 and 9). The housing 60 is fixed to the shaft; S6 by bolts 61 and supports the thrust ball bearings 62 and 63 in which the inner ends of the screws 56 and 57 engage. The front end of the housing 60 is provided with a fierce opening by a sliding cover 65, the crank pin 45 being fitted into a hole in the cover. Thus, when the screws are operated to change the radius of the crank 24, the sliding cover moves inward or outward with respect to the housing 60 and keeps the housing constantly closed during the operation of the machine.
The housing facilitates the lubrication of the adjustment mechanism and protects the latter against dust, scale and the like which are generally found in the vicinity of tube-making machines.
Bevel gears 66 and 67 are fixed to the lower ends of the screws 56 and 57 and allow them to turn and thus adjust the length of the crank 24.
These gears mesh with the bevel gears 68 and 69 mounted on the shaft 70 carried by suitable bearings, as seen in the figure, inside the hollow shaft 26 and concentrated thereto. Obviously any rotation of shaft 70 relative to hollow shaft 36 will cause screws 56 and 57 to rotate about their own axes, while if the
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shafts 70 and 26 rotating together, the screws 56 and 57 will be kept fixed around their axes.
Thus, the screws 56 and 57 will remain fixed as long as the shaft 70 rotates at the same speed as the hollow shaft 26, but these via 56 and 57 will rotate on their axes as soon as a deceleration or acceleration occurs. will occur in the rotation of the shaft 71 relative to the shaft 26, i.e. as soon as a relative rotation occurs between the shaft 70 and the hollow shaft 26.
Thus, by suitably adjusting the speed of rotation of the shaft 70, the screws 56 and 57 will be made to rotate around their axes during the rotation of the crank 24 and consequently the length of this crank will be modified. The mechanism which makes it possible to carry out this adjustment by means of the adjustment motor is shown in particular in FIGS. 6, 7 and 10. The adjustment motor 36 drives the vertical shaft 42 by the pair 43 of bevel gears. The shaft 42 drives, by means of a clapper coupling controlled by the handle 73, a vertical shaft 71 which extends upwards. The shaft 71 carries a worm 74 which drives the helical gear 75 (see FIG. 7).
The helical pinion 75 is rigidly mounted on the frame 76 carrying the planet wheels making up the differential mechanism comprising the planet wheels 77, the input bevel pinion 78 and the output bevel pinion 79. The planet wheels 77 can rotate on the shaft. 80 supported by the frame 76 of the satellites. Pinion 78 is keyed to shaft 82, and the other end of shaft 82 carries a cylindrical pinion 83 meshing with toothed wheel 50 which drives hollow shaft 26 and thereby rotates crank 24. The differential output pinion 79 is keyed on the shaft 85, the other end of which carries the bevel pinion 86 which meshes with the bevel pinion 87.
The shafts 82 and 85 are supported inside the hollow shafts 76 and 76b integral with the frame of the satellites and journaled in the upper frame.
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Gear 11. The toothed wheel 87 is keyed on the shaft 88 which extends horizontally and drives the bevel gears 89 and 90. The gear 89 drives the gear 92 which is keyed at the end of the shaft 70 of the gear. the gold% side is the crank 24 (see figure 6).
The pinion 90 drives a bevel pinion 93 mounted at the end of the shaft 94 which is disposed inside the hollow shaft 27 corresponding to the crank 25; thus, the rotation of the shaft 88 controls the mechanisms for adjusting the length of the two cranks 24 and 25.
The drive mechanism of the shaft 88, including the differential mechanism, is such that the shaft 88 rotates at the same speed as the hollow shafts 26 and 27, as long as the shaft 71 and the worm 74 remain stationary. , and since the pinions 89, 90, 92 and 93 all have the same number of teeth, the shafts 70 and 94 of the crank adjusting mechanisms are driven at the same speed and in the same direction as the shafts 26 and 27 of the cranks. cranks.
This results from the fact that the shaft 88 is driven via the toothed wheel 50, the toothed wheel 83, the shaft 82, and the differential mechanism, and the toothed wheel 83 having half as many teeth that the wheel 50 drives the shaft 82 at a speed twice that of the hollow shaft 26 and in the opposite direction; as long as the frame of the satellites 76 is not moved by the helical gear 75 in mesh with the worm 74, the only effect of the differential is to change the direction of rotation, and the outer gear 79 of the differential rotates at the same speed as pinion 78 but in an opposite direction.
The shafts 82 and 83 therefore rotate at the same speed but in opposite directions, the shaft 85 rotating in the same direction as the hollow shafts 26 and 27 but with a double speed of rotation. Shaft 85 drives shaft 88 through bevel gears 86 and 87. Since pinion 87 has twice as many teeth as pinion 86, shaft 88 rotates.
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at the same speed as crank shafts 26 and 27, and bevel gears 90, 91, 92 and 93 driving shafts 70 and 94 in the same direction and at the same speed as hollow shafts 26 and 27.
Thus, as long as the frame 73 of the satellites remains fixed, the adjustment shafts 70 and 94 are driven at the same speed and in the same direction as the crank shafts 26 and 27; no relative rotation occurs between the shaft 70 and the shaft 26 or between the shaft 94 and the shaft 27, the screws 56 and 57 do not rotate on their axes and the cranks 24 and 25 maintain a constant length.
If, however, one wishes to adjust the length of the cranks, one starts the adjustment motor 36, one engages the jaws of the coupling 72, the endless screw 74 thus starts to turn and drives the helical wheel 75 and the frame 76 of the satellites.
Depending on the direction of rotation of helical wheel 75, the speed of rotation of pinion 79 and shaft 85 is increased or decreased relative to that of pinion 78 and shaft 82.
For example, if the helical gear 75 and the frame 76 of the satellites make one complete revolution while the shaft 82 and the toothed wheel 78 remain stationary, the pinion 79 and the shaft 85 make two turns, while the tree 88 and trees 70 and 94 only make one revolution. This operation is the same when the machine is running. The rotation of the frame of the -satellites therefore adds turns to the shafts 85 and 88 or removes them, and produces the same effect on the adjustment shafts 70 and 94 with respect to the hollow shafts 26 and 27. The relative rotation thus produced drives the shafts. adjusting screws 56 and 57 and the similar screws corresponding to the crank 25, and modifies the length of the cranks 24 and 25.
The adjustment can be made quickly and easily by starting the adjustment motor 36, and the ease of adjustment is the same whether the machine is on or off.
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Since the saw drive motor 20, bracket 22, and cranks 24 and 25 are relatively heavy parts, it is preferable to balance them. For this purpose, counterweights 96 and 97 are attached to shafts 26 and 27, preferably as close as possible to bearings 98 and 99. The counterweights can be simple castings of steel, of suitable size and weight. The dotted lines in Figures 6 and 7 show the contours of suitable counterweights; in FIG. 6, it has been assumed that the greater part of the counterweight 96 has been torn off, which extends upwards while the handle 28 is in its low position; in figure 7, we see only the means of the counterweights which extend downwards.
BAR BURNING CAM.
As seen above, the cam 14 periodically bends the bar on the path of the saw 16, the cam drive means being adjustable so that the latter can bend the bar at the moment. wanted to cut sections of the desired length. The cam drive mechanism is shown in Figures 1, 2, 4, 6, 8, 11, 12, 13 and 14.
In order to synchronize the rotation of the cam 14 with the rotation of the saw, the cam is driven by the main motor 29, the drive being made by the hollow shaft 26, the bevel gear 101 mounted on this shaft, the bevel gear 102, and the vertical shaft 32 which engages by its splines in the sleeve 33 This sleeve 33 carries a bevel pinion 103 which drives the bevel pin 104 mounted on the horizontal short shaft 105, in - exterior of the gearbox 106 (see figures 1 and 6).
A cylindrical wheel 116 is mounted on the shaft 105 and meshes with the toothed wheel 108 mounted on the axis 109 which drives the camshaft 17 via cardan joints 110 and 111 and
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the telescopic shaft 112. This arrangement is employed because the shaft 17 is mounted in an eccentric 18;
the drive takes place at the exit of the gearbox 106, far from the shaft 17, so that a sufficient distance exists between the ends of the shafts 17 and 109 and thus makes it possible to avoid too great a inclination of the telescopic shaft 112, in order to obtain correct operation of the universal joints 110 and 111.
The cam 14 is keyed on the shaft 17 and driven by the trams- mission which has just been described, in the direction of the arrow in FIG. 2, with the same angular speed as the saw. The cam is wedged on the shaft 17 so that the notch 19 receives the saw blade 18, this notch being at its highest point when the saw is at its lowest point.
In order to raise the cam 14 to a position where it can bend the bar in the path of the saw, the shaft 17 is carried by an eccentric 18, as indicated above. As can be seen particularly in Figures 6 and
14,
the eccentric 18 has ends 113 and 114 serving as journals and a larger intermediate part 115. The journals 113 and 114 rest on suitable bearings 116 and 117 in the gearbox 118 which is supported by the base 11 of the machine. The journals 113 and 114 contain bearings 119 and 120 in which the shaft turns 17. The bearings 119 and 120 are eccentric relative to the bearings
116 and 117. Thus, rotation of eccentric 18 in gearbox 118 moves shaft 17 on a circular path and causes cam 14 to move up or down.
The drive mechanism is adjusted such that when the shaft 17 is at its highest position, the notch 19 of the cam is also at its highest position, and the bar placed in the upper position. peripheral groove of the cam 14 is cut by the saw, the paths of the saw, the cam and the bar, being shown schematically in FIG. 5.
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In order to drive the eccentric synchronously with the cam and the saw, the shaft 105 is connected directly by a coupling 121 to the input shaft 122 of a three-speed gearbox enclosed in the housing 118 ( see Figures 4 and 14) Since the shaft 105 is driven by the main motor which also drives the camshaft 17 and the saw on its circular path, synchronization is obtained in the movements of all these elements. .
The eccentric 18 is driven by the shaft 122 via a gearbox which comprises the toothed wheels 123, 124 and 125 mounted on the shaft 122 and meshing respectively with the toothed wheels 126 127 and 128 set on the widest part 115 of the eccentric 18. The toothed wheels 123, 124 and 125 can rotate relative to the shaft 122 on suitable bearings shown in the figure, but can be made integral with this shaft by means of the ' Plugs 129 and 130 which slide on grooved sleeves 131 and 132 respectively, these sleeves being keyed on the shaft 122.
In Figure 14 the transmission is shown in its neutral position with the toothed wheels 123, 124 and 125 free to rotate relative to the shaft 122. When sliding the player 29 to the right, the jaws 133 and 134 s' engage each other and lock the gear 123 on the shaft 122; in the illustrated embodiment the shaft 122 makes two turns for one revolution of the eccentric 18, the toothed wheel 126 having twice as many teeth as the wheel 123. Since the camshaft 17 is driven at the bottom. same speed as shaft 105, which is coupled directly to shaft 122, cam 14 and saw 16 each make two turns for one revolution of the eccentric.
The clogs 133 and 134 are placed in such a way that when they are engaged in one another, the eccentric 18 is at its highest position when the notch 19 of the cam 14 is located.
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also at its highest position and the saw is at its lowest point.
When moving the player 128 to the left the jaws 135 and 136 are mutually engaged and lock the toothed wheel 124 on the shaft 122. The ratio of the teeth of the wheels 124 and 127 is 1 to 3. Therefore, when the player 129 has been moved to the left, the shaft 122, the camshaft 17 and the cam 14 each make three turns for one revolution of the eccentric 18. When the player 129 is placed in the neutral position and that pushing the slide 130 to the right to obtain the engagement of the jaws 137 and 138, the toothed wheel 125 is locked relative to the shaft 122. The toothed wheel 128 has four times more teeth than the wheel 125; therefore, in this position, the speed ratio is 4 to 1, and the shaft 17 as well as the cam 14 make four turns for one revolution of eccentric 18.
In all cases, the jaws of the players do not engage each other until the eccentric 18 and the notch 19 of the cam 14 together reach their highest points and, as has already been said, the saw is set to be at its lowest point when notch 19 is at its highest point.
The player 129 is operated by a fork 140 carried by a tubular shaft 141, and the player 130 is operated by a fork 142 carried by the shaft 143 disposed inside the shaft 141. The shafts 141 and 143 are operated respectively by the levers 144 and 145, via the oscillating shafts 146 and 147 and the levers 148 and 149 respectively connected to the shafts 141 and 143 (see Figures 15, 16 and 17).
The shaft 146 is supported by bearings provided on the frame 10, and the shaft 147 oscillates within the shaft 146 (see Figure 16). The levers 144 and 145 are locked in their different positions by spring latches 150 and 151 which engage in notches formed in the sectors 152 and 152a of the
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Mutual interlocks are provided so that only one of the toothed wheels 123, 124 and 125 can be made integral at any given time with the shaft 122.
The levers 144 and 145 are connected to their respective oscillating shafts by the intermediary of springs 153, 154 and 155 which move the shafts and forks when the clogs are in the engagement position and which prevent exerting. 'on the mechanism of exaggerated efforts if the clappers are not in the engagement position when the levers are moved:
It should be noted that if the present embodiment of the invention comprises three speed ratios for driving the eccentric, it is obviously possible, if desired, to provide additional speed ratios; thus, the eccentric can be driven at the same speed as the cam or in gear ratios greater than 4/1, depending on the construction of the machine and the length of the sections.
ADJUSTMENT MECHANISM.
According to the previous description, it is possible to modify, by the speed change mechanism which has already been described, the number of revolutions made by the saw for one revolution of the cam 14 for curving the bar. To change the speed ratio between the saw and the cam, you must stop the machine; however, all other adjustments can be made while the machine is running.
These adjustments are the control of the speed of rotation of the saw effected by the continuous speed change 31, the control of the radius of the crank arms 24 and 25 by the differential, and the adjustment, by means of the jacks 35, of the distance between the upper frame and the base of the machine and therefore the distance between the saw and the normal path of the bar. These adjustments are made by the adjustment motor 36 which is controlled by the operator using pushbuttons of a standard pattern.
The transmissions between the tuning motor and the various
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Mechanisms effecting the adjustments are shown in particular in figures 1, 2, 3, 4, 10, 18, 19, 20 and 21.
As described above, the adjustment motor drives, via the bevel torque 43, the vertical shaft 42 which extends downwards and drives the jacks 35 via the bevel torque 41 and the shafts 37, 38, 39 and 40. The shaft 42 drives through its upper end and through the engagement system 72, the shaft 71 which extends upwards. The worm 74 which, as was said above, drives the differential mechanism to control the radius of the crank arms 24 and 25, is keyed on the shaft 71.
The shaft 71 extends upward beyond the worm 74 and drives the continuous speed change adjusting mechanism 31 through the mechanism shown in Figures 18, 19, 20 and 21. , it also drives the indicator needle 165 which, by moving on the dial 166, indicates the length of the sections for which the machine is set.
The indicator needle is driven by the intermediary of the bevel pinion 167 mounted at the upper end of the shaft 71, this pinion driving the bevel wheel 168 fixed to the horizontal cross shaft 169; this is supported by suitable bearings in the gearbox 170; it drives the worm 171 which rotates the helical wheel 172 mounted on the short shaft 173 whose outer end carries the indicator needle 165 This needle is fixed by the screw 165a and it can be adjusted or moved if necessary necessary.
To drive the continuous speed change adjustment system, a bevel gear 174 is mounted at the end of shaft 169 on the side opposite to where gear 168 is located.
Pinion 174 drives a bevel gear 175 which in turn drives horizontal shaft 176 through the coupling.
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plement 177. As can be seen in particular in FIG. 21, the shaft 176 drives the axle 178 via the clapper engagement 17 9, the engagement being controlled by the connecting rod 180 , actuated by the lever 181 and locked in its engaged position or in its disengaged position, according to the operator's desire, by the pin 182 which passes through a hole made in the cover 123 of the vertical casing 184 containing the stepless speed change adjustment mechanism (see figures 1, 18 and 21).
Shaft 178 drives the stepless speed change adjustment shaft through bevel gears 186 and 187.
It is evident from the above that the adjustment motor controls the speed of rotation of the cranks and therefore of the saw on its circular path, the position of the upper frame 11 on the base 10 and the radius of the cranks. crank arms. At the same time, the needle 165 moves and indicates the approximate length of the sections corresponding to the setting of the machine. Since the crank arms are driven by the main motor 29 and the latter is driven at a speed proportional to the speed of the machine which delivers the bar, the length of the sections is not affected by the variations. main motor speed.
However, the length of the sections can be varied by varying the speed ratio of the continuous speed change through the adjusting motor 36, an increase in the speed of the crank arms and of the motor producing a decrease in the speed. length of sections and vice versa.
To keep the speed of the saw as close as possible to the speed of the bar at the time of cutting, it is necessary to increase the radius of the crank arms when increasing the length of the sections, reducing the speed of rotation by the saw; the radius of the crank arms must be
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increased enough to keep the linear speed of the saw substantially constant as its angular speed is decreased.
The reverse action must be taken when increasing the angular speed of the saw. These adjustments are carried out, as well as the simultaneous adjustment of the upper frame on its base, by acting on the adjustment motor 36. However, it is possible to adjust the position of the upper frame on its base without carrying out other modifications, by releasing the clappers of the engagement 72 so that the adjustment motor drives only the cylinders 35 and does not modify the adjustment of the continuous speed change or the length of the crank arms. This repaired adjustment is necessary in the event that one wishes to cut tubes of different diameters or when one wishes to use saw blades of different diameters.
Likewise, the radius of the crank arms can be adjusted without changing the speed ratio of the contia change of speed by disengaging the clogs of the coupling 179. The operator uses this adjustment to give the saw a linear speed approaching with high precision of the speed of the bar passing through the machine. Whenever the radius of the crank arms is adjusted, the position of the upper frame 11 in relation to the base 10 must also be adjusted so as to keep the saw blade in the correct position with respect to the path of the saw blade. closed off.
SUMMARY OF OPERATION.
By means of the various adjustment mechanisms which have been described, and of the change of speed which drives the eccentric, the operator can adjust the machine in such a way as to obtain with precision sections of a bar or tube. fixed length, the length being able to vary between relatively wide limits. The length of the sections is determined by the number of cuts made by the saw in a given length of the tube or bar. This number of cuts is in turn determined by the
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number of revolutions of the saw and the number of revolutions of the eccentric carrying the curving cam of the bar during the passage of a given length of tube or bar through the machine.
As indicated above, the main motor 29 is controlled by suitable electrical and mechanical means so that it rotates precisely at a speed proportional to that of the bar feeding machine. Therefore, the main motor 29 makes a fixed number of revolutions per unit length of the bar passing through the machine, and this number remains constant regardless of changes in speed of the machine. bar. It follows that, by employing an appropriate gearbox and by suitably adjusting the continuous speed change, the saw can be made to perform the number of cuts desired for a given length of the beam so as to obtain sections of the length. - desired heat.
Suppose, for example, that we want to obtain sections with a length of 6 m. This requires making 50 cuts for a length of 300 m of the bar. If the gear change ratio of box 118 is 2/1, the bar will be curved in the path of the saw every two revolutions of the saw. Consequently, the continuous speed change 31 will be adjusted so that the saw 16 and the cam 14 make 100 revolutions as the bar advances 300 meters, and the eccentric will execute 50 revolutions to lift the cam and allow it to bend the bar. bar in the position where it is to be cut by the saw.
This ratio of 100 revolutions of the saw for 200 meters of advancement of the bar is constant for the desired section length and independent of the speed changes which may occur during operation in the bar cutting machine and in the. machine which debits it. Consequently the operator had to adjust the continuous speed change to obtain
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sections having approximately the desired length, with the machine stopped, and the final adjustment which must give the section exactly the desired length is carried out after the machine delivering the bar has been set in motion and during the operation of the cutting machine.
However, the machine must be stopped if it is necessary to change the gear ratio or the gear ratio of the transmission.
Since the saw moves at a uniform speed on a circular path as the bar advances in a straight line, it is obvious that the saw cannot be given in a direction parallel to the path of the bar and for the cut, a linear speed exactly equal to that of the bar. However, the saw can be given, in a direction parallel to the movement of the bar, an average linear velocity which very closely approaches the linear velocity of the bar and, as can be seen in Figure 5, the saw. moves during cutting over a relatively small arc (about 20 - in the example shown).
The difference between the saw and bar speeds during the cut is therefore small, and the saw blade, which may for example have a diameter of about 60 c / m, deforms sufficiently during the cut to. compensate for slight speed differences; thus, the ends of the sections are not damaged and the perpendicularity of the cut to 1 / axis of the bar is sufficiently respected for all ordinary commercial uses.
By executing the cut quickly, it is thus possible to obtain sufficient synchronization of the movements of the saw and the bar, and in addition, to move the saw in a circular path at a uniform angular speed, which allows '' use simple and robust mechanisms and perform smoothly a cutting operation always identical to itself.
So that the linear speed of the saw is as close as possible to the speed of the bar, it is possible to adjust, as
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as explained above, the radius of the cranks carrying the saw. In the example chosen, this radius must be such that a point on the circumference of the saw travels 300 m on its path while the saw turns 100 revolutions, that is to say travels S m for each revolution of the saw; the radius of the cranks carrying the saw must therefore be equal to approximately 48 c / m.
During the operation of the machine, the operator regulates the continuous speed change by means of the regulating motor 36 so as to obtain sections of the desired length, the preliminary adjustment being carried out using the indications given by hand 165 on dial 166,
and the final corrections being made by measuring the length of the sections supplied by the machine. By means of the gears described above the adjusting motor adjusts the length of the crank arms to give the saw the correct linear speed during the cut and at the same time moves the upper frame 11 up or down. low in relation to the base 10 by means of the jacks 35 to obtain a correct cut and so that the saw completely passes through the bar -without touching the cam 14 After having made the desired adjustments to obtain sections of the desired length,
the operator observes the operation of the saw and the condition of the ends of the sections, and
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then determine if it is necessary to make a silent adjustment of the crank arms to obtain the best cut.
If, for example, the saw moves too slowly, the bar will deform, as it moves forward, the part of the saw blade in contact with it in the direction of its movement (to the right in figures 2 and 5);
the operator will then know that the linear speed of the saw must be increased by increasing the radius of the crank arms 24 and 25 He can carry out the required adjustment by disengaging the clogs of the coupling 179 (fig. 210, thus separating the motor change speed control adjustment
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continuous speed, and it can then, by the operation of the adjustment motor, increase? the desired amount the length of the crank arms while simultaneously raising the upper frame of the saw so as to preserve? correct cut and prevent the saw from cutting the cam 14.
If the part of the saw blade engaged on the bar bends in the opposite direction, the radius of the crank arms must obviously be shortened to reduce the linear speed of the saw. Any warping of the saw blade cannot be completely eliminated, but it can be reduced enough to have a negligible effect on the quality of the cut.
In the example given the saw makes 100 revolutions when the bar advances 300 m through the machine, that is, if the bar moves at a rate of 300 m per minute, the saw would make 100 revolutions at the minute. Different lengths of sections can be obtained for this speed of the saw by adjusting the speed change of the eccentric Thus, if the speed ratio is increased from 2/1 to 3/1. the length of the sections will become equal to 9 meters, and if the speed ratio is increased to 4/1 the length of the sections will reach 12 meters.
These changes can only be made by stopping the machine and moving the transmission gears by means of levers 144 and 145. They do not require any modification in the continuous shifting or in the length of the arms. cranks to keep the sections at the specified length; however, a very wide range of section lengths can be obtained for each speed ratio, within limits imposed by the construction of the machine.
Thus, in a machine such as that shown in the drawings, the continuous speed change and the radius of the cranks can be adjusted to obtain section lengths ranging from 5 m to 8 m. for a gear ratio
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equal to..2 for TappoTt "..... equal to ¯1", of 6 m. to 1S ill.
for a speed ratio equal to # and finally ranging from 10m 60 to 16 m when the speed ratio is equal to 4/1 The machine can be adjusted in any one of these ranges while the engine is running. adjustment being used to simultaneously adjust the continuous gear change, the length of the crank arms, and the position of the upper frame on its base, the length of the sections first being precisely adjusted by means of the simultaneous adjustments of these three elements , and the radius of the crank arms then being adjusted in turn to accurately damage the-saw with the desired linear speed.
It should be understood that the transmission between the adjustment motor and the various components that it controls is determined so that the simultaneous adjustment of these components is substantially correct; in general you only need to make a small additional adjustment. The needle 165 and the dial 166 indicate with great precision the length of sections for which the machine is set.
It will be noted that the machine does not include any part moving with a reciprocating movement. Lascia is animated by a circular motion and a uniform angular velocity. There are no heavy parts in the machine that are subject to varying accelerations, and the saw, as well as the mechanisms that drive and support it, are balanced so that the machine runs without excessive vibration. It is therefore possible to run the machine at high speed, for long periods of time, and to produce bar sections precisely cut to the desired length, with a tolerance, for example, in addition or in less than 1/360, which represents a tolerance of 2 cm. 5 on a section of 9 m. long.
The necessary adjustments can be made quickly and precisely, and a wide range of section lengths
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can be obtained.
The operation of the cam which bends the bar on the path of the saw makes it possible to cut the bar very quickly; the cut occurs during a small fraction of the revolution of the saw, and this quickly disengages from the path of the bar. The speed of execution of the cut is such that the difference between the paths taken by the bar and by the saw in a direction parallel to the bar during the cut is negligible and in no way prevents correct operation of the saw.