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DISPOSITIF DE PERCAGE AUTOMATIQUE DE FILIERES.
La présente invention concerne un dispositif pour le perçage de filières utilisées dans la fabrication , avec utilisation de bains acides, des textiles artificiels à partir de solutions alcalines appropriées et constitue une modification et un perfectionnement au dispositif de perçage automatique de filières décrit dans le brevet belge 509.262 déposé le 15 février 1952 pour : Dispositif de perçage automatique de filières.
Le dispositif tel qu'il est décrit dans la présente invention est conçu particulièrement pour le perçage des filières utilisées dans la fabrication de rayonne, qù les filières comportent un nombre réduit de trous, -par exemple de 25 à 300, - de manière à ce que le perçage d'une filière s'effectue en un temps allant de 1/4 de minute à 3 minutes. Mais le dispositif en question peut être utilisé tout aussi bien pour le perçage de filières destinées à la fabrication de fibranne, qui peuvent comporter par exemple de 8.000 à 12.000 trous, et dont le poinçonnage demande plusieurs heures.
Dans la réalisation de l'invention décrite, le dispositif est constitué par un socle sur lequel est monté un plateau susceptible de tourner dans un plan horizontal. Une partie verticale est montée fixe sur ce 'so- cle et comporte un prolongement horizontal en porte-à-faux au-dessus du plateau. Un coulisseau porte-poingon, monté de manière convenable dans cette partie verticale pour pouvoir effectuer un mouvement de monte-et-baisse, est relevé par des organes commandés par moteur et abaissé par pesanteur. Une enclume, sur laquelle est monté le capuchon à percer, est montée à rotation sur le plateau au-dessous du coulisseau porte-poinçon.
La filière, qui est généralement en platine pur ou allié à d'autres métaux, repose sur un matelas en matière plus molle, de préférence en aluminium, supporté par l'enclume.
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Le poinçon destiné à effectuer le perçage du capuchon est monté de manière amovible, exactement perpendiculaire à la surface du capuchon à perforer, à l'extrémité inférieure du coulisseau porte-poinçon. A chaque descente du coulisseau, le poingon s'enfonce dans la face interne de la filière, refoulant extérieurement le métal qui vient former un bossage s'imprimant dans le matelas en matière plue molle sur lequel repose le capuchon. Une charge réglable, appuyant sur l'équipage coulissant du poinçon, détermine l'intensité de 1'l'impulsion avec laquelle le poinçon attaque le capuchon.
Les trous très fins d'une filière, dont le diamètre varie par exemple de 0,05 mm. à 0.10 mm., sont généralement disposés sur plusieurs cercles concentriques, soit avec répartition uniforme des trous, soit selon les dessins spéciaux. Lorsque le poinconnage est terminé, la filière est enlevée de l'enclume, et on effectue un polissage abrasif extérieur enlevant les bossages et dégageant les trous.
Un mécanisme monté sur le plateau a pour fonction de faire tourner l'enclume d'un angle déterminé après chaque descente du coulisseau et du poinçon afin d'espacer convenablement les trous sur chacun des cercles.
Le plateau porte également un mécanisme dont le rôle est de faire avancer latéralement le plateau après le poinçonnage de chaque cercle de trous, afin d'amener l'enclume, par rapport au poinçon, à la position voulue pour le poinçonnage du cercle suivant.
Les capuchons à perforer sont disposés dans une série de magasins portés par un carrousslégalemetn monté sur le plateau. Lorsque le poinçonnage d'une filière est achevé, la filière est automatiquement extraite de l'enclume, et un nouveau capuchon est libéré d'un des magasins et amené à l'enclume, sur laquelle il est ensuite fermement assujetti. Tous les mécanismes servant à extraire de l'enclume une filière terminée, à libérer du magasin un nouveau capuchon, et à assujettir ce nouveau capuchon sur l'en- clume après qu'il y a été amené, sont supportés par le plateau et commandés par le moteur unique de manière à travailler en synchronisme.
Un dispositif commandé par cellule photoélectrique et destiné à faire avancer successivement les magasins pour libérer un nouveau capuchon à mesure que le magasin précédent est vide, est également monté sur le plateau.
Pour la mise en marche du dispositif, les magasins sont tous remplis de capuchons, un capuchon est placé sur l'enclume, et un contact principal se ferme. La fermeture de ce contact provoque le démarrage de la machine, après quoi le fonctionnement est entièrement automatique jusqu'au moment où la machine s'arrête, à la suite, par exemple, d'une casse du poinçon. Une minuterie de sécurité coupe le courant d'alimentation à heure prévue pour la fin du perçage.
Un ruban perforé travaille solidairement avec un interrupteur qui est temporairement fermé par le coulisseau porte-poingon chaque fois que celui-ci remonte, de manière à laisser passer ou à interrompre le courant dans une série de relais qui à leur tour actionnent des interrupteurs assurant la marche successive des opérations de la machine. La fermeture de l'interrupteur par le coulisseau porte-poingon au moment où celui-ci arrive normalement en haut de sa course provoque l'arrêt du moteur qui commande le mouvement ascendant du coulisseau, laissant ainsi le coulisseau stationnaire dans sa position haute, et met en marche un second moteur qui fait tourner l'enclume et avancer le ruban. Quand le ruban a avancé d'une quantité déterminée, il provoque le démarrage du moteur commandant le coulisseau et l'arrêt du moteur commandant l'enclume.
Ainsi l'enclume, avec le capuchon à perforer, avancent d'un angle prédéterminé après perforation de chaque trou, ce qui donne l'espacement voulu entre les trous de chaque cercle. Quand le poinçonnage de chaque cercle de trous est terminé, le ruban provoque le démarrage d'un troisième moteur qui fait pivoter le plateau latéralement autour de son axe afin d'amener l'enclume, par rapport au poincon, dans la position voulue pour le pergage du cercle de trous suivant,
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puis le ruban arrête le moteur. Quand le perçage d'une filière est achevé de la manière voulue suivant les perforations du ruban le ruban provoque le démarrage, puis l'arrêt d'un quatrième et d'un cinquième moteur.
Le qua- trième moteur, par le moyen d'un mécanisme approprié, soulève le coulisseau avec le poinçon au-dessus de leur position haute normale, tandis que le cin- quième moteur actionne le mécanisme qui a pour rôle de dégager de l'enclume la filière perforée, de libérer un capuchon d'un des magasins, d'amener ce capuchon sur l'enclume, et de l'assujettir sur celle-ci. Toutes ces opéra- tions se répètent ensuite pour toutes les filières à perforer.
Il arrive parfois qu'un poinçon casse accidentellement en cours de travail. En conséquence, il a été prévu un mécanisme qui arrête automa- tiquement toutes les parties de la machine dès qu'un poinçon vient à casser, et empêche la machine de fonctionner tant que le poingon n'a pas été rempla- cé.
L'objet principal de la présente invention est un nouveau dispo- sitif perfectionné de perçage de filières du type décrit ci-dessus, et sus- ceptible d'effectuer successivement le perçage automatique de filières suivant un schéma prédéterminé, d'évacuer automatiquement de l'enclume une filière dont le perçage est terminé, puis de mettre automatiquement en pla- ce un nouveau capuchon à perforer.
Un second objet de la présente invention est une machine du type ci-dessus dans laquelle la succession des opérations est déterminée par un ruban perforé qui avance de manière intermittente.
Un troisième objet de la présente invention est une machine du type ci-dessus dans laquelle l'avance intermittente du ruban perforé s'ef- fectue au cours du mouvement ascendant d'un coulisseau porte-poingon animé d'un mouvement vertical de monte-et-baisse.
Un quatrième objet de la présente invention est un dispositif de perçage automatique de filières du type décrit ci-dessus avec des moyens susceptibles d'arrêter automatiquement toutes les parties de la machine dans le cas où un poingon vient à casser en cours de travail.
Un cinquième objet de la présente invention est une machine du type décrit ci-dessus, comportant un carrousel pivotant sur lequel sont montés une série de magasins d'ou les capuchons sont libérés pour être fournis à la machine, ainsi que des mécanismes pour faire avancer automatiquement les magasins successifs dans la position de décharge à mesure que chacun des magasins précédents a été libéré de son capuchon.
D'autres objets de la présente invention ressortiront de la description ci-après et des dessins joints qui font également partie de l'invention.
Fig. 1. Elévation de face d'un dispositifautomatique de perçage de filières conformément à l'invention. fig. 2. Coupe horizontale d'une partie du dispositif, suivant la ligne 2-2 dans la fig. 1. fig. 3. Coupe verticale dans le sens longitudinal, approximati- vement suivant la ligne 3-3 dans la fig. 2. fig. 4. Coupe verticale dans le sens transversal, approximativement suivant la ligne 4-4 dans la fig. 3.
Fig. 5. Elévation de face d'une partie du dispositif, à une échelle agrandie, en partie en coupe; montrant le coulisseau porte-poinçon et le poinçon soulevés au-dessus de leur position haute normale pour permettre l'extraction d'une filière terminée de l'enclume, et la mise en place d'un nouveau capuchon sur l'enclume.
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fig. 6. Coupe verticale détaillée d'une partie du dispositif prise selon la ligne 6-6 dans la fig. 5. fig.7. Coupe horizontale suivant la ligne 7-7 dans la fig.l. fig. 8. Coupe verticale partielle de détails suivant la ligne 8-8 dans la fig. 7, représentant un disque sélecteur en train d'envoyer un capuchon dans le couloir de chute pour l'amener sur l'enclume.
Fig.9. Vue en plan (agrandie) d'une filière perforée présentant deux rangées concentriques de trous.
Fig. 10. Coupe verticale (agrandie) d'un détail montrant comment le poingon s'enfonce dans le capuchon en formant un bossage sur la face externe à chaque descente du poinçon.
Fig.11. Coupe (agrandie) d'un détail pris sur la ligne 11-11 de la fig. 9., montrant comment les trous de la filière sont débouchés par ¯ polissage abrasif extérieur enlevant les bossages.
Fig.12, 13. 14. Vues schématiques partielles montrant la position des diverses parties de la machine au cours des différentes opérations.
Fig. 15. Schéma (cinématique) du mécanisme d'arrêt automatique de la machine en cas de casse accidentelle d'un poingon en cours de travail.
Nous reportant maintenant au détail des dessins, I est un socle sur lequel est montée fixe, verticalement, à l'une de ses extrémités, une console en U; 2 : à l'autre extrémité, est monté fixe, verticalement, un pied 3. Une extrémité d'un plateau horizontal 4 est assujettie de manière à pivoter autour d'un axe 5 sur l'extrémité supérieure de la console 2, l'autre extrémité de ce plateau 4 coulissant sur la partie supérieure du pied 3 à l'aide d'une plaque à frottement doux 6 montée de manière amovible sur la face inférieure du plateau 4 au moyen de vis 7.
Le plateau 4, au-delà du pied 3, est appuyé contre une came excentrique 8 par un ressort de tension 9, dont l'une des extrémités est fixée à un doigt 10 portée par le plateau 4, et l'autre extrémité est fixée à l'extrémité supérieure d'une tige 11 portée par le socle 1. La came 8 est conçue de manière à tourner lentement de quelques degrés à la fois par l'effet d'un moteur 12 grâce à un réducteur de vitesse approprié 13, ainsi qu'il sera décrit ci-après.
Une roue dentée 16 relativement grande montée de manière à pouvoir tourner sur le plateau 4 autour d'un axe 17, porte une enclume 18 qui est montée fixe sur sa face supérieure de manière à tourner avec lui. L'enclume 18 comporte un évidement 19 à sa partie supérieure, pour le montage d'une filière 20 pendant le perçage. Les filières 20, qui sont par exemple en platine ou en alliages de platine à un autre métal, appuient fermement sur un disque 21 en métal plus mou, de préférence en aluminium, disposé au fond de l'évidement 19.
La roue 16 est en prise avec une roue similaire 24 fixée à la partie supérieure d'un arbre 25 qui est monté de manière à tourner dans un palier 26 ménagé dans le plateau 4. Un engrenage conique 27, claveté à l'extrémité inférieure de l'arbre 25, au-dessous du plateau 4, engrène avec un pignon conique 28 fixé à une extrémité d'un petit-arbre 29 qui porte à son autre extrémité un pignon hélicoïdal 30, et qui tourne dans une console 31 fixée à la face inférieure du plateau 4. Le pignon hélicoidal 30 est en prise avec une vis sans fin 33 portée par l'arbre du rotor 34 d'un moteur 35 qui est boulonné à la face inférieure du plateau 4.
La roue 16, et avec elle l'enclume 18 sont construites de manière à pouvoir tourner de manière intermittente de quelques degrés à la fois dans le but qui sera exposé ci-après.
Un pignon conique 36, similaire au pignon 28, et qui est fixé à une extrémité d'un petit arbre transversal 37 tournant dans une console 36 assujettie à la face inférieure du plateau 4, est également en prise avec l'engrenage conique 27 par lequel il est actionné. L'autre extrémité
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de l'arbre 37 est articulée par des joints universels jumelés 36 et 39 à une tige de section carrée 40 coulissant dans un évidement correspondant 41 dans le moyeu d'une bobine 42 qui tourne entre deux bras de support é- cartés 45 montés sur un bâti allongé 46 supporté par le socle 1. On voit donc que, chaque fois que l'enclume 18 reçoit du moteur 35 un mouvement de rotation intermittent, un même mouvement de rotation est également imprimé à la bobine 42.
Un ruban sans fin perforé 47 passe sur des galets fous 48, mon- tés aux deux extrémités du bâti 46. Ce ruban 47 passe sur la bobine 42 sur laquelle il est fermement appuyé par des doigts faisant ressort 50 et
51 montés sur le bâti 46 et disposés de chaque côté de la bobine 42. Au voisinage de chaque extrémité de la bobine 42, des dents 52 viennent s'enga- ger dans les perforations 53 alignées longitudinalement de chaque côté du ruban 47, de manière à faire avancer le ruban chaque fois que la bobine 42 vient à tourner. On voit ainsi que, chaque fois que l'enclume 18 reçoit un mouvement de rotation, le ruban 47 avance simultanément.
Le ruban 47 comporte quatre séries parallèles de perforations : 56,57, 56, 59, dispo- sées longitudinalement suivant le schéma de perçage des filières. Quatre doigts faisant ressort : 60, 61, 62,63, disposés au-dessus du ruban 47 dans le prolongement vertical des séries de perforations respectives :56,
57, 58 et 59, sortent d'un boîtier 66 pour se terminer à peu près dans le plan vertical comprenant l'axe de la bobine 42.
Les doigts.60, 61, 62 et
63 portent respectivement des tâteurs dirigés vers le bas : 67,68, 69 et
70, qui avancent le long du ruban 47 et pénètrent dans les perforations successives du ruban à mesure que celles-ci passent devant les tâteurs, le tâteur 67 porté par le doigt 60 étant disposé de manière à s'engager dans les perforations successives à la série 56, le tâteur 68 porté par le doigt 61 étant disposé de manière à s'engager dans les perforations succes- sives de la série 57, le tâteur 69 porté par le doigt 62 étant disposé de manière à s'engager dans les perforations successivés de la série 56, et le tâteur 70 porté par le doigt 63 étant disposé de manière à s'engager dans les perforations successives de la série 59.
Les doigts 60 à 63 ainsi que les tâteurs 67 à 70 portés par eux travaillent avec les séries de trous 56 à 59 du ruban 47 à commander la succession des opérations de la machine pour le perçage automatique des filières successives, ainsi qu'il sera expliqué ci-.après à propos de la succession des opérations effectuées par la machine.
Un bâti vertical 73 est fixé sur le socle 1, sur lequel il se dresse en arrière du plateau 4, sa partie supérieure saurplombant en porte- à-faux le plateau 4. Un coulisseau porte-poinçon 75 est monté de manière à pouvoir effectuer un mouvement de monte-et-baisse au-dessus de l'enclume 18 dans une glissière appropriée 76 que comporte la partie supérieure en porte-à-faux 74 du bâti 73. Le coulisseau 75 porte, à son extrémité inférieure, un porte-poinçon 77 dans lequel un poinçon 78 est fixé de manière amovible par une vis 79. Une boite 80 contenant des poids 81, de préférence de la grenaille de plomb, ou de fer, ou des disques, est montée sur la partie supérieure en saillie du coulisseau porte-poinçon 75.
Une crémaillère 62, montée sur la face postérieure du coulisseau 75 au voisinage de la partie supérieure de celui-ci, est en prise avec un pignon 83 qui est goupillé à un arbre transversal 84 monté à rotation dans la partie supérieure en porte-à-faux 74 du bâti 73. Un levier 87, dont l'extrémité inférieure fourchue porte un galet 88, travaille solidairement avec ,l'arbre 84 par l'intermédiaire d'un dispositif à roue libre 89 monté à une extrémité de l'arbre 84 encre un collier 85 et une rondelle faisant ressort 86 sur ce collier. Le galet 88 est appuyé contre une came 91, fixée à une des extrémités d'un arbre transversal 92 pouvant tourner dans le bâti 73.
Sur l'autre extrémité de l'arbre 92 est fixé un gros pignon droit 93 en prise avec un pignon plus petit 94 monté;sur un axe 95. Avec l'engrenage 94 est solidiare un pignon 96 en prise avec un petit'', pignon 97 porté par le rotor 98 d'un moteur 99 monté de manière convenable sur le bâti 73.
Le mo-
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teur 99, au moment où il est enclenché fera tourner par l'intermédiaire du train d'engrenages que nous venons de décrire, l'arbre 92 et la came 91, à une vitesse considérablement réduite, provoquant ainsi l'oscillation du levier 87. Le mouvement du levier 87, passant de sa position basse sur la came 91, comme le montre la fig. 12, à sa position haute sur la même came, comme le montrent les fig. 4 et 13, fera tourner en sens inverse des aiguilles d'une montre l'arbre 84 et le pignon 83 (Fig. 4), qui, par le moyen de la crémaillère 82, soulèvera le coulisseau porte-poinçon 75 avec les pièces qu'il porte, de sa position de travail, représentée dans les fig. 4 et 13, à sa position haute normale, représentée dans la fig. 12.
Le'retour du levier 67 de sa position haute sur la came 91 à sa position basse sur la même came, permettra au coulisseau de tomber par pesanteur de la position représentée Fig. 4 et 13 à la position représentée dans la fig. 12, sous l'action de la boite chargée 80. Le dispositif à roue libre 89 est aménagé de telle manière, comme le montrent les fig. 4 et 6, que si la rotation de la came 91 est arrêtée dans la position représentée dans les fig. 4 et 13, le coulisseau 75 sera empêché de descendre de sa position haute normale, mais restera .néanmoins libre d'être soulevé, plus haut que sa position haute normale, dans la position représentée dans la fig. 14, pour permettre l'éva- cuation d'une filière terminée de l'enclume 18, et l'insertion sur cette enclume d'un nouveau capuchon.
Le coulisseau 75 porte un bras pivotant 102 disposé de manière à fermer temporairement un interrupteur 103 monté sur le bâti 74, au moment où le coulisseau atteint sa position haute normale telle qu'elle est représentée dans les fig. 1, 3, 4 et 13. Pendant la descente du coulisseau 75, le bras 102 ne peut agir sur l'interrupteur 103.
Le poinçon 78 comporte une partie supérieure épaisse 104 qui s'insère dans le)porte-poinçon 77, et qui porte le poinçon cylindrique allongé 105, arrondi à l'extrémité inférieure 106. Le poinçon 105 est en une matière appropriée plus dure que le métal de la filière, par exemple en acier très dur.
A chaque descente du coulisseau porte-poinçon 75, le poinçon 105 s'enfonce dans la surface interne du fond 107 de la filière en formant à la surface externe un bossage 10 qui s'imprime dans le matalas de métal mou 21 de l'enclume 18, sur lequel s'appuie la filière, ainsi qu'il est représenté dans la fig. 10. Lorsque le perçage d'une filière est terminé, la filière est évacuée automatiquement de l'enclume 18, les bossages 108 sont enlevés par polissage abrasif, dégageant les trous à arêtes vives 109, qui traversent le fond de la filière dans toute son épaisseur, comme le montre la fig. II.
Divers types de mécanismes, soit pneumatiques, soit mécaniques, peuvent être utilisés pour extraire une filière terminée de l'enclume. Ce mécanisme, tel qu'il est présenté ici, comporte un bras 112 fixé à l'extrémité supérieure d'un arbre 113 animé d'un mouvement de monte-et-baisse, monté à rotation dans un alésage axial 114 de l'arbre 25 de l'engrenage 24.
L'extrémité externe du bras 112 se termine dans une mâchoire 115, à laquelle est articulée une mâchoire opposée 116 pivotant autour de l'axe 117. Un ressort 118 maintient la mâchoire 116 fermée mais non serrée, ainsi que le montrent les traits pleins de la fig.4 L'extrémité inférieure de l'arbre 113 est --articulée de manière pivotable, comme on le voit en 119, à l'extrémité supérieure d'une tige 120 montée de manière à coulisser mais sans pivoter, dans un guide 121. L'extrémité inférieure de la tige 120 porte une aiguille 122 qui chemine dans un chemin de came 123 à la périphérie d'un plateau-came 124, montée à rotation à l'extrémité inférieure d'un arbre vertical 125 soutenu par une console 126 fixé à la face intérieure du plateau 4.
Un pigno conique 127 est monté à rotation sur l'arbre 125 au voisinage de l'extrémité supérieure de celui-ci, et un pignon droit 12S est monté sur l'arbre 125 entre le pignon conique 127 et le plateau-came 124. Les pignons 127 et 128, ainsi que le plateau-came 124, sont reliés entre-eux de manière fixe afin qu'il puissent tourner tous ensemble. Le pignon droit 128 engréns avec un pignon 131 de même filetage, claveté de manière â coulisser sur l'arbre 113. un ressort hélicoïdal 132 disposé autour de l'arbre 113 entre le
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pignon 131 et l'articulation 119, imprime sans contrainte une direction des- cendante de l'arbre 113, et empêche l'engrenage 131 de se déplacer vertica- lement.
Le pignon conique 127 est en prise avec le pignon conique 133 monté à une extrémité de l'arbre horizontal 134, lequel est monté à rotation dans des consoles de support 135 fixées à la face inférieure du plateau 4. Un pignon conique 136 similaire au pignon 133, est monté à l'extrémité opposée de l'arbre 134. L'arbre 134 est disposé de manière à recevoir un mouvement de rotation de la part d'un moteur 137 par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse approprié 138, du pignon conique 139 porté par ce réducteur, et du pignon conique 140, fixe sur l'arbre 134 et en prise avec le pignon 139.
Le moteur 137 est monté dans un berceau en U 141, suspendu à la partie in- férieure du plateau 4. Comme les pignons 128 et 131 ont le même filetage, une révolution du pignon conique 127, et avec lui du pignon 128 et du pla- teau-came 124, imprimera simultanément une révolution à l'arbre 113 et au bras 112 porté par cet arbre.
Pour qu'une filière terminée puisse être extraite de l'enclume
18, il faut que le coulisseau 75 avec le poinçon 78 qu'il porte, soient sou- levés au-dessus de leur position haute normale, représentée dans les fig.
3 et 13, et amenés à la position représentée dans les fig. 5 et 14, afin que la filière se trouve à une certaine distance du poinçon au moment où elle est extraite. A cet effet, on a fixé un levier 144 à l'extrémité de l'arbre 84 à l'opposé de l'embrayage 89, et on a prévu une came 145 dont la rotation est commandée, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 146, par un moteur 147 monté sur le bâti 73.
Quand le coulisseau 75 et le poin- çon 78 ont été aménés de leur position de travail représentée fig. 12 à leur position haute normale, représentée en fig. 13, par le moyen de la came 91, ainsi qu'il a été expliqué plus haut, la came 145 saisit et soulève l'extrémité libre du levier 144, et prolonge la rotation de l'arbre 84 et de l'engrenage 83, soulevant ainsi le coulisseau 75 avec le poinçon pour les amener de la position représentée dans les fig. 3 et 13 à la position représentée dans les fig.
5 et 14. La rondelle faisant ressort 86 a été introduite afin de provoquer la rotation du levier 87 avec l'arbre 84, et la séparation du levier 87 d'avec la came 91 pendant que l'arbre 84 continue ainsi â tourner et que par suite le mouvement de monte-et-baisse du coulisseau 75 entre la position de la fig. 13 et la position de la fig. 14 soit entièrement commandé par la came 145.
Lorsque le dernier trou d'une filière a été percé, le moteur 99 et la came 91 remonteront le coulisseau 75 à la position de la fig. 12 et s'arrêteront, après quoi le moteur 147 et la came 145 remonteront encore le coulisseau 75 jusqu'à la position de la fig. 14, puis s'arrêteront, bloquant ainsi le coulisseau dans cette position. Le moteur 137 imprimera alors une révolution en sens inverse des aiguilles d'une montre au plateau-came 124; et une révolution dans le sens des aiguilles d'une montre à l'arbre 113 et au bras 112, puis s'arrêteront, avec le retour du plateau-came 124 et du bras 112 à leur position normale de repos. Lors de la rotationdu bras 112, les mâchoires 115 et 116 viennent saisir la filière 20 sur l'enclume 18 en la serrant au-dessous du rebord annulaire 150 de la filière.
Au moment où les mâchoires 115 et 116 enserrent la filière 20, l'aiguille 122 sur la tige remonte le trajet fortement oblique 151 de la rainure 123 du plateau-came, ce qui aura pour effet de relever l'arbre 113 et le bras 112, et d'extraire la filière de l'enclume, étant bien entendu que les mâchoires 115 et 116 ont une longueur suffisante pour que la filière puisse être soulevée de l'enclume avant que l'extrémité semi-circulaire 152 des mâchoires se referme sur la filière.
Le bras 112 poursuivant son mouvement emporte la filière extraite de l'enclume pour l'amener à la position représentée dans la fig. 2 par des lignes de traits et de points, où un ergot 153 dirigé vers le bas, porté par la mâchoire pivotante 116, vient rencontrer une butée fixe 154 qui ouvre les mâchoires et laisse tomber la filière qu'elles serraient dans une trémie collectrice 155.
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Les capuchons qui doivent être alimentés automatiquement à l'enclume 18 pour être ensuite extraits sous la forme de filières percées sont logés dans trois magasins : 160, 161 et 162, portés par un carrousel 163 monté à l'extrémité supérieure d'un arbre 164 centré dans un arbre creux 165 qui est monté à rotation dans un support vertical 166 fixé à l'une des extrémités du plateau 4 par des pieds 167.
Un disque sélecteur 168 est monté à l'extrémité supérieure de l'arbre creux 165 de manière à tourner avec lui,et un engrenage conique 169 est monté à l'extrémité inférieure de l'arbre creux 165 sous le plateau 4, en prise avec le pignon conique 136 porté par l'arbre 134. Le disque sélecteur 168 est disposé directement au-dessous du carrousel 163, sa face supérieure légèrement en contact avec les ouvertures à la partie inférieure des magasins 160 à 162, et repose sur une plate-bande circulaire 170 fixée à la partie supérieure du support 166 et formant une projection à l'extérieur.
Le disque sélecteur 168 comporte un orifice circulaire 171, avec lequel doivent venir coïncider les ouvertures à la partie inférieure des magasins,et la plate-bande 170 comporte un orifice 172 avec lequel l'orifice 171 du disque sélecteur 168 doit venir coïncider une fois par révolution du disque sélecteur. L'extrémité supérieure d'un couloir descendant 173 est fixée à la plate-bande 170 audessous de l'orifice 172. L'extrémité inférieure du couloir 173 est disposée au voisinage de l'enclume 18 pour décharger les filières descendant par ce couloir sur l'enclume 18. Dans la position de repos du disque sélecteur 168, l'orifice 171 de ce disque doit coïncider avec la partie inférieure du magasin 160.
Quand l'orifice 171 vient coïncider avec le magasin 160, la filière qui occupe la position la plus basse dans le magasin tombe dans l'orifice 171 et vient reposer sur la plate-bande 170. Ensuite, lorsque le disque sélecteur tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, il fait sortir la filière par l'orifice 171 de dessous le magasin 160, et l'emporte par la plate-bande jusqu'à l'orifice 172, d'au elle tombe dans le couloir 173 comme le montre la fig. 8. Le disque sélecteur 168 reçoit également un mouvement de rotation de la part du moteur 137 et de l'arbre 134 qui fait tourner le plateau-came 124 et le bras 112.
Les engrenages 136 et 169 qui opèrent la rotation de l'arbre creux 165 et du disque sélecteur 168 par l'arbre 134 sont entre eux dans le même rapport que les engrenages 133 et 127 qui opèrent la rotation de la came circulaire 124 et du bras 112 par l'arbre 134. Le disque sélecteur 168, la came circulaire 124 et.le bras 112 sont donc synchrones. La position au repos de l'orifice 171 du disque 168 sélecteur est telle, par rapport à l'orifice 172 de la platebande 170, qu'un capuchon ne peut être alimenté au couloir 173 par le disque sélecteur 168 avant que la filière terminée ait été extraite de l'enclume 18 par le bras 112 et par les mâchoires 115 et 116.
Lorsque les capuchons sont déchargés du couloir 173 sur l'enclume 18, ils reposent sans appuyer sur le bord de l' évidement 19 de l'enclume 18, et il faut, pour pouvoir procéder au poinçonnage, qu'ils soient d'abord enfoncés dans l'évidement 19 et appuyés sur le matelas 21. A cet effet, on à monté sur l'arbre 113, au-dessus du bras 112 qui porte la mâchoire, un bras presseur 176. Ce bras presseur 176 est disposé de telle manière, par rapport au bras 112, qu'il sera amené au-dessus de l'enclume 18, dès qu'un capuchon aura été déposé sur celle-ci, et dès que la partie verticale 177 de la rainure 123 sera atteinte par l'aiguille 122 portée par la tige coulissante 120.
A ce moment, le ressort 132 abaissera rapidement l'arbre 113 et le bras presseur 176, en appuyant le capuchon sur le matelas 21 de l'enclume.
Pour le'serrage du capuchon, on peut également utiliser un système à électroaimant logé dans l'axe de l'enclume et sous le bâti. Pour remédier à l'échauffement, on peut refroidir par une circulation d'eau ou par ventilation.
Quand les capuchons vierges d'un tube de magasin sont épuisés, le carrousel tourne automatiquement pour amener le magasin suivant dans la position voulue pour décharger les filières par l'orifice 171 du disque sélecteur 168. A cet effet, un pignon 180, monté à l'extrémité inférieure de l'arbre 164, engrène avec un pignon 181 actionné par un moteur 182 par l'in-
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termédiaire d'un réducteur de vitesse 183- Le passage du courant dans le moteur 182 est commandé par un relais à cellule photoélectrique 184, asso- ciée à une source lumineuse 185 montée sur une console 186 fixée sur la plate-bande 170.
Le disque sélecteur 168 porte un petit alésage 187 dont l'axe coupe perpendiculairement celui de l'orifice 171 et qui est coaxial avec la cellule photoélectrique 184 et la source lumineuse quand le disque sélecteur est dans sa position normale de repos (Fig. 7). Quand le disque sélecteur 168, après avoir alimenté la dernière filière d'un magasin au cou- loir de chute 173, est revenu à sa position normale de repos, la lumière de la source lumineuse 185, traversant le petit alésage 187, se projette sur la cellule phbtoélectrique 184. La cellule photoélectrique 184 transmet alors le courant au moteur 182, lequel déclenche la rotation du carrousel' jusqu'à ce que le magasin suivant soit amené en face de l'orifice 171.
Dès que le magasin en marche arrive au niveau de l'orifice 171, le capuchon qui se trouve dans le bas du magasin tombe dans l'orifice 171 et arrête le passage de la lumière par l'alésage 187 vers la cellule photoélectrique 184.
La cellule photoélectrique interrompt alors l'arrivée du courant au moteur 182, lequel arrête la rotation du carrousel 163 avec un magasin chargé dans la position voulue pour l'extraction de ses capuchons. Le chemin d'amenée peut être également horizontal et le capuchon vierge peut être poussé vers l'enclume à l'aide d'un poussoir commandé par un servo-môteur et une biellemanivelle, comme dans le mouvement du coulisseau d'un étau-limeur à bielle intérieure. Le démarrage du servo-moteur du poussoir est obtenu par le mouvement du coulisseau lorsque celui-ci est en position haute, 'combinée avec une lignée spéciale de perforations du film. Le mécanisme peut être combiné avec l'extraction.
Nous allons maintenant décrire la suite des opérations effectuées par la machine en nous reportant aux dessins, et en supposant que la machine, après usage, a été arrêtée au moment où un capuchon se trouvait sur l'enclume 18,le plateau 4 et l'enclume 18 étant en place pour le perçage du cercle de trous interne 190 (fig. 9) et le coulisseau 75 avec le poinçon 78 dansleur position haute normale ainsi que le montre la fige 13. La machine est mise en marche par la fermeture du contact général. Le coulisseau 75 et le poin- çon 78 descendent sous l'action de la trémie chargée 80, et percent le premier trou du cercle 190 (fig. 12), puis le moteur 99 ramène le coulisseau et le poinçon à leur position hautenormale.
Au moment où le coulisseau atteint sa position haute normale, le doigt 102 ferme temporairement l'interrupteur 103 qui, par l'intermédiaire de relais et d'interrupteurs appropriés, arrête le moteur 99 et met en marche le moteur 35. Le moteur 35 opère alors la rotation de l'enclume 18 et du capuchon qui y repose de manière à les amener à la position voulue pour le perçage du trou 'suivant du cercle 190, faisant avancer en même temps le ruban 47 jusqu'à ce que le tâteur 68 porté par le doigt 61 vienne s'engager dans la perforation suivante du sillon 57 venant à -sa rencontre, ce qui,par le moyen de relais et d'interrupteurs appropriés, provoque l'arrêt du moteur 35 et le démarrage du moteur 99. Le coulisseau et le poinçon descendent alors pour percer le trou suivant du cercle 190.
Cette opération ensuite se répète automatiquement, sous le contrôle de l'interrupteur 103 et du ruban 47, jusqu'à ce que le dernier trou du cercle 190 ait été percé.
Par suite de l'avance du ruban 47 pendant que le coulisseau reste dans sa position haute normale après le perçage du dernier trou du cercle 190, le tâteur 67 porté par le doigt 60 s'engage dans une perforation de la série de trous 56, ce qui, par le moyen de relais et d'interrupteurs appropriés, provoque le démarrage du moteur 12 jusqu'à ce que la came 8 ait fait tourner le plateau 4 autour de son pivot 5 d'un angle suffisant pour amener l'enclume 18 à la position voulue pour le perçage du second cercle de trous 191 (Fig. 9).
L'opération décrite pour le perçage du premier cercle de trous 190 se répète désormais jusqu'à ce que tous les trous du cercle 191 aient été percés, après quoi le tâteur 70 porté par le doigt 62, s'engageant
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dans une perforation de la série de trous 58 sur le ruban 47 provoque, par l'intermédiaire de relais et d'interrupteurs appropriés, le démarrage du moteur 147, qui soulèvp d'abord le coulisseau et le poing on au-delà de leur position haute normale et les maintient dans cette position ainsi que le montre la fig. 14, pendant que la filière percée est évacuée de l'enclume et qu'un capuchon est amené à l'enclume et misen place, puis ramène le coulisseau et le poinçon à leur position haute normale représentée dans la fig.
13. En même temps, le tâteur 70 porté par le doigt 63, en s'engageant dans une perforation de la série de trous 59, provoque, par l'intermédiaire de relais et d'interrupteurs appropriés le démarrage du moteur 137, pour l'évacuation d'une filière terminée de l'enclume 18 et la mise en place d'un nouveau capuchon. Cette suite d'opérations se répète successivement pour chacune des filières à percer.
Au cours du travail, la très fine partie 105 du poinçon se fatigue et finit par casser, ce qui oblige à arrêter immédiatement la machine afin d'éviter la détérioration d'une filière et de remplacer le poinçon cassé. En conséquence, il a été prévu un mécanisme, fonctionnant en cas de casse d'un poinçon., qui arrête automatiquement toute la machine chaque fois qu'un poinçon vient à casser; ce mécanisme sera maintenant décrit à l'aide des fig. 2, 3, 4 et 15.
Un disque 195, comportant un bossage 196, est monté au voisinage de la roue libre 89, sur l'extrémité de l'arbre 84, de manière à tourner avec lui. Deux lames de ressort 197 et 198 écartées l'une de l'autre, sont montées aur un bloc isolant 199 qui se trouve sur le bâti 73. Les extrémités libres des lames 197 et 198 recouvrant en partie le disque 195 avec le bras 197 se trouvent sur le trajet du bossage 196 qui vient les heurter, et portent des contacts 200 et 2Dl qui sont normalement séparés. Un levier 202, pivotant, est monté entre ces extrémités sur une console 203, montée sur le bâti 73.
Une des extrémités du levier 202 se trouve disposée entre les tiges 197 et 198, tandis que l'autre extrémité fonctionne en liaison avec un relais 204, également porté par la console 203, de manière à être attirée par le relais 204 lorsque le courant passe. Le levier 204 a pour rôle dedégager l'extrémité inférieure de la tige de ressort 198 de la tige 197, écartant ainsi davantage encore les contacts 200 et 201.
En se reportant maintenant à la fig. 15, la tige 198 est reliée par un fil 205 à un côté 206 de la ligne, et la tige 197 est reliée par un fil 207 à une extrémité de l'enroulement d'un relais 208 dont l'autre extrémité est reliée par un fil 209 à l'autre côté 210 du circuit. Le relais 208 travaille en association avec un contact 211 normalement fermé dans la ligne 212 par l'intermédiaire duquel le courant est amené aux divers moteurs de la machine. Le contact principal 214 à l'aide duquel la machine est mise en route et arrêtée à la main, est également intercalé sur la ligne 212.
Toutes les fois que les contacts 200 et 201 porté par les lames de ressort 197 et 198 sont fermés, le courant passe dans le relais 208 qui ouvre le contact 211 lequel interrompt l'arrivée du courant à toute la machine, dont il arrête ainsi le fonctionnement.
Une source de courant 215 est reliée d'un côté au poinçon 78 par un fil 216,et de l'autre côté est reliée à-une filière 20, sur l'enclume 18, par les plombs 218 et 219 par l'intermédiaire d'un amplificateur 217.
Le débit de l'amplificateur 217 est relié au relais 204 par les lignes 220 et 221. Chaque fois que la pointe 106 du poinçon entre en contact avec le fond 107 de la filière 20,il s'établit dans l'amplificateur 217 un circuit qui envoie l'énergie au relais 204, et fait osciller le levier 202, écartant ainsi la lame 197, l'extrémité inférieure de la lame 198 et augmentant la distance entre les contacts 200 et 201 normalement séparés.
Quand la machine fonctionne normalement avec un poinçon intact, la pointe 106 du poincon entre en contact avec le fond de la filière juste avant que le bossage 196 du disque 195 rencontre la lame de ressort 197. Par suite, quand le bos-
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sage 196 rencontre la lame 197, la lame 198 avec le contact 201 qu'elle porte sont déjà suffisamment éloignés de la lame 197 et de son contact
200 pour que le bossage 196 ne puisse fléchir la lame 197 au point que le contact 200 puisse rencontrer le contact 201.
Le courant ne passera donc pas dans le belais 208, et la machine continuera à fonctionner, Mais si le poinçon casse en un point A, qui est habituellement le point faible, le bossage 196 vient rencontrer la lame 197 et ferme les contacts 200 et 201 avant que le poinçon touche le fond de la filière, du fait que la distance du poinçon à la filière est maintenant augmentée. Le courant par suite passe dans le relais 208 qui ouvre le contact 211 et arrête la machine.
Après remplacement du poinçon cassé, le contact 211 doit être manoeuvré à la main pour que la machine puisse recommencer à marcher.
De tout ce qui précède,il apparaîtra clairement, pour tous ceux qui sont spécialisés dans l'art, qu'il s'agit d'une machine relativement simple et d'un rendement très élevé pour la réalisation des buts de l'inven- tion.
Il est bien entendu que les exemples de réalisation de l'inven- tion décrite ici ne sont en aucune manières limitatifs et que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la construction de la machine sur l'invention, celle-ci s'étendant également à toute variante dans le même esprit.
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AUTOMATIC DIE DRILLING DEVICE.
The present invention relates to a device for the drilling of dies used in the manufacture, with the use of acid baths, of artificial textiles from suitable alkaline solutions and constitutes a modification and an improvement to the device for automatic drilling of dies described in the Belgian patent. 509.262 filed February 15, 1952 for: Automatic die drilling device.
The device as described in the present invention is designed particularly for drilling dies used in the manufacture of rayon, which the dies have a reduced number of holes, -for example from 25 to 300, - so that that the drilling of a die is carried out in a time ranging from 1/4 of a minute to 3 minutes. However, the device in question can be used just as well for the drilling of dies intended for the manufacture of fibranne, which can comprise, for example, from 8,000 to 12,000 holes, and the punching of which requires several hours.
In the embodiment of the invention described, the device consists of a base on which is mounted a plate capable of rotating in a horizontal plane. A vertical part is fixedly mounted on this base and has a horizontal extension cantilevered above the table top. A punch-holder slide, suitably mounted in this vertical part in order to be able to perform an up-and-down movement, is raised by motor-driven members and lowered by gravity. An anvil, on which the cap to be drilled is mounted, is rotatably mounted on the plate below the punch holder slide.
The die, which is generally pure platinum or alloyed with other metals, rests on a mattress of softer material, preferably aluminum, supported by the anvil.
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The punch intended to effect the piercing of the cap is removably mounted, exactly perpendicular to the surface of the cap to be pierced, at the lower end of the punch holder slide. Each time the slide is lowered, the fist sinks into the internal face of the die, pushing the metal outwardly which forms a boss which is imprinted on the mattress of more soft material on which the cap rests. An adjustable load, pressing on the sliding crew of the punch, determines the intensity of the pulse with which the punch attacks the cap.
The very fine holes of a die, the diameter of which varies for example from 0.05 mm. to 0.10 mm., are generally arranged on several concentric circles, either with uniform distribution of the holes, or according to the special drawings. When punching is complete, the die is removed from the anvil, and an exterior abrasive polish is performed removing the bosses and clearing the holes.
A mechanism mounted on the plate has the function of rotating the anvil by a determined angle after each descent of the slide and the punch in order to properly space the holes on each of the circles.
The plate also carries a mechanism whose role is to cause the plate to advance laterally after the punching of each circle of holes, in order to bring the anvil, relative to the punch, to the desired position for the punching of the following circle.
The caps to be perforated are arranged in a series of magazines carried by a carouselégalemetn mounted on the tray. When punching of a die is complete, the die is automatically withdrawn from the anvil, and a new cap is released from one of the magazines and fed to the anvil, to which it is then firmly secured. All the mechanisms for extracting a completed die from the anvil, releasing a new cap from the magazine, and securing this new cap to the anvil after it has been brought there, are supported by the platen and controlled. by the single motor so as to work in synchronism.
A device controlled by a photocell and intended to successively advance the magazines to release a new cap as the previous magazine is empty, is also mounted on the tray.
To start the device, the magazines are all filled with caps, a cap is placed on the anvil, and a main contact is closed. Closing this contact causes the machine to start, after which the operation is fully automatic until the moment the machine stops, for example following a breakage of the punch. A safety timer cuts the supply current at the time scheduled for the end of the drilling.
A perforated tape works integrally with a switch which is temporarily closed by the punch-holder slide each time the latter rises, so as to allow or interrupt the current in a series of relays which in turn actuate switches ensuring the successive running of machine operations. Closing the switch by the handgun slide when the latter normally reaches the top of its travel causes the motor to stop which controls the upward movement of the slide, thus leaving the slide stationary in its up position, and starts a second motor which turns the anvil and advances the ribbon. When the ribbon has advanced by a determined quantity, it causes the starting of the motor controlling the slide and the stopping of the motor controlling the anvil.
Thus the anvil, with the cap to be perforated, advances at a predetermined angle after perforation of each hole, which gives the desired spacing between the holes of each circle. When the punching of each circle of holes is finished, the ribbon causes the start of a third motor which rotates the plate laterally around its axis in order to bring the anvil, relative to the punch, in the position desired for the drilling of the following circle of holes,
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then the tape stops the motor. When the drilling of a die is completed in the desired manner following the perforations of the ribbon, the ribbon causes the start-up and then the stopping of a fourth and a fifth motor.
The fourth motor, by means of an appropriate mechanism, lifts the slide with the punch above their normal high position, while the fifth motor activates the mechanism which has the role of disengaging from the anvil. the perforated die, to release a cap from one of the magazines, to bring this cap on the anvil, and to secure it thereon. All these operations are then repeated for all the dies to be perforated.
Sometimes a punch accidentally breaks during work. Accordingly, a mechanism has been provided which automatically stops all parts of the machine as soon as a punch breaks, and prevents the machine from operating until the punch has been replaced.
The main object of the present invention is a new improved device for drilling dies of the type described above, and capable of successively carrying out the automatic drilling of dies according to a predetermined pattern, of automatically discharging the dies. 'anvil a die whose drilling is finished, then automatically insert a new cap to be perforated.
A second object of the present invention is a machine of the above type in which the succession of operations is determined by a perforated tape which advances intermittently.
A third object of the present invention is a machine of the above type in which the intermittent advance of the perforated tape takes place during the upward movement of a punch-holder slide driven by a vertical lifting movement. and-drop.
A fourth object of the present invention is an automatic die piercing device of the type described above with means capable of automatically stopping all the parts of the machine in the event that a fist breaks during work.
A fifth object of the present invention is a machine of the type described above, comprising a pivoting carousel on which are mounted a series of magazines from which the caps are released to be supplied to the machine, as well as mechanisms for advancing. automatically the successive magazines into the discharging position as each of the previous magazines has been released from its cap.
Other subjects of the present invention will emerge from the following description and from the accompanying drawings which also form part of the invention.
Fig. 1. Front elevation of an automatic device for drilling dies according to the invention. fig. 2. Horizontal section of a part of the device, along line 2-2 in fig. 1. fig. 3. Vertical section in the longitudinal direction, approximately along line 3-3 in fig. 2. fig. 4. Vertical section in transverse direction, approximately along line 4-4 in fig. 3.
Fig. 5. Front elevation of part of the device, on an enlarged scale, partly in section; showing the punch slide and punch raised above their normal up position to allow the extraction of a completed die from the anvil, and the placement of a new cap on the anvil.
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fig. 6. Detailed vertical section of part of the device taken along line 6-6 in FIG. 5. fig.7. Horizontal section along line 7-7 in fig.l. fig. 8. Partial vertical section of details along line 8-8 in fig. 7, showing a selector disk sending a cap down the chute to bring it to the anvil.
Fig. 9. Plan view (enlarged) of a perforated die with two concentric rows of holes.
Fig. 10. Vertical section (enlarged) of a detail showing how the punch is inserted into the cap, forming a boss on the outer face with each descent of the punch.
Fig. 11. Section (enlarged) of a detail taken on line 11-11 of fig. 9., showing how the die holes are cleared by ¯ exterior abrasive polishing removing the bosses.
Fig.12, 13. 14. Partial schematic views showing the position of the various parts of the machine during the various operations.
Fig. 15. Diagram (kinematics) of the automatic stopping mechanism of the machine in the event of accidental breakage of a fist during work.
Referring now to the detail of the drawings, I is a base on which is mounted fixed, vertically, at one of its ends, a U-shaped bracket; 2: at the other end, is mounted fixed, vertically, a foot 3. One end of a horizontal plate 4 is secured so as to pivot about an axis 5 on the upper end of the console 2, the other end of this plate 4 sliding on the upper part of the foot 3 using a soft friction plate 6 removably mounted on the underside of the plate 4 by means of screws 7.
The plate 4, beyond the foot 3, is pressed against an eccentric cam 8 by a tension spring 9, one end of which is fixed to a finger 10 carried by the plate 4, and the other end is fixed at the upper end of a rod 11 carried by the base 1. The cam 8 is designed so as to turn slowly a few degrees at a time by the effect of a motor 12 by means of an appropriate speed reducer 13, as will be described below.
A relatively large toothed wheel 16 mounted so as to be able to rotate on the plate 4 about an axis 17, carries an anvil 18 which is fixedly mounted on its upper face so as to rotate with it. The anvil 18 has a recess 19 at its upper part, for mounting a die 20 during drilling. The dies 20, which are for example made of platinum or alloys of platinum to another metal, press firmly on a disc 21 of softer metal, preferably aluminum, disposed at the bottom of the recess 19.
The wheel 16 is engaged with a similar wheel 24 attached to the upper part of a shaft 25 which is mounted so as to rotate in a bearing 26 formed in the plate 4. A bevel gear 27, keyed at the lower end of the wheel. the shaft 25, below the plate 4, meshes with a bevel pinion 28 fixed to one end of a small-shaft 29 which carries at its other end a helical pinion 30, and which rotates in a bracket 31 fixed to the underside of the plate 4. The helical gear 30 engages with a worm 33 carried by the shaft of the rotor 34 of a motor 35 which is bolted to the underside of the plate 4.
The wheel 16, and with it the anvil 18 are constructed so as to be able to rotate intermittently a few degrees at a time for the purpose which will be explained below.
A bevel gear 36, similar to gear 28, and which is attached to one end of a small transverse shaft 37 rotating in a bracket 36 secured to the underside of plate 4, also engages bevel gear 27 by which it is actuated. The other extremity
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of the shaft 37 is articulated by twin universal joints 36 and 39 to a rod of square section 40 sliding in a corresponding recess 41 in the hub of a spool 42 which rotates between two spaced support arms 45 mounted on a elongated frame 46 supported by the base 1. It can therefore be seen that, each time the anvil 18 receives an intermittent rotational movement from the motor 35, the same rotational movement is also imparted to the coil 42.
A perforated endless tape 47 passes over idler rollers 48, mounted at both ends of the frame 46. This tape 47 passes over the reel 42 on which it is firmly pressed by spring fingers 50 and
51 mounted on the frame 46 and arranged on each side of the reel 42. In the vicinity of each end of the reel 42, teeth 52 engage in the perforations 53 aligned longitudinally on each side of the tape 47, so advancing the ribbon each time the spool 42 turns. It can thus be seen that, each time the anvil 18 receives a rotational movement, the tape 47 advances simultaneously.
The tape 47 has four parallel series of perforations: 56, 57, 56, 59, arranged longitudinally according to the pattern of drilling the dies. Four spring fingers: 60, 61, 62,63, arranged above the tape 47 in the vertical extension of the respective series of perforations: 56,
57, 58 and 59, come out of a housing 66 to end approximately in the vertical plane comprising the axis of the coil 42.
The fingers. 60, 61, 62 and
63 respectively wear feelers directed downwards: 67,68, 69 and
70, which advance along the tape 47 and penetrate the successive perforations of the tape as they pass in front of the feelers, the feeler 67 carried by the finger 60 being arranged so as to engage in the successive perforations at the series 56, the feeler 68 carried by the finger 61 being arranged so as to engage in the successive perforations of the series 57, the feeler 69 carried by the finger 62 being arranged so as to engage in the successive perforations of the series 56, and the feeler 70 carried by the finger 63 being arranged so as to engage in the successive perforations of the series 59.
The fingers 60 to 63 as well as the feelers 67 to 70 carried by them work with the series of holes 56 to 59 of the tape 47 to control the succession of operations of the machine for the automatic drilling of the successive dies, as will be explained. below concerning the succession of operations performed by the machine.
A vertical frame 73 is fixed on the base 1, on which it stands behind the plate 4, its upper part overhanging the plate 4. A punch-holder slide 75 is mounted so as to be able to perform a movement of up-and-down above the anvil 18 in a suitable slide 76 provided by the cantilevered upper part 74 of the frame 73. The slide 75 carries, at its lower end, a punch holder 77 in which a punch 78 is removably secured by a screw 79. A box 80 containing weights 81, preferably lead shot, or iron, or discs, is mounted on the projecting upper part of the slider punch holder 75.
A rack 62, mounted on the rear face of the slide 75 in the vicinity of the upper part of the latter, engages a pinion 83 which is pinned to a transverse shaft 84 mounted for rotation in the upper part in a doorway. false 74 of the frame 73. A lever 87, the forked lower end of which carries a roller 88, works integrally with the shaft 84 by means of a freewheel device 89 mounted at one end of the shaft 84 ink a collar 85 and a spring washer 86 on this collar. The roller 88 is pressed against a cam 91, fixed to one end of a transverse shaft 92 which can turn in the frame 73.
On the other end of the shaft 92 is fixed a large spur gear 93 in mesh with a smaller pinion 94 mounted; on an axle 95. With the gear 94 is solid a pinion 96 in mesh with a small '', pinion 97 carried by the rotor 98 of a motor 99 suitably mounted on the frame 73.
The mo-
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The tor 99, when it is engaged, will rotate through the gear train just described, the shaft 92 and the cam 91, at a considerably reduced speed, thus causing the oscillation of the lever 87. The movement of lever 87, passing from its lower position on cam 91, as shown in FIG. 12, in its high position on the same cam, as shown in fig. 4 and 13, will rotate the shaft 84 and the pinion 83 (Fig. 4) counterclockwise, which, by means of the rack 82, will lift the punch holder slide 75 with the parts which 'it carries, from its working position, shown in FIGS. 4 and 13, in its normal high position, shown in FIG. 12.
The return of the lever 67 from its high position on the cam 91 to its low position on the same cam, will allow the slide to fall by gravity from the position shown in FIG. 4 and 13 in the position shown in FIG. 12, under the action of the loaded box 80. The freewheel device 89 is arranged in such a way, as shown in FIGS. 4 and 6, that if the rotation of the cam 91 is stopped in the position shown in FIGS. 4 and 13, the slide 75 will be prevented from descending from its normal high position, but will nevertheless remain free to be lifted, higher than its normal high position, in the position shown in FIG. 14, to allow the evacuation of a completed die from the anvil 18, and the insertion on this anvil of a new cap.
The slider 75 carries a pivoting arm 102 arranged so as to temporarily close a switch 103 mounted on the frame 74, when the slider reaches its normal high position as shown in FIGS. 1, 3, 4 and 13. During the descent of the slide 75, the arm 102 cannot act on the switch 103.
The punch 78 has a thick upper portion 104 which fits into the punch holder 77, and which carries the elongated cylindrical punch 105, rounded at the lower end 106. The punch 105 is of a suitable material harder than the punch. die metal, for example very hard steel.
On each descent of the punch holder slide 75, the punch 105 sinks into the internal surface of the bottom 107 of the die, forming a boss 10 on the external surface which is imprinted in the soft metal mat 21 of the anvil. 18, on which the die rests, as shown in FIG. 10. When the drilling of a die is completed, the die is automatically discharged from the anvil 18, the bosses 108 are removed by abrasive polishing, releasing the sharp-edged holes 109, which pass through the bottom of the die throughout. thickness, as shown in fig. II.
Various types of mechanisms, either pneumatic or mechanical, can be used to extract a completed die from the anvil. This mechanism, as shown here, comprises an arm 112 fixed to the upper end of a shaft 113 driven by an up-and-down movement, mounted for rotation in an axial bore 114 of the shaft. 25 of gear 24.
The outer end of the arm 112 terminates in a jaw 115, to which is hinged an opposing jaw 116 pivoting about the axis 117. A spring 118 keeps the jaw 116 closed but not clamped, as shown by the solid lines of. Fig. 4 The lower end of the shaft 113 is pivotably articulated, as seen at 119, at the upper end of a rod 120 slidably mounted but not pivoted, in a guide 121. The lower end of the rod 120 carries a needle 122 which travels in a cam track 123 at the periphery of a cam plate 124, rotatably mounted at the lower end of a vertical shaft 125 supported by a console 126 attached to the inside of the tray 4.
A bevel gear 127 is rotatably mounted on the shaft 125 in the vicinity of the upper end thereof, and a spur gear 12S is mounted on the shaft 125 between the bevel gear 127 and the cam plate 124. sprockets 127 and 128, as well as the cam plate 124, are fixedly connected together so that they can all rotate together. The spur gear 128 meshes with a pinion 131 of the same thread, keyed so as to slide on the shaft 113. a coil spring 132 disposed around the shaft 113 between the
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pinion 131 and joint 119, unconstrainedly impart a downward direction of shaft 113, and prevent gear 131 from moving vertically.
The bevel gear 127 engages the bevel gear 133 mounted at one end of the horizontal shaft 134, which is rotatably mounted in support brackets 135 attached to the underside of the chainring 4. A bevel gear 136 similar to the gear 133, is mounted at the opposite end of shaft 134. Shaft 134 is arranged to receive rotational movement from a motor 137 through a suitable speed reducer 138, of the bevel pinion 139 carried by this reducer, and of the bevel pinion 140, fixed on the shaft 134 and in mesh with the pinion 139.
Motor 137 is mounted in a U-shaped cradle 141, suspended from the lower part of chainring 4. Since pinions 128 and 131 have the same thread, one revolution of bevel pinion 127, and with it pinion 128 and plate - Teau-cam 124, will simultaneously impart a revolution to the shaft 113 and to the arm 112 carried by this shaft.
So that a completed die can be extracted from the anvil
18, the slider 75 with the punch 78 which it carries must be raised above their normal high position, shown in FIGS.
3 and 13, and brought to the position shown in FIGS. 5 and 14, so that the die is at a certain distance from the punch when it is extracted. To this end, a lever 144 has been fixed at the end of the shaft 84 opposite the clutch 89, and a cam 145 is provided, the rotation of which is controlled by means of a reduction gear. speed 146, by a motor 147 mounted on the frame 73.
When the slide 75 and the punch 78 have been adjusted from their working position shown in FIG. 12 to their normal high position, shown in FIG. 13, by means of the cam 91, as explained above, the cam 145 grasps and lifts the free end of the lever 144, and prolongs the rotation of the shaft 84 and of the gear 83, thus lifting the slide 75 with the punch to bring them from the position shown in FIGS. 3 and 13 in the position shown in FIGS.
5 and 14. The spring washer 86 has been introduced to cause the lever 87 to rotate with the shaft 84, and the lever 87 to separate from the cam 91 while the shaft 84 thus continues to rotate and consequently the up-and-down movement of the slider 75 between the position of FIG. 13 and the position of FIG. 14 is entirely controlled by the cam 145.
When the last hole of a die has been drilled, the motor 99 and the cam 91 will raise the slide 75 to the position of FIG. 12 and will stop, after which the motor 147 and the cam 145 will again raise the slide 75 to the position of fig. 14, then stop, locking the slide in this position. Motor 137 will then impart a counterclockwise revolution to cam plate 124; and a clockwise revolution of the shaft 113 and the arm 112, then stop, with the return of the cam plate 124 and the arm 112 to their normal rest position. During the rotation of the arm 112, the jaws 115 and 116 grip the die 20 on the anvil 18 by clamping it below the annular rim 150 of the die.
As the jaws 115 and 116 grip the die 20, the needle 122 on the rod goes up the strongly oblique path 151 of the groove 123 of the cam plate, which will have the effect of raising the shaft 113 and the arm 112. , and extract the die from the anvil, it being understood that the jaws 115 and 116 have a sufficient length so that the die can be lifted from the anvil before the semicircular end 152 of the jaws closes on the sector.
The arm 112 continuing its movement carries the die extracted from the anvil to bring it to the position shown in FIG. 2 by lines of lines and dots, where a lug 153 directed downwards, carried by the pivoting jaw 116, meets a fixed stop 154 which opens the jaws and drops the die which they clamped in a collecting hopper 155 .
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The caps which must be fed automatically to the anvil 18 to be then extracted in the form of drilled dies are housed in three magazines: 160, 161 and 162, carried by a carousel 163 mounted at the upper end of a shaft 164 centered in a hollow shaft 165 which is rotatably mounted in a vertical support 166 fixed to one end of the plate 4 by feet 167.
A selector disc 168 is mounted at the upper end of the hollow shaft 165 so as to rotate with it, and a bevel gear 169 is mounted at the lower end of the hollow shaft 165 under the plate 4, in engagement with it. the bevel pinion 136 carried by the shaft 134. The selector disc 168 is disposed directly below the carousel 163, its upper face slightly in contact with the openings at the bottom of the magazines 160 to 162, and rests on a platform. circular band 170 fixed to the upper part of the support 166 and forming a projection on the outside.
The selector disc 168 has a circular orifice 171, with which the openings in the lower part of the magazines must come to coincide, and the flower bed 170 comprises an orifice 172 with which the orifice 171 of the selector disc 168 must coincide once per selector disc revolution. The upper end of a descending corridor 173 is fixed to the flower bed 170 below the orifice 172. The lower end of the corridor 173 is arranged in the vicinity of the anvil 18 to unload the dies descending through this corridor on the anvil 18. In the rest position of the selector disc 168, the orifice 171 of this disc must coincide with the lower part of the magazine 160.
When the orifice 171 comes to coincide with the magazine 160, the die which occupies the lowest position in the magazine falls into the orifice 171 and comes to rest on the flower bed 170. Then, when the selector disc rotates in the opposite direction clockwise, he brings out the die through the opening 171 from under the store 160, and carries it through the flower bed to the opening 172, from where it falls into the corridor 173 as shown in fig. 8. The selector disc 168 also receives rotational movement from the motor 137 and shaft 134 which rotates the cam plate 124 and arm 112.
The gears 136 and 169 which operate the rotation of the hollow shaft 165 and of the selector disc 168 by the shaft 134 are to each other in the same relationship as the gears 133 and 127 which operate the rotation of the circular cam 124 and of the arm. 112 by the shaft 134. The selector disc 168, the circular cam 124 and the arm 112 are therefore synchronous. The position at rest of the orifice 171 of the selector disc 168 is such, with respect to the orifice 172 of the platform 170, that a cap cannot be fed to the lane 173 by the selector disc 168 before the completed die has been extracted from the anvil 18 by the arm 112 and by the jaws 115 and 116.
When the caps are discharged from the lane 173 onto the anvil 18, they rest without pressing on the edge of the recess 19 of the anvil 18, and in order to be able to punch them they must first be pressed. in the recess 19 and supported on the mattress 21. For this purpose, there is mounted on the shaft 113, above the arm 112 which carries the jaw, a presser arm 176. This presser arm 176 is arranged in such a way , relative to the arm 112, that it will be brought above the anvil 18, as soon as a cap has been placed thereon, and as soon as the vertical part 177 of the groove 123 is reached by the needle 122 carried by the sliding rod 120.
At this time, the spring 132 will rapidly lower the shaft 113 and the presser arm 176, pressing the cap on the mattress 21 of the anvil.
For the tightening of the cap, one can also use an electromagnet system housed in the axis of the anvil and under the frame. To remedy the overheating, it is possible to cool by circulating water or by ventilation.
When the blank caps of a magazine tube are exhausted, the carousel automatically rotates to bring the next magazine to the position desired to unload the dies through port 171 of selector disc 168. For this purpose, a pinion 180, mounted at the lower end of the shaft 164, meshes with a pinion 181 actuated by a motor 182 by the in-
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via a speed reducer 183. The flow of current in the motor 182 is controlled by a photocell relay 184, associated with a light source 185 mounted on a bracket 186 fixed to the flower bed 170.
The selector disc 168 carries a small bore 187 whose axis intersects perpendicularly that of the orifice 171 and which is coaxial with the photocell 184 and the light source when the selector disc is in its normal rest position (Fig. 7). . When the selector disc 168, after feeding the last die of a magazine at the chute 173, has returned to its normal rest position, the light from the light source 185, passing through the small bore 187, is projected onto the photocell 184. The photocell 184 then transmits the current to the motor 182, which triggers the rotation of the carousel 'until the next magazine is brought in front of the orifice 171.
As soon as the running magazine arrives at port 171, the cap at the bottom of the magazine drops into port 171 and stops the passage of light through bore 187 to photocell 184.
The photoelectric cell then interrupts the flow of current to the motor 182, which stops the rotation of the carousel 163 with a magazine loaded in the desired position for the extraction of its caps. The feed path can also be horizontal and the blank cap can be pushed towards the anvil using a pusher controlled by a servo-motor and a crank rod, as in the movement of the slide of a vice-filer with internal connecting rod. The starting of the pusher servomotor is obtained by the movement of the slide when the latter is in the upper position, combined with a special line of perforations in the film. The mechanism can be combined with the extraction.
We will now describe the sequence of operations performed by the machine with reference to the drawings, and assuming that the machine, after use, has been stopped when a cap was on the anvil 18, the plate 4 and the anvil 18 being in place for drilling the internal circle of holes 190 (fig. 9) and the slide 75 with the punch 78 in their normal high position as shown in pin 13. The machine is started by closing the contact general. The slide 75 and the punch 78 descend under the action of the loaded hopper 80, and pierce the first hole of the circle 190 (Fig. 12), then the motor 99 returns the slide and the punch to their normal high position.
As the slide reaches its normal up position, finger 102 temporarily closes switch 103 which, through appropriate relays and switches, stops motor 99 and starts motor 35. Motor 35 operates. then the rotation of the anvil 18 and of the cap which rests therein so as to bring them to the position desired for the drilling of the next hole of the circle 190, at the same time advancing the ribbon 47 until the feeler 68 carried by the finger 61 comes to engage in the following perforation of the groove 57 coming to -its meeting, which, by means of appropriate relays and switches, causes the stopping of the engine 35 and the starting of the engine 99. The slider and the punch then descend to drill the next hole in circle 190.
This operation is then repeated automatically, under the control of the switch 103 and of the ribbon 47, until the last hole of the circle 190 has been drilled.
As a result of the advance of the tape 47 while the slide remains in its normal upper position after drilling the last hole of the circle 190, the feeler 67 carried by the finger 60 engages a perforation of the series of holes 56, which, by means of appropriate relays and switches, causes the motor 12 to start until the cam 8 has rotated the plate 4 around its pivot 5 at an angle sufficient to bring the anvil 18 in the desired position for drilling the second circle of holes 191 (Fig. 9).
The operation described for drilling the first circle of holes 190 is now repeated until all the holes in the circle 191 have been drilled, after which the feeler 70 carried by the finger 62, engaging
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in a perforation of the series of holes 58 on the tape 47 causes, via appropriate relays and switches, the start of the motor 147, which first lifts the slide and the fist beyond their position normal high and maintains them in this position as shown in fig. 14, while the pierced die is evacuated from the anvil and a cap is brought to the anvil and in place, then returns the slide and the punch to their normal high position shown in FIG.
13. At the same time, the feeler 70 carried by the finger 63, by engaging in a perforation of the series of holes 59, causes, via appropriate relays and switches, the starting of the motor 137, for the evacuation of a completed die from the anvil 18 and the installation of a new cap. This series of operations is repeated successively for each of the dies to be drilled.
In the course of work, the very fine part 105 of the punch gets tired and ends up breaking, making it necessary to stop the machine immediately in order to avoid the deterioration of a die and to replace the broken punch. Consequently, a mechanism has been provided, operating in the event of a punch breaking., Which automatically stops the whole machine whenever a punch breaks; this mechanism will now be described with the aid of FIGS. 2, 3, 4 and 15.
A disc 195, comprising a boss 196, is mounted in the vicinity of the free wheel 89, on the end of the shaft 84, so as to rotate with it. Two leaf springs 197 and 198 spaced apart from each other are mounted on an insulating block 199 which is located on the frame 73. The free ends of the leaves 197 and 198 partially covering the disc 195 with the arm 197 are are in the path of the boss 196 which strikes them, and carry contacts 200 and 2Dl which are normally separated. A pivoting lever 202 is mounted between these ends on a console 203, mounted on the frame 73.
One of the ends of the lever 202 is located between the rods 197 and 198, while the other end operates in connection with a relay 204, also carried by the console 203, so as to be attracted by the relay 204 when the current passes. . The function of the lever 204 is to disengage the lower end of the spring rod 198 from the rod 197, thus further spreading the contacts 200 and 201 apart.
Referring now to fig. 15, the rod 198 is connected by a wire 205 to one side 206 of the line, and the rod 197 is connected by a wire 207 to one end of the coil of a relay 208 whose other end is connected by a wire 209 to the other side 210 of the circuit. Relay 208 works in association with a normally closed contact 211 in line 212 through which current is supplied to the various motors of the machine. The main contact 214 with which the machine is started and stopped by hand, is also interposed on the line 212.
Whenever the contacts 200 and 201 carried by the spring leaves 197 and 198 are closed, the current passes through the relay 208 which opens the contact 211 which interrupts the flow of current to the entire machine, which it thus stops the operation.
A current source 215 is connected on one side to the punch 78 by a wire 216, and on the other side is connected to a die 20, on the anvil 18, by the leads 218 and 219 through the intermediary of 'an amplifier 217.
The output of the amplifier 217 is connected to the relay 204 by the lines 220 and 221. Each time the tip 106 of the punch comes into contact with the bottom 107 of the die 20, a circuit is established in the amplifier 217. which sends power to relay 204, and oscillates lever 202, thereby pushing aside blade 197, the lower end of blade 198 and increasing the distance between normally separate contacts 200 and 201.
When the machine is operating normally with an intact punch, the punch tip 106 contacts the bottom of the die just before the boss 196 of the disc 195 meets the leaf spring 197. As a result, when the bos-
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sage 196 meets the blade 197, the blade 198 with the contact 201 that it carries are already sufficiently far from the blade 197 and its contact
200 so that the boss 196 cannot bend the blade 197 to the point that the contact 200 can meet the contact 201.
The current will therefore not pass in the belais 208, and the machine will continue to operate, But if the punch breaks at a point A, which is usually the weak point, the boss 196 comes to meet the blade 197 and closes the contacts 200 and 201 before the punch hits the bottom of the die, since the distance from the punch to the die is now increased. Current therefore passes through relay 208 which opens contact 211 and stops the machine.
After replacing the broken punch, the contact 211 must be operated by hand so that the machine can start to run again.
From all of the foregoing, it will become clear to all those skilled in the art that this is a relatively simple machine and of very high efficiency for the achievement of the objects of the invention. tion.
It is understood that the exemplary embodiments of the invention described here are in no way limiting and that numerous modifications can be made to the construction of the machine according to the invention, the latter also extending to any variation in the same spirit.