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PROCEDE ET MACHINE POUR LA FABRICATION D'ARTICLES DE MASSE, EN FIL METALLIQUE
PLIE.
La présente invention concerne un procédé et une machine pour fa- briquer des articles de masse en fil métallique plié, tels que les élé- ments élastiques de bigoudis, les épingles à cheveux, les crochets de por- tes, etc...
Il est connu depuis longtemps de fabriquer de tels objets par le procédé que l'on pourrait dénommer un emboutissage ou un moulage pur, ce qui signifie qu'après quun tronçon de fil appelé à être façonné a été avancé par une paire de tenailles ou un jeu de rouleaux transporteurs, il est d'abord découpé et est ensuite cintré autour d'une matrice fixe ou est façonné sur cette matrice, et finalement éjecté.
Le nouveau procédé selon l'invention peut être désigné le plus exactement par le terme de ttprocédé à enroulement", vu que le fil est en- roulé sur un mandrin rotatif, façonné sur ce mandrin, les différentes spi- res de la bobine de fil ainsi formée étant finalement séparées complète- ment ou partiellement l'une de l'autre à l'aide d'incisions.
Le procédé selon l'invention se distingue principalement en ce qu'il est sensiblement plus efficace que celui utilisé à ce jour,, vu que l'opération n'est pas interrompue par le découpage des pièces de fil et est donc continue. Le fil ne doit pas être redressé et transporté spécia- lement, vu que le mandrin d'enroulement rotàtif tire le fil. Les courses des poinçons façonneurs destinés à repousser des parties concaves dans l'objet façonné en fil que l'on désire établir sont relativement courtes et n'engendrent pas de forces d'inertie appréciable. L'éjection a lieu au- tomatiquement, vu que les objets en fil plié sont déchargés des mandrins en série et sous une forme hélicoïdale.
Le procédé selon linvention comprend l'opération consistant à enrouler le fil en hélice sur un mandrin cylindrique tournant autour d'unw axe parallèle à sa génératrice, l'opération consistant à faire avancer
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longitudinalement la bobine de fil enroulée sur le mandrin, à chaque ré- volution de celui-ci, de façon à dégager 1-'espace nécessaire pour recevoir une nouvelle spire de fil sur ce mandrin, et l'opération consistant à trans- porter la bobine, après son enroulement sur le mandrin précité, vers un autre mandrin tournant solidairement avec le premier, et à soumettre la bobine, sur ce deuxième mandrin, à d'autres déformations, telles que le façonnage des parties concaves, incision, découpage, etc., à l'aide de poinçons tournant avec le jeu de mandrins.
Dans les dessins annexés :
Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques, décalées à 90 , d'un mécanisme montrant le procédé selon l'invention. Le fil 1 est emma- gasiné sur une bobine rotative 2 et est soumis à un freinage en 3. L'élé- ment 3a exerce une pression sur l'élément 3b. Le fil passe ensuite entre deux rouleaux de guidage 4 et 4a et s'enroule sur un mandrin 5 de forme cylindrique, qui présente un profil entièrement convexe et tourne dans le sens de la flèche D (fig. 2). Cet enroulement s'effectue comme suit : L'extrémité 6 du fil est pliée à angle droit et insérée dans une gorge longitudinale 7 du mandrin 5, de sorte que la bobine de fil peut être en- traînée par le mandrin en rotation.
Après que quelques spires ont été en- roulées sur le mandrin, celles-ci assurent par elles-mêmes l'enroulement ultérieur du fil, cependant que l'extrémité 6 se déplace, lors de l'en- roulement, dans la gorge 7 du mandrin 5, dans la direction de la flèche H. Un organe 8, que l'on pourrait dénommer "repoussoir" ou "ejecteur", qui entoure le mandrin 5, tourne avec celui-ci, tout en étant d'ailleurs stationnaire en raison du coussinet fixe 9 qui entoure son bord. En plus de sa rotation, le mandrin 5 exécute également un mouvement alternatif (translation) réduit dans le sens de la flèche L.
Ce dernier mouvement -est synchronisé avec la rotation du mandrin, de telle sorte que, à chaque ré- volution de celui-ci, la bobine de fil déjà enroulée, est repoussée vers l'avant le long du mandrin, par le repoussoir 8, pendant la course de ce mandrin vers la droite tandis que, lors de la course de retour vers la gauche, il se forme entre l'éjecteur et la bobine de fil un espace libre appelé à recevoir une nouvelle spire.
Si le but du procédé consistait uniquement à former un objet façonné en fil, de forme purement convexe, il suffirait de diriger en- suite l'enroulement du fil vers le tranchant d'un couteau 10 réuni au man- drin, et contre lequel l'enroulement où la bobine est pressée par un plon- geur 11 tournant en synchronisme avec le mandrin et exécutant une course de travail après chaque révolution.
Toutefois, lorsqu'il s'agit de produire un objet en fil qui présente en outre une forme partiellement concave, la bobine de fil est également enroulée en premier lieu sur un mandrin purement convexe 12 (voir les schémas selon les fig. 3 et 4, également décalés à 90 ) et est ensuite transférée de ce mandrin sur un autre mandrin 13 fixé au mandrin 5, et qui imprime la forme finale à la bobine de fil, par le fait que des poinçons façonneurs coulissants 14, 15, 16 qui tournent avec le man- drin, exécutent pendant chaque révolution une course en direction du man- drin 13.
L'incision a lieu de la manière déjà décrite à propos des figu- res 1 et 2, c'est-à-dire que la bobine de fil passe en regard d'un couteau à inciser 17 et est incisée ou coupée par un poinçon ou plongeur qui vient frapper contre ce couteau. Lorsque le fil façonné doit être incisé ou cou- pé dans une de ses parties concaves, comme montré par exemple dans les fi- gures 3 et 4, le poinçon façonneur 14 peut accomplir également la fonction d'un poingon inciseur ou coupeur.
Afin de permettre le transport de la bobine de fil du mandrin d'enroulement 12 au mandrin de pression 13, il est nécessaire que la péri- phérie de ce dernier soit inscrite dans celle du mandrin d'enroulement.
Dans la plupart des cas, il est avantageux de former la périphérie du man- drin d'enroulement de telle manière que, en divers points espacés 18, 19, 20 (voir fig. 3 et 4) cette périphérie atteigne celle du mandrin de pres-
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sion, de sorte que ce dernier assure lui-même complètement le support et le guidage de la bobine de fil; toutefois, on peut également assurer, à 1'aice d'éléments profilés 21, 22, 23, tournant solidairement, le support de 1'enrouclemetn de fil par l'extérieur, après qu'il aura quitté le man- drin d'enroulement, diverses combinaisons étant possibles dans ce domai- ne.
De plus, le cas le plus fréquent sera celui où la longueur périphéri- que du mandrin de pression est égale à celle du mandrin d'enroulemetn Ce- ci n'est cependant pas absolument nécessaire. Par exemple, lorsqu'il s'a- git seulement de produire localement en renforcement concave d'un relief relativement faible;, on peut supporter et guider la bobine de fil exté- rieurement après qu'elle aura quitté le mandrin d'enroulement, en donnant dans ce cas au mandrin de pression une périphérie plus petite, laquelle agit seulement localement comme contre-matrice de pression.
Inversement, il est également concevable de donner au mandrin de pression une périphé- rie plus grande que celle du mandrin d'enroulement, ceci dans le cas où, par exemple, on désire que le fil, après avoir été incisé préalablement, soit déchiré par la tension, suivant les longueurs voulues, après quoi le fil est façonné par une opération finale.
Il est parfois difficile, du point de vue de la réalisation technique, de placer l'endroit où les parties concaves de l'ébauche de fil sont faonnées, à proximité de l'endroit où s'opère l'enroulement, de sorte qu'un organe de transition ou de liaison 24, plus ou moins long,est prévu pour guider la bobine dans son déplacement entre le mandrin d'en- roulement et le mandrin de façonnage. Pour faciliter le transport le long de cet organe intermédiaire, qui présente une certaine longueur, il est nécessaire de rendre celui-ci conique, la convergence requise étant dé- terminée directement par le fait que la périphérie du mandrin de pression (de fagonnage) est inscrite dans celle du mandrin d'enroulement.
De plus, la bobine peut être transportée de ce dernier mandrin, par l'intermédiai- re d'un élément de transition convergent, vers un deuxième ou troisième mandrin de pression, en vue d'effectuer d'autres opérations de façonnage, de sorte que le produit final peut même présenter des formes très compli- quées. Généralement, un mandrin de pression et trois ou quatre poinçons façonneurs correspondants suffisent amplement, mais il convient de soulig- ner les nombreuses possibilités offertes par le procédé ci-dessus.
Les figures 5 et 6 représentent une machine permettant la mise en oeuvre du procédé de façonnage de fil décrit ci-dessus. Cette machine est équipée pour fabriquer des cintres de fil métallique, tels que ceux utilisés pour les bigoudis. Il va de soi que la machine peut égaiement µ- tre munie d'un dispositif pour la fabrication d'autres ébauches d'articles en fil,le cintre à bigoudi ne devant être considéré que comme un exemple.
La figure 5 montre la machine en coupe le long d'un mandrin suivant V-V de la figure 6 tandis que cette dernière est une vue antérieure de la machine, en regardant en direction des flèches VI-VI de la figure 5
Le fil 25 traverse un frein 26 et pénètre entre deux rouleaux de guidage 27 et 28, pour être ensuite renvidé sur le mandrin d'enroulement 29. Dans la machine montrée à titre d'exemple. le frain 26 est établi sous la'forme d'un dispositif de serrage conique. Ceci est cependant tout à fait secondaire, et l'on peut utiliser n'importe quel autre dispositif de frei- nager et tenant compte du profil du fil à travailler et de la qualité de celui-ci.
D'entre-axe des rouleaux 27 et 28 est réglable à l'aide d'un ar- bre excentrique 30, d'un levier 31 et d'une poignée 32, la position des rouleaux étant déterminée en assujettissant le levier 31 et la poignée 32, à l'aide de la vis 33, sur une bague en forme de segment qui présente une gorge 34 profilée en T. Les rouleaux de guidage 27 et 28 peuvent présenter une génératrice droite ou être profilés, suivant qu'il s'agit ou non d'im primer au fil un autre profil. Ainsi, par exemple, on peut employer un fil ordinaire à profil circulaire et l'aplatir par lesrouleaux 27 et 28 afin de lui donner un profil différent.
En montant plus d'une paire de rouleaux entre lesquels le fil est appelé à passer, on peut imprimer au fil des changements de profil encore plus importants.
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Le mandrin 29 présente une gorge 35 dont la largeur est exacte- ment égale à l'épaisseur du fil à travailler. Cette gorge se prolonge dans le mandrin de pression adjacente 36, de sorte que, avant l'amorçage de l'opération d'enroulement, un bout du fil, plié à angle droit, est trans- porté par le mandrin 29, et ensuite par le mandrin 36, et est finalement éjecté de la machine. Le mandrin d'enroulement 29 n'est cylindrique que sur la courte distance sur laquelle se déplace le fil, après quoi il converge vers le mandrin de pression 36 lequel comporte d'abord un court tronçon cy- lindrique pour devenir ensuite convergent afin de permettre un avancement facile de la bobine de fil vers l'extérieur.
Les mandrins sont entraînés par une poulie 37, un arbre 38 et un pignon 39, lequel entraîne une roue dentée 40 Le moyeu creux 41 de cette dernière est monté à rotation dans le châssis 42 et est accouplé à un arbre 44 à l'aide d'une paire de clavettes 43. L'arbre 44 est muni d'u- ne bride 45, à laquelle le mandrin d'enroulement est fixé par une vis 46 et une nervure prévue sur la bride 5 et pénétrant dans une gorge du man- drin d'enroulement, lequel se trouve ainsi entraîné. Grâce à cette construc- tion, on peut imprimer aux mandrins, en plus du mouvement de rotation, un mouvement axial alternatif de faible amplitude, assurant ainsi le transport de la bobine de fil, ceci grâce à la prévision,
à l'extrémité de l'arbre 42 du transporteur 47 fixé à cet arbre et tournant avec lui, et qui, une fois par révolution, se déplace, à l'aide d'une paire de galets 48a et 48b, sur une paire de cames 49a et 49b, montées sur l'anneau 50. Ce dernier est sta- tionnaire et est fixé au cadre 42 Ainsi, à chaque révolution, le mandrin est déplacé axialement de la hauteur de la came, tandis qu'un repoussoir 51, qui entoure le mandrin d'enroulement et qui participe à ses mouvements et tourne donc avec lui, tout en étant maintenu dans le sens axial par 1'an- neau 52, refoule la bobine de fil vers l'avant d'une quantité déterminée par la hauteur des cames.
Après le passage des galets sur les cames, le res- sort 53 refoule l'arbre 44 ainsi que les mandrins, de sorte qu'il se for- me sur le mandrin d'enroulement un espace libre destiné à recevoir la spi- re suivante de la bobine de fil.
La figure 7 montre quelque peu plus clairement, par une vue en plan et des coupes, l'anneau 50 et les deux cames 49a et 49b lesquelles sont prévues à des distances différentes du centre de l'anneau, de sorte que les galets 48a et 48b ne passent sur ces cames qu'une fois par révo- lution, avec le résultat que le transport de la bobine de fil a également lieu une fois par révolution seulement.
La figure 8 montre la construction de l'anneau 52 et du repous- soir 51 en deux vues décalées à 90 . Un côté de cet anneau est ouvert. Par conséquent, le repoussoir 51 peut être aisément remplacé lorsque la machi- ne est mise au point en vue d'un autre travail. L'arbre 38 porte un autre pignon 54 qui, par l'intermédiaire de la roue dentée 55, entraîne un dis- que 56 en synchronisme avec le mandrin, Un disque 57 porte des guidages 57a, 57b et 57c pour les coulisseaux 58a, 58b, 58c qui actionnent des poinçons ou matrices de façonnage ou de découpage ou d'incision 62a, 62b, 62c.
Ces poinçons sont mus dans la direction correspondant au façonnage et qui peut être plus ou moins radiale, sous l'effet des anneaux excentriques correspondants 59a, 59b, 59c, montés dans le châssis et serrés par quatre plaques de serrage 60 après l'ajustement de la position correcte par rap- port à la direction du façonnage. Sur ces anneaux excentriques se dépla- cent des galets 61a, 61b, 61c, montés dans des fourches des coulisseaux 58a 58b, 58c, déplaçant ainsi ces derniers et donc aussi les poinçons 62a, 62b, 62c dans la direction de façonnage, .de telle façon que, à chaque révolution, chaque poinçon effectue une course.
Le rappel des coulisseaux 58a, 58b, 58c avec les poinçons et les galets, de même que le contact fonc- tionnel entre les galets et les anneaux excentriques, est assuré par les ressorts de pression 63, aidés par la force centrifuge engendrée par la ro- tation des coulisseaux. Le poinçon 62a constitue à la fois un poinçon fa- çonneur et un poinçon inciseur. Lorsqu'il se trouve à son point mort inté- rieur, il exerce une pression contre un couteau inciseur 64. Ce dernier
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est de préférence établi sous la forme d'un disque circulaire à périphérie tranchante, monté sur un arbre 65 dans une fente du. mandrin fa coneurAin- si, à chaque mouvement d'avancement de la bobine de fil, ce disque inci- saur est quelque peu entraîné en rotation.
De cette façon, à chaque course d'incisin un autre point de sa périphérie intervient, avec le résultat que sa durée utile est très longue comparativement à un couteau qui serait fixé d'une manière stationnaire au mandrin.
Les poinçons façonneurs présentent encore la caractéristique suivante Afin d'empêcher, notamment lorsqu'on travaille du fil de section circulai- re, que le fil ne s'échappe du poinçon vers l'arrière (voir fig. 9 laquel- le montre à plus grande échelle le fonctionnement du poinçon façonneur 62a conjointement avec le mandrin 36), et ne vienne ainsi se placer sous la spire appelée à être façonnée par la course suivante, on munit les poinçons faconneurs d'une gorge peu profonde 66 sur leur face interne, de sorte-- qu'une spire emprisonnée dans cette gorge et conduite suivant la direction de déplacement de ce poinçon, se trouve ainsi pré-fagonnée et constitue donc u support pour une spire déjà façonnée, laquelle subit en même temps un faocnnage final.
Comme déjà, indiqué plus haut, il est souvent avantageux, voire nécessaire de faire supporter la bobine de fil non seulement par le man : drin de façonnage, mais aussi par des organes de guidage agissant de 1'ex téroieur notamment lorsque la direction dans laquelle s'exerce la pression du poinçon façonneur n'est pas symétrique. Ainsi, la figure 6 montre trois organes de guidage 67a, 67b, 67c, dont celui désigné par 67a doit être con- sidéré comme essentiel en vue de constituer un support contre la pression unilatérale du poinçon façonneur et inciseur 62a, tandis que les organes de guidage 67b et 67c, lesquels augmentent la régularité du produit, ajou- tent utilement leur action à celle de l'organe 67a.
REVENDICATIONS.
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1 Procédé pour la fabrication continue d'objets en fil métal- lique plié, caractérisé par une opération consistant à enrouler le fil en hélice sur u mandrin cylindrique tournant autour d'un axe parallèle à sa génératrice, une opération consistant à transporter, après chaque révolu- tion du mandrin, la bobine de fil ainsi enroulée, dans le sens longitudi- nal, de fa.çon à dégager l'espace nécessaire pour recevoir une nouvelle spire de fil sur le mandrin, et une opération consistant à transporter la bobine de fil, après son enroulement sur le mandrin, vers un autre mandrin tournant solidairement avec le premier, et à soumettre le fil sur ce der- nier mandrin à d'autres déformati ons,
telles que le façonnage des parties concaves, incision, découpage, etc., à l'aide de poinçons tournant avec le jeu de mandrins.