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La présente invention concerne les machines servant à couper des tronçons successifs dans une barre se déplaçant d'un mouvement continu, et plus particulièrement une scie volante ou scie circulaire (désignée ci- après par l'expression !!outil coupant!!) destinée à tronçonner rapidement des tubes, des canalisations, des tiges ou éléments analogues, suivant des lon- gueurs précises, au fur et à mesure que ces éléments sortent d'un laminoir.
La machine'décrite ici est étudiée spécialement pour scier en plusieurs tron- çons des conduites soudées, mais il est bien entendu que l'invention peut recevoir d'autres applications.
Dans la fabrication des conduites d'acier par un procédé bien connu, on chauffe dans un four une bande d'ébauche jusqu'à la température de soudure, puis on la fait passer à grande vitesse à travers des cylindres de formage et de soudure dans lesquels la bande prend la forme tubulaire et ses bords de butée sont soudés ensemble pour former la conduite. La bande d'ébauche est fournie en grosses bobines et l'extrémité avant de chaque bobine est soudée à l'extrémité arrière de la bobine précédente avant que la bande ne pénètre dans le four; ainsi, il est possible d'effectuer l'opération de soudure sans interruption pendant des périodes relativement longues. Les laminoirs de ce genre fonctionnent à grande vitesse.
Il est par conséquent nécessaire de réaliser une sorte de mécanisme "volant" de tronçonnage capable de couper la conduite en tronçons pendant qu'elle sort du laminoir à une vitesse pouvant atteindre par exemple 300 mètres à la minute.
Une scie volante de ce genre, capable de satisfaire aux exigences des laminoirs de ce type est constituée par une scie circulaire ou tout autre outil coupant qui se déplace sur une trajectoire circulaire au moyen d'un mécanisme à manivelle. Un moyen est prévu pour guider la pièce à tronçonner sur un trajet disposé dans un plan parallèle au plan de l'orbite circulaire de rotation de l'outil coupant, qui agit suivant une direction perpendiculaire à la trajectoire de la pièce. L'outil coupant est entrainé en rotation par un mécanisme d'entraînement, qui est synchronisé, soit mécaniquement, soit électriquement, avec le mécanisme d'entraînement du laminoir, de manière que le mouvement de rotation de l'outil soit synchrone avec la vitesse linéaire de la pièce.
La pièce est guidée suivant un trajet qui est normalement adjacent à la trajectoire de l'outil coupant, mais qui ne la coupe pas ; moyen est prévu cependant pour déplacer pério- diquement la pièce en dehors de son trajet normal jusque sur le trajet de l'outil coupant de manière à réaliser le tronçonnement.
La machine de ce type fonctionne parfaitement et elle est avantageuse en ce sens que le déplacement de la pièce jusque sur le trajet de la scie permet d'effectuer le tronçonnement avec précision, parce que la coupe n'est réalisée que pendant un petit déplacement de la scie sur son orbite ; machine est également avantageuse du fait que la déviation périodique de la conduite ou du tube jusque sur le trajet de la scie permet de tronçonner la conduite avec précision dans une gamme étendue de longueurs commerciales, sans exiger des bras de manivelle d'une longueur excessive, parce que la machine peut être réglée par exemple pour effectuer une seule coupe pendant 2, 3 ou 4 tours de la scie.
Cependant, la déviation de la pièce jusque sur le trajet de la scie implique nécessairement la flexion de la pièce sous l'action de la came de support au moment où s'effectue la coupeo Avec des conduits ou des tubes d'un diamètre relativement petit, dont la valeur peut .être comprise par exemple entre 50 mm et 75 mm, la flexion de la conduite ne présente aucune difficulté, mais la masse et la rigidité des conduites plus grosses rendent plus difficile le déplacement de la conduite jusqu'au trajet de la scie; la difficulté est encore accrue du fait que, plus le diamètre de la conduite est grand, plus doit être grande l'amplitude du déplacement nécessaire pour permettre à la scie de traverser la pièce à tronçonner.
Conformément à la présente invention, on adapte les scies volantes de ce type général, au tronçonnement des pièces d'un diamètre re-
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lativement grand, c'est-à-dire allant de 50 mm ou 75 mm jusqu'à 150 mm, en superposant au mouvement de la scie proprement dite sur son orbite normale un mouvement supplémentaire de l'ensemble de la scie supporté par un dispositif à manivelle, ensemble qui se rapproche ou s'éloigne alternativement de la trajectoire de la pièce; on déplace ainsi l'orbite de la scie vers le trajet de la pièce au moment où on désire effectuer une coupe.
Dans un mode de réalisation préférée de l'invention, on obtient ce résultat en com- muniquant un mouvement vertical alternatif à la superstructure sur laquelle est monté l'ensemble de la scie, de manière que celui-ci arrive à son point le plus bas, vers le trajet de la pièce, au moment où on désire effectuer une coupe. Dans le mode de réalisation préféré décrit ici, ce mouvement de l'ensemble de la scie se produit au moment où la conduite ou toute autre pièce à tronçonner est déviée vers le haut dans la direction du trajet de la scie.
Grâce à cette combinaison consistant à faire dévier la conduite en dehors de son trajet normal et à déplacer d'un seul bloc l'ensemble de la scie de manière que l'orbite normale de la scie se déplace vers le trajet de la conduite, on peut faire passer complètement la scie à travers la conduite sans être obligé de faire subir à celle-ci une déviation excessive et sans faire exécuter à l'ensemble de la scie un mouvement vertical alternatif d'une amplitude exagérée. L'invention envisage cependant qu'un peut dans certaines applications éliminer le mouvement de déviation de la pièce et compter uniquement sur le mouvement de l'ensemble de la scie pour réaliser l'intersection nécessaire des trajets de la scie et de la pièce, ainsi que le tronçonnement résultant de la pièce par la scie.
Dans un mode de réalisation préféré de la scie volante conforme à l'invention, le mouvement alternatif de l'ensemble de la scie est réalisé par des manivelles, des excentriques ou leurs équivalents cinématiques, qui sont intercalés entre l'ensemble de la scie et la structure de support. Un dispositif est également prévu pour équilibrer, au moins partiellement, les forces d'inertie dues au mouvement alternatif de l'ensemble de la scie et apparaissant près du point inférieur extrême de sa trajectoire.
Sur le dessin annexé, qui représente un mode de réalisation préféré de l'invention
La figure 1 est une vue schématique en plan de l'ensemble de la machine; on a négligé, dans un but de clarté, de représenter certaines petites pièces constitutives;
La figure 2 est une vue en plan de l'ensemble de la machine, à l'exclusion du moteur principal d'entraînement, du réducteur de vitesse à engrenages et de la boite de vitesses, cette vue en plan ayant une échelle plus grande que celle de la figure 1 et représentant plus de détails ;
La figure 3 est une élévation de face de la machine, sensiblement à la même échelle que la figure 1, et représente, entre autres choses, la came de déviation, les manivelles de support de la scie, et sur les côtés de la machine les deux mécanismes latéraux à manivelle qui communiquent à l'ensemble de la scie son mouvement alternatif; la figure 4 est une élévation de profil de la machine, la ligne 3-3 indiquant la partie de la machine vue sur la figure 3;
La figure 5 est une élévation arrière de la partie avant de la machine, vue suivant les lignes 5-5 des figures 1 et 4;
La figure 6 est une élévation arrière analogue à la figure 5, mais vue suivant la ligne 6-6 de la figure 4, certaines parties étant coupées;
La figure 7 est une élévation partielle de profil vue suivant la ligne 7-7 de la figure 6;
La figure 8 est une coupe verticale à grande échelle, avec certaines parties en élévation, de l'un des mécanismes latéraux à manivelle
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représentée sur les figures 3, 5 et 6, la coupe étant faite suivant la ligne
8-8 de la figure 5 ;
La figure 9 est une coupe horizontale et à grande échelle faite suivant la ligne 9-9 de la figure 3;
La figure 10 est une coupe verticale de l'une des manivel- les suivant la ligne 10-10 de la figure 9 ;
La figure 11 est une élévation de la partie arrière de la machine, vue suivant la ligne 11-11 de la figure 1;
La figure 12 est une coupe horizontale d'une partie de la portion arrière de la machine, cette coupe étant faite suivant la ligne 12-12 de la figure 11;
La figure 13 est une coupe verticale, suivant la ligne 13-13 de la figure 12, d'une partie de la portion arrière de la machine;
La figure 14 est une élévation partielle de certaines parties de la portion arrière de la machine vues suivant la ligne 14-14 de la figure 12 ;
La figure 15 est une élévation de profil à grande échelle de l'une des barres de soulèvement représentées sur les figures 3, 5 et 6;
La figure 16 est une vue partielle en plan d'une partie de la portion arrière de la machine vue suivant la ligne 16-16 de la figure 11;
La figure 17 est une vue partielle en plan du différentiel vu suivant la figure 17-17 de la figure 11
Si on considère d'abord les figures 1 à 4, on voit que la machine comporte un socle ou structure primaire de support 1 se présentant sous la forme d'un bâti creux constitué par des pièces et des plaques en acier. Le socle a une forme générale rectangulaire et comporte un prolongement également rectangulaire la disposé sur un côté, comme on le voit sur la figure 1 Les différents organes en acier constituant le socle sont fixés directement sur le plancher, et les autres éléments constitutifs de la machine sont montés sur le socle.
La structure primaire de support 1 porte une structure secondaire de support plus petite 2, constituée d'une manière analogue par des organes et des plaques de structure en acier; cette structure secondaire 2 s'étend approximativement sur toute la partie avant de la machine, et vers l'arrière à peu près jusqu'au milieu de l'ensemble de la machine. Elle est montée sur la structure primaire 1, de manière à pouvoir être réglée verticalement, au moyen de vérins 3 disposés sous les quatre coins de la structure secondaire. Les vérins 3 sont du type à vis; ils sont disposés, construits et utilisés comme les vérins à vis mentionnés dans la demande de brevet américain n 671.534' Ils sont représentés sur le dessin annexé comme étant recouverts par des manchons télescopiques.
Une superstructure mobile 4, constituée par une section inférieure 4a et une section supérieure 4]1 (figure 3) est disposée directement au-dessus de la structure de support 2. Cette superstructure 4 se déplace verticalement comme on l'expliquera plus loin, sous l'action de deux mécanismes à manivelle latéraux 5 disposés de part et d'autre de la superstructure.
Ces manivelles sont montées sur la structure secondaire de support 20
Pour déplacer l'ensemble de la scie sur l'orbite désirée, deux manivelles 6 de support de scie sont montées à 1'extrémité avant de la superstructure 4 (figures 3, 4, 9 et 10) Un chariot 7 supporté par les manivelles porte le moteur 8 de la scie et la scie circulaire 9 ; la rotation des manivelles entraine l'ensemble de la scie, constitué par le moteur du chariot et la scie proprement dite, sur une trajectoire circulaire. Par suite de ce mouvement, les manivelles 6 de support de scie amènent périodi-
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quement la scie 9 en juxtaposition avec la pièce 10, comme on le voit sur la figure 4 La pièce 10 est supportée par une came 12 munie à sa périphérie ci/une encoche 11 (figure 3).
La came 12 peut avoir, si on le désire, plus ou moins la for- me d'une poire ; ellepeut aussi avoir une for-e générale circulaire comme sur la figure 3 Cette came 12 est entraînée en synchronisme avec le mouvement de la scie 9 sur son orbite, de manière que la lame de la scie soit reçue dans l'encoche 11 au moment du tronçonnement de la pièce ; l'entraînement final de la came s'effectue par un arbre 13, dont l'extrémité extérieure est munie d'un chapeau de retenue 13a L'arbre 13, qui traverse la boite d'engrenages 14 (figures 3, 4 et 5), s'étend depuis la partie avant jusqu'à la partie arrière de la machine, où il est entraîné comme on l'expliquera un peu plus loin.
Comme on le voit sur la figure 4, cet arbre est télescopique et comporte deux joints universels, un dans la partie avant et l'autre dans la partie arrière de la machine.
Un excentrique 15 prévu dans la boîte d'engrenages 14 (figures 3 et 6) sert à déplacer l'arbre à came 13 de la manière décrite dans la demande de brevet citée plus haut, de façon à soulever la came et la pièce 10 quand on désire effectuer une coupe et à abaisser la came et la pièce en dehors du trajet de la scie pendant les intervalles de temps entre les coupes. L'excentrique 15 est entraîné par une roue dentée 15a en prise avec une roue dentée analogue 16a, montée sur un support 16 claveté sur l'arbre 17 d'entraînement de l'excentrique et entraîné lui-même par cet arbre (figure 6).
Comme l'arbre à came 13, l'arbre d'excentrique 17 est télescopique ; il s'étend vers l'arrière, à partir de la boîte d'engrenage 14 se trouvant dans la partie avant de la machine, jusqu'à la partie arrière de celle-cio Comme on l'expliquera plus loin, cet arbre 17 est entraîné par la même source de puissance que l'arbre à came 13
Pour abaisser et soulever la superstructure 4 et déplacer ainsi l'orbite de la scie de manière à la rapprocher ou l'éloigner du trajet de la pièce, les dispositifs 5 à manivelle sont entraînés par deux arbres télescopiques inlcinés 18 comprenant chacun deux joints universels.
Ces arbres s'étendent vers l'arrière à partir de la portion avant de la machine, et traversent, comme on le voit sur la figure 4, la zone d'accès libre entre la partie avant et la partie arrière de la machine, bien au-dessus du niveau de l'arbre à came 13 et de l'arbre d'excentrique 17 Ce dernier se trouvant du côté opposé à celui de l'arbre à came 13 n'apparaît pas sur la figure 4. A un niveau encore plus élevé se trouvent deux autres arbres télescopiques inclinés 19 et 20 comportant chacun deux joints universels; le premier sert à entraîner les manivelles 6 de support de scie, tandis que le second entraîne le dispositif de réglage de manivelle faisant partie des manivelles 6. Comme l'arbre à came 13 et l'arbre d'excentrique 17, les arbres 18, 19 et 20 sont entraînés à l'arrière de la machine.
La partie arrière de la machine, telle qu'on la voit sur les figures 1, 2, 4 et 11, est constituée par une section de base 25, une boîte d'engrenages inférieure 26 et une boîte d'engrenages supérieure 27 Ces trois parties apparaissent sur les figures 2, 4 et 11 La section de base 25 est supportée par le socle 1 et supporte elle-même la boîte inférieure 26, qui supporte à son tour la boîte supérieure 27.
L'arbre principal d'entraînement 28 pénètre dans la boîte inférieure 26, comme on le voit sur les figures 2 et 12, et lui fournit la puissance nécessaire, comme on le voit sur la figure 1, par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement positif et variable à l'infini 29, d'un réducteur de vitesse 30 et d'un moteur principal d'entraînement 31, tous ces organes étant montés sur une plate-forme 1b disposée au-dessus du prolongement latéral la de la structure primaire de support 1 Comme on le sait déjà, le moteur principal d'entraînement est synchronisé électriquement avec l'entraînement du laminoir coopérant avec la scie, de manière que la vitesse du moteur varie en raison directe de la vitesse du laminoir.
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Un deuxième moteur 32 (figures 2 et 4), désigné également sous le nom de "moteur de réglage", est monté sur la structure primaire de support 1 et entraîne, par l'intermédiaire de la boite d'engrenages 33 et des arbres 35, deux mécanismes 34 à vis sans fin et à roue dentée hélicoî- dale se trouvant à la base des deux vérins 3 disposés à l'arrière de la structure secondaire de support 2.
A partir des mécanismes arrière 34 à vis sans fin età roue hélicoïdale,deux arbres latéraux 36 disposés de cha- que côté de la machine s'étendent vers l'avant jusqu'à deux autres mécanis- mes 34 analogues aux premiers et se trouvant à la base des deux vérins 3 disposés à l'avant de la structure secondaire de support 2
Pour maintenir un alignement correct entre la structure pri- maire 1 et la structure secondaire 2, celle-ci est munie d'équerres 38 fai- sant face vers le bas et de tiges de guidage 38a constituées par des mon- tants. Comme on le voit sur les figures 4, 6 et 7, les extrémités inférieu- res de ces tiges coopèrent avec des galets 39 portés par des axes 39a mon- tés dans des caissons 40.
Les galets 39 sont de préférence rainés de maniè- re à se conformer à la forme cylindrique des tiges de guidage 38a Les galets 39 et les réceptacles 40 forment avec les tiges de guidage 38a ce que l'on peut appeler "des ensembles de guidage" destinés à la structure secondaire 2.
Si on se réfère maintenant aux figures 9 et 10, qui montrent comment les manivelles 6 de support de scie sont montées et entraînées, on voit que l'arbre 19 entraînant les manivelles 6 se termine dans un palier 45 disposé dans un support rigide 46 (figure 9), qui constitue une partie de la section inférieure 4a de la superstructure 4 Immédiatement à l'arrière du palier 45 et du support 46, l'arbre 19 porte un pignon 47 engrenant avec de larges roues dentées 48, qui sont montées rigidement sur deux arbres creux 49; ceux-ci sont supportés eux-mêmes par des paliers disposés dans des blocs 49a montés dans les parois avant et arrière s'étendant transversalement de la superstructure 4.
Immédiatement derrière les roues dentées 48, deux excentriques 50, faisant partie dun système d'équilibrage pneumatique sont fixés rigidement sur les arbres creux 49. Ce système d'équilibrage est intéressant pour compenser le déséquilibre que ne peuvent corriger les deux contrepoids 51, qui sont fixés rigidement par des bras 5la aux arbres creux 49. Les roues dentées 48, les excentriques 50 et les contrepoids 51, sont tous disposés à l'intérieur de la superstructure 4 et occupent la plus grande partie de l'expace compris entre les parois avant et arrière de cette superstructure.
En avant de la paroi avant de la superstructure 4, les deux manivelles 6 de support de scie sont montées sur les extrémités des arbres creux 49 qui font saillie vers l'extérieur. Comme on le voit sur la figure 10, chaque manivelle comprend un bras creux et allongé 52 d'une forme générale cylindrique; sur ce bras 52 est monté coulissant un baladeur 53 d'axe de manivelle. Chaque baladeur 53 comporte un corps cylindrique 54 garni d'un manchon intérieur et enserrant le bras cylindrique de manivelle 52; un organe de support 55 dirigé vers l'avant fait partie intégrante du corps 54. Cet organe 55 comporte deux alésages se recoupant, dont l'un est plus long que l'autre, le plus long s'étendant parallèlement au bras 52 tandis que le plus court s'étend transversalement à ce bras.
L'alésage transversal, qui est prévu pour recevoir l'axe de manivelle proprement dit, est centré dans un prolongement 55a en forme de manchon, qui fait saillie à partir de l'organe 55 et qui fait corps avec celui-si.
Sur un épaulement prévu dans le plus long des deux alésages, qui est représenté sur la figure 10 comme étant vertical, est supporté un écrou taraudé 56 ayant les proportions d'un manchon. Cet écrou 56 est maintenu contre toute rotation et fixé en position par une vis 57, qui traverse la partie 55 du baladeur 53 et pénètre dans le corps de l'écrou 56, près de l'extrémité supérieure de celui-ci (figure 10) . Au-dessus de la vis de fixa-4
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tion 57, la partie 55 est taraudée de manière à recevoir une vis de retenue 58, dont le diamètre intérieur est sensiblement plus grand que le diamètre intérieur de l'écrou 56.
Il reste ainsi dans la vis 58 l'espace nécessaire au passage de l'arbre fileté 59, qui coopère avec l'écrou 56 pour déplacer le baladeur 53 vers le haut ou vers le bas sur le bras de manivelle 520
La partie filetée de l'arbre 59 se termine juste en dessous d'une collerette de centrage 60, au-dessus de laquelle l'arbre 59 comporte une partie cylindrique 65 qui est renfermée dans un carter 66 formé comme on le voit sur la figure 10. Sur la figure 9, le couvercle 66a du carter 66 (figure 10) a été omis. Dans le carter 66 se trouvent un palier inférieur 67 et un palier supérieur 68 qui supportent l'arbre 59 de manière à lui permettre de tourner. L'arbre 59 est maintenu dans le carter 66 par un écrou 69 et par la collerette 60.
La structure que l'on vient de décrire et qui fait partie de la manivelle de droite représentée sur la figure 9 existe également pour la manivelle de gaucheo Chaque arbre 59 porte à son extrémité supérieure un pignon conique 70 monté rigidement, qui engrène avec un pignon conique analogue 71 monté sur un arbre de réglage 72;
celui-ci tourne dans des paliers appropriés disposés à l'intérieur de l'arbre creux 49 Il y a par conséquent deux arbres de réglagé 72, à raison d'un arbre de réglage dans chacun des deux arbres creux 49., L'un des deux arbres'de réglage 72, celui qui est représenté à la droite de la figure 9, est muni à son extrémité arrière,qui fait saillie en dehors de la superstructure 4, d'un prolongement court 73 pris dans la masse. ,Sur ce prolongement 73 est montée rigidement une roue dentée 74 en prise avec une roue folle 75 montée sur l'arbre 19 ;
cette roue folle 75 est en prise avec une roue dentée 76 analogue à la roue 74 et montée de la même manière, avec cette. différence cependant que la roue dentée 76 est montée¯sur l'arbre 20 qui constitue un prolongement de l'arbre 72 de gauche de la figure 9 Comme on le voit sur la figure 2, l'arbre 20 s'étend.depuis la'partie arrière jusqu'à la partie avant de la machine;
il pénètre dans celle-ci par l'intermédiaire d'un carter 77 renfermant les roues dentées 74 et 76,. ainsi que.la roue folle 75
Le carter 77¯comprend une section inférieure 77a et une section supérieure 77b (figures 5, '6 et 7) Comme on le voit sur la figure 9, le prolongement de l'arbre de réglage 72 de gauche, prolongement qui fait partie de l'arbre 20, tourillonne dans un coussinet 78 monté dans la paroi arrière du carter 77.
L'arbre d'entraînement 19 des manivelles 6 tourillonne dans un coussinet analogue 79 Le prolongement 73 de l'arbre de réglage 72 de droite se termine dans un coussinet 80 analogue aux coussinets 78 et 79
La rotation de l'arbre 20 fait tourner'l'arbre de réglage 72 auquel il est relié., et produit, par l'intermédiaire des roues dentées 74, 76 et de la roue folle 75, une rotation analogue de l'autre arbre de réglage 72
On va considérer maintenant la construction et le fonctionnement des mécanismes latéraux à manivelle 5, qui flanquent la superstructure 4 comme on le voit sur les figures 2, 3,
5 et'60 On remarque que la section inférieure 4a et la section supérieure 4b de la superstructure 4 butent l'une contre l'autre par 1''intermédiaire d'un joint 85 disposé entre une collerette 86 de la section supérieure et une collerette 87 de la section inférieure, ces deux collerettes étant orientées vers l'extérieur. On profite de la grande résistance de cette construction à double collerette pour réaliser le mouvement alternatif de la superstructure 4, A cet effet,. quatre barres de soulèvement 88, deux pour chaque mécanisme à manivelle 5, sont incorporées à la superstructure 4; elles sont appliquées à celle-ci juste en dessous de la collerette 87 de la section inférieure 4a.
Deux de ces quatre barres de soulèvement 88 apparaissent sur la figure 30
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Les barres de soulèvement 88 ont la forme représentée sur la figure 15 et comme on le voit en coupe sur la figure 8, chacune de ces barres est onstituée par deux plaques d'acier polygonales 89 reliées ensem- ble de manier?- à former une structure unitaire. Les barres 88 sont soudées de préférence sur la fae inférieure de la collerette 87 et comportent des ouvertures rectangulaires à leurs extrémités extérieures. Les extrémités de ces ouvertures sont fermées par des organes de retenue 90, qui maintien- nent en place dans ces ouvertures des paliers 91 destinés aux axes 92 qui font partie de la portion supérieure de chaque mécanisme 5 à manivelle.
Comme on le voit sur la figure 8, chaque axe 92 porte deux galets 93, un à chaque extrémité. Ces galets sont montés sur les parties de l'axe 92 qui font saillie à travers les paliers 91; autrement dit, ils sont montés à l'extérieur des barres de soulèvement 88. Chaque galet 93 prend appui contre une bande d'usure 94 prévue sur un guide vertical 95 (figures 2, 3, 5 et 6), qui est monté rigidement sur la structure secondai- re 2. Ainsi, il y a des galets et des guides près des quatre coins de la superstructure 4.
Comme on le voit sur les figures 6 et 7, les guides 95 font saillie vers le haut à partir des bases 96 des organes trapézoïdaux de sup- port 97. Ainsi, pour chaque mécanisme à manivelle 5, il y a deux montants
95 et deux organes trapézoïdaux de support 97. Dans chaque mécanisme à ma- nivelle 5, chaque organe de support 97 est utilisé pour monter un palier à rouleaux, le palier à l'arrière de la machine étant désigné par 98 et le pa- lier à l'avant étant désigné par 99 Ces paliers supportent l'excentrique
105 (figure 8), les arbres 106 et 107 de l'excentrique tourillonnant respec- tivement dans les paliers 98 et 99. L'excentrique est entraîné par l'ar- bre 18 qui est l'allé par un joint universel 108 à l'arbre court 106.
L'excentrique 105 est relié à l'axe 92 par une bielle comprenant un manchon 109, dont la longueur est sensiblement la même que celle de l'excentrique 105 et sur lequel est fixée une âme trapézoïdale 110 renforcée à ses extrémités par des rebords 111; un manchon plus court 112 est fixé à cette âme vers la partie supérieure de celle--ci. Le manchon 109 tou- rillonne sur les disques excentrés 1051 et 10511 de l'excentrique 105. Le manchon 112 comporte deux extrémités élargies 113, dont chacune reçoit un palier à rouleaux 114 monté sur l'axe 92. Ce manchon est maintenu par les blocs 91 contre tout mouvement longitudinal; de même, les bagues fendues de serrage 115 prévues aux extrémités du manchon 109, empêchent celui-ci de se déplacer longitudinalement.
La rotation de l'excentrique 105 produit le mouvement alternatif de l'axe 92 vers le haut et vers le bas ; elle produit également, grâce à l'intervention des barres de soulèvement 88, un mouvement vertical et alternatif correspondant de la superstructure 4 sur la structure secondaire 2.
La superstructure 4, qui comprend le groupe tout entier comprenant les manivelles 6 de support de scie à l'avant de la machine, possède naturellement une masse considérable. En règle générale, on estime donc désirable d'équilibrer au moins partiellement les forces d'inertie résultant de l'accélération et de la décélération communiquées à la superstructure par l'excentrique 105 et le mécanisme associé.
En conséquent, la section inférieure 4a de la superstructure 4 est munie de préférence, comme on le voit sur la figure 6, de pattes 120 fixées rigidement et dirigées vers le bas; des mécanismes à axe et chape 121, 122 coopèrent avec ces pattes ; chape 122 est réunie dans chaque cas à une tige de piston 123, qui s'étend vers le bas jusque dans un cylindre à air 124 monté sur un socle 125 fixé à la partie supérieure de la structure primaire 1. Dans le mode de réalisation représenté, il y a deux cylindres à air, un de chaque c8té de la longueur de la machine.
La compression de l'air en dessous des pistons, à l'intérieur des cylindres 124, amortit le déplacement de la superstructure vers le bas et équilibre au moins partiellement, le poids de la superstruc-
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ture et les forces d'inertie résultant du renversement de la direction du mouvement de celle-ci.
Si on considère maintenant les figures 2, 4, 11 et 12, on voit que les arbres 18, servant à entraîner les mécanismes à manivelle 5 comprennent, en plus des joints universels 108 déjà mentionnés, des joints universels 130 disposés immédiatement en avant de la paroi avant de la boî- te inférieure d'engrenages 26. A l'endroit où les arbres 18 traversent cette paroi, ils sont supportés dans des paliers 131 Les extrémités ar- rière des arbres 18 sont supportées dans des paliers analogues 132. Un pi- gnon cônique 133 est claveté sur chacun des arbres 18 près des paliers 132.
Ces pignons coniques 133 engrènent avec des pignons 134 se trouvant respec- timent à chaque extrémité d'un arbre transversal 135 monté dans des paliers appropriés. L'un de ces paliers, désigné par 136, apparait près de 1'ex- trémité de droite de la figure 12.
L'arbre transversal 135 est entraîné par l'intermédiaire d'un embrayage à clabots comportant.un élément d'embrayage coulissant 137, qui est claveté sur l'arbre par la clavette 1380 L'élément 137 peut être déplacé le long de l'arbre 135 par une fourchette 139 articulée en 139a sur la face intérieure de la paroi avant de la boite inférieure d'engrena- ges 26. La fourchette 139 se trouve à cheval sur l'élément mobile d'em- brayage 137 auquel elle est reliée. A son autre extrémité, la fourchette 139 est reliée à une tige coulissante 140 disposée en grande partie, mais pas entièrement, à l'intérieur de 'la boite inférieure.'d'engrenages 26.
A son extrémité extérieure saillante , la tige 140 est reliée par un élément 141 à une deuxième tige coulissante 142, qui s'étend suivant la longueur de la boite 26, immédiatement à l'arrière de celle-ci. ,A son extrémité éloignée, près de l'extrémité de gauche de la figure 12, la tige coulissan- te 142 porte un élément de liaison 143 par lequel elle' est actionnée à partir de l'une des poignées de commande 144 représentées sur les figures 2, 4 et 11 En tirant sur la poignée appropriée, 'on peut déplacer de la droite vers la gauche (en regardant la figure 12) la tige extérieure coulis- sante 142 et, par conséquent la tige'intérieure coulissante 140,
en enga- geant ainsi les clabots de l'élément mobile d'embrayage 137 avec ceux de l'élément d'embrayage coopérant 145..
Ce dernier est monté rigidement, en même temps qu'un pignon conique 146, au moyen d'une clavette 147, sur un arbre creux 148, qui en- toure l'arbre transversal 135 sur environ la moitié de sa longueur. L'arbre creux 148 est monté dans des paliers 149 et 150, sur des éléments de structure transversaux faisant partie du bâti de la boite inférieure d'engrenages 26 (figure 12). Ainsi, quand les éléments d'embrayage 137 et 145 sont engagés, la puissance transmise par l'arbre--principal d'entraînement 28 à l'arbre creux 148 est communiquée par l'élément d'embrayage 145 à l'élément d'embrayage 137, et de là à l'arbre transversal 135, aux roues dentées 133 et 134 se trouvant aux extrémités de celui-ci, et enfin aux arbres 18 qui entraînent les mécanismes à manivelle 5.
La puissance est transmise de l'arbre principal d'entraînement 28 à l'arbre creux 148 par'l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse comprenant trois roues dentées 155; 156 et 157, dont les diamètres vont en augmentant progressivement ; les moyeux 158, 159 et 160 de ces roues dentées sont calés sur l'arbre creux 148 au moyen de clavettes 161 et 162. L'arbre principal d'entraînement 28, qui est parallèle à l'arbre creux 148, porte des pignons 163, 164 et 165, qui engrènent respectivement avec les roues dentées 155,156 et 1570 Les pignons 163, 164 et 165, sont supportés par des paliers montés sur l'arbre principal d'entrainement (figure 12).
Les roues dentées 163 et 164 montées sur l'arbre principal 28 peuvent être reliées ensemble sélectivement par un élément mobile d'em-
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brayage 166, qui est monté sur la surface extérieure cannelée d'un manchon
167,monté lui-même rigidement sur l'arbre 28 au moyen d'une clavette 1680
L'élément d'embrayage 166, qui est représenté dans sa position neutre, peut être déplacé comme on le désire, soit vers la gauche, soit vers la droite de la figure 12, de manière à engager soie les clabots de son extrémité de gauche avec ceux de la roue dentée 163, soit les clabots de son extrémité de droite avec ceux de la roue dentée 1640
Pour pouvoir déplacer l'élément d'embrayage 166, on a prévu une fourchette 169 montée sur un arbre creux 170, qui est supporté dans un coussinet 171,
près de l'arbre principal d'entraînement 28. L'arbre creux
170 peut être déplacé vers la gauche ou vers la droite (en regardant la fi- gure 12) au moyen d'un organe de liaison 172, auquel est accouplée l'une des poignées 144 visibles sur les figures 2, 4 et llo Quand on déplace l'ar- bre 70 dans l'un ou l'autre sens, les clabots de l'élément mobile d'embraya- ge 166 engagent les clabots de la roue dentée 163 ou de la roue dentée 164 suivant le cas, en transmettant ainsi la puissance de l'arbre principal 28, par l'intermédiaire du manchon cannelé 167, à l'élément mobile d'embrayage mobile 166, et ensuite aux roues dentées 163 et 155 ou aux roues dentées 164 et 1560
Un deuxième élément mobile d'embrayage 173 est monté coulis- sant sur un manchon cannelé 174,
qui est calé lui-même sur l'arbre principal 28 par une'clavette 175 Comme on le voit sur la figure 12, l'élément d'embrayage 173 est muni de clabots susceptibles de s'engager dans les clabots analogues de la roue dentée 165. L'élément d'embrayage 173 est repré- senté en position neutre sur la figure 12 ; peut être déplacé vers la gau- che (en regardant la figure 12), à partir de cette position, de manière à venir s'engager avec les roues dentées 165 et 157, au moyen d'un organe de commande 176 monté sur une tige 177 supportée elle-même à une extrémité dans un coussinet 178 La tige 177 est entourée par l'arbre creux 170 sur la plus grande partie de sa longueur.
Près de son extrémité extérieure, l'arbre creux 170 comporte une ouverture (non représentée) qui permet de réaliser une connexion entre la tige 177 et l'une des poignées 144 L'élément de connexion est représenté en 179 En actionnant la poignée appropriée 144, on peut déplacer la tige 177 suivant son axe. En conséquence, on peut engager ou séparer les clabots de l'élément d'embrayage 173 et les clabots de la roue dentée 1650
Le mécanisme de transmission que l'on vient de décrire permet de faire varier le rapport des vitesses entre l'arbre principal 28 d'une part et les arbres entraînés 135 et 148 d'autre part.
Dans le mode de réalisation représenté, ce rapport est égal respectivement à 2/1, 3/1 et 4/1 suivant que l'entraînement se fait par les roues dentées 155, 156 et 1570 Comme on l'expliquera plus loin, ceci permet de faire exécuter à la scie 2, 3 ou 4 tours pour un tour complet de l'excentrique 15 portant la came 12, et aussi pour un tour complet des excentriques 105 qui soulèvent et abaissent la superstructure 4.
Comme on le voit sur la figure 12,' l'élément mobile d'embrayage 137 porte une barre qui transmet le mouvement coulissant de l'élément 137 à une tige 181 supportée sur la paroi avant de la boite inférieure 26 d'engrenages par des équerres 182. A son extrémité de-gauche, comme on le voit à la figure 12, la tige 181 est munie d'un épaulement et d'un écrou 1.$la pour la relier à la barre 180. A son autre extrémité, la tige 181 est munie d'une détente 181b susceptible de pénétrer dans une cavité 183 prévue à la périphérie d'un disque 184, qui est claveté sur l'arbre 18, à l'extrémité de droite de la boite inférieure d'engrenages 26.
Ces pièces sont représentées en élévation sur la figure 14, où on peut voir que le disque 184 porte une cavité 183 dans laquelle peut pénétrer la détente 18112...Ainsi, quand l'élément mobile d'embrayage 137 est dégagé de l'élément d'embrayage 145, la détente 181b pénètre dans la cavité 183 et verrouille les arbres 18 et les deux mécanismes à manivelle 5 dans une position prédéterminée.
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Pour entraîner l'excentrique 15, un pignon conique 146 monté sur l'arbre creux 148 engrène avec un autre pignon conique 185, qui fait face vers le haut et qui est monté rigidement sur l'extrémité supérieure d'un arbre vertical 186; celui-ci s'étend vers le bas et tourillonne dans un palier 187 fixé sur le fond de la boite d'engrenages 26 (figure 13) L'extrémité inférieure de l'arbre vertical 186 s'étend dans un carter 188 (figures 11 et 16) et tourillonne dans celui-ci;
dans ce carter se trouve un mécanisme à roue hélicoïdale et vis sans fin, dont la roue 189 est montée sur l'arbre d'excentrique 17 et la vis sans fin 190 est montée sur l'arbre vertical 186 Ainsi, l'arbre creux 148 entraîne l'arbre vertical 186 par l'intermédiaire des pignons coniques 146 et 185. L'arbre 186 entraine l'arbre d'excentrique 17, les roues dentées 16a et 151 et l'excentrique 15, par l'intermédiaire du mécanisme à vis sans fin et roue héli- coïdale renfermé dans le carter 188.
Si on considère de nouveau les figures 12 et 13, on voit qu'un pignon conique 191 est claveté sur une extrémité de l'arbre principal d'entraînement 28. Ce pignon conique 191 engrène avec un autre pignon conique 192 qui est tourné vers le haut et monté sur un arbre vertical 193 tourillonnant dans un palier 194 L'arbre 193 traverse le fond de la boîte d'engrenages 26 et s'étend jusque dans un deuxième carter 195 pour y entraîner un dispositif à vis sans fin et à roue hélicoïdale; ce deuxième carter 195 est disposé, comme on le voit sur la figure 16, à l'arrière et sur le côté du carter 188. Comme on le voit sur les figures 11 et 16, l'arbre vertical 193 entraîne la roue 196 par l'intermédiaire de la vis sans fin 197 montée sur l'arbre 193. La roue hélicoïdale 196 est montée sur l'arbre à came 13.
En conséquence, la came 12 se trouvant à l'extrémité avant de la machine est entraînée par l'intermédiaire des différentes pièces que l'on vient de décrire à une vitesse qui dépend de la vitesse de l'oarbre d'entraînement 28. Un pignon conique 201 faisant face vers le bas (figures 11 et 13) engrène aussi avec le pignon conique 191 monté sur l'arbre principal d'entraînement 28.
Ce pignon conique 201 est monté sur un arbre vertical 202 tourillonnant dans un palier 203 (figure Il), qui traverse la paroi supérieure de la boîte inférieure d'engrenages 26 et se prolonge dans la boite supérieure d'engrenages 27. A l'extrémité supérieure de l'arbre 202 se trouve un pignon conique 204 tourné vers le haut, qui engrène avec un pignon conique 205 tourné vers l'avant et monté à l'extrémité arrière de l'arbre 19, à partir duquel sont entraînées les manivelles 6 de support de scie disposées à l'extrémité avant de la machine.
L'arbre 19 est supporté, comme on le voit sur la figure 2, dans des paliers appropriés montés dans les blocs 206 et 207, qui se trouvent respectivement dans les parois arrière et avant de la boîte supérieure d'engrenages 2la Les trains d'engrenages entraînant respectivement les manivelles 6 et l'arbre à came 13, à partir de l'arbre d'entraînement, sont tels que les manivelles 6 et la came 12 tournent à la même vitesse mais dans des sens opposés.
Un pignon 208, en prise avec un pignon fou 209, qui engrène lui-même avec une roue dentée 210, est monté sur l'arbre 19 à l'arrière du bloc de palier 207; ces organes sont représentés clairement sur la figure 2. comme on le voit sur la figure 17, la roue dentée 210 est montée sur un arbre court 211, qui fait saillie vers l'avant dans un différentiel 212 logé dans la boîte supérieure d'engrenages 27, à l'arrière du bloc de palier 213 de l'extrémité arrière de l'arbre 20. Sur le différentiel 212 est montée une roue 214 coopérant avec une vis sans fin 215 montée elle-même sur un arbre transversal 216,qui est accouplé au moteur de réglage 32 comme on l'expliquera un peu plus loin.
L'arbre transversal 216 sert d'arbre d'entrée pour la puissance fournie par le moteur de réglage; il transmet cette puissance au différentiel 212 par la roue hélicoïdale 214 et la vis sans fin 215.
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Comme cn le voit sur la figure 17, le différentiel 212 com- porte une cage porte-satellites 221 et deux satellites 222; ceux-ci sont por- tés par les extrémités d'un arbre 223. L'arbre court 211 portant la roue dentée 210 pénètre dans la cage porte-satellites 221 et tourillonne dans des paliers disposés dans un arbre creux de support 225 ; arbre 225 est sup- porté lui-même à l'intérieur d'un manchon 226 qui fait saillie vers l'arrié- re et constitue une partie de la cage 221. A l'extrémité de ce manchon 226 et à l'intérieur de la cage 221, l'arbre 211 porte un pignon denté 224.
En face de ce pignon 224 se trouve un pignon de sortie 227 monté sur un arbre court 228 accouplé à l'extrémité arrière de l'axe 20.
Cet arbre 228 tourillonne dans des paliers disposés dans un arbre creux 229, qui tourillonne lui-même dans un manchon 230 faisant saillie vers l'avant et constituant une partie de la cage 221. Comme le manchon 226 se trouvant de l'autre côté du différentiel 212, le manchon 230 est supporté dans l'un des éléments de structure faisant partie de la boite supérieure d'engrenages 27. Le fonctionnement du différentiel 212, y compris la roue hélicoïdale 214, la vis sans fin 215 et l'arbre transversal 216, est analogue au fonctionnement des éléments correspondants décrits dans le brevet belge de la demanderesse du 31 juillet 1953 pour 'Scie volante".
En résumé, l'arbre 20 et les arbres de réglage 72 sont entraînés normalement à la même vitesse et dans le même sens que les arbres 49, et les manivelles 6 sont normalement maintenues à une longueur fixe. Cependant, on peut, en se servant du moteur de réglage, faire tourner les arbres 20 et 72 par rapport aux arbres 49, en faisant tourner ainsi les vis de réglage 59 et en changeant par conséquent la longueur des manivelles. Cette opération peut être effectuée pendant que la machine est en marche.
L'entraînement du différentiel par le moteur de réglage est réalisé par l'arbre transversal 35 et une boite d'engrenages 235 qui est disposée sur le prolongement la de la structure primaire de support 1 (figures 1 et 2). Comme on le voit sur la figure 11, un arbre inférieur 236 s'étendant vers l'arrière transmet la puissance de la boite d'engrenages 235 aux engrenages coniques (non représentés) logés dans un carter 237, à la base du montant creux 238. Ce montant, qui est supporté par une ferrure 239 fixée sur la boite inférieure d'engrenages 26 (figure 11), renferme un arbre par lequel la puissance recueillie sur les pignons coniques montés à l'extrémité arrière de l'arbre 236 est transmise à un couple conique logé dans un carter sphérique 240, à l'extrémité supérieure du montant 238.
A partir de ce couple conique, la puissance est transmise au différentiel 212, dans la boîte supérieure d'engrenages 27, par l'intermédiaire de l'arbre transversal 216, de la vis sans fin 215 et de la roue hélicoïdale 214 montée sur la cage porte-satellites 221.
On peut, si on le désire, prélever au sommet du montant 238 la puissance nécessaire pour actionner un indicateur; ce prélèvement s'effectue par un système approprié d'arbres et d'engrenages reliés aux engrenages du carter 240.
Le mécanisme d'entraînement positif et variable 29 peut être réglé par l'intermédiaire de l'arbre supérieur 241 (figures 1 et Il); grâce à cet arbre parallèle à l'arbre 236, on peut prélever de la puissance à partir d'engrenages convenablement disposés à l'intérieur de la boîte d'engrenages 235 et la transmettre à une deuxième paire d'engrenages coniques (non représentée) logée dans le carter 237.
Grâce à un arbre approprié logé dans un deuxième montant creux 242, supporté par une ferrure 243 (figure 11) la puis- sance est transmise à un carter 244 se trouvant à la partie supérieure du montant 242. Dans ce carter 244, des engrenages appropriés transmettent la puissance à un arbre 245 (figures 1 et Il) prévu sur la vis de commande du mécanisme 29. De cette manière, on peut régler le mécanisme 29 au moyen du moteur de réglage 32.
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Des embrayages appropriés sont prévus dans les transmissions pour effectuer les différents réglages, de sorte qu'on peut régler simultahément ou séparément, comme on le désire, la vitesse par l'intermédiaire du mécanisme 29 la longueur des bras de manivelle et les vérins. Tous ces réglages peuvent être effectués pendant que la machine fonctionne, et la combinaison d'engrenages est choisie, si les réglages sont effectués simultanément, de manière à maintenir sensiblement des relations correctes entre la vitesse, la longueur des bras de manivelle et l'écartement entre les structures de support primaire et secondaire.
Le fonctionnement de la machine est essentiellement le même que celui décrit dans le brevet cité plus haut, avec cette différence cependant que la superstructure 4, et par conséquent l'ensemble de la scie, sont animés d'un mouvement vertical alternatif, de manière à pouvoir travailler des pièces de plus grand diamètre que dans la machine conforme à ce brevet, ou à pouvoir travailler des pièces d'un diamètre plus petit avec une déviation nulle ou tout au moins diminuée de la pièce sous l'action de la came.
En résumé, la machine est montée en.choisissant le rapport de vitesse désiré entre les bras de manivelle d'une part, l'excentrique 15 de support de l'arbre à came et les excentriques 105 des mécanismes à manivelle 5, d'autre part.
Le mécanisme 29 est réglé pour obtenir la relation désirée entre la vitesse de la pièce et la vitesse de rotation de l'ensemble de la scie, de manière à déterminer ainsi la longueur de coupe. La longueur des bras de manivelle est réglée pour réaliser approximativement la vitesse linéaire correcte de la scie au moment de la coupe, et les vérins 3 sont réglés pour obtenir l'écartement correct entre les structures de support primaire et secondaire,de manière que la scie tronçonne complètement la pièce mais ne touche pas la came 12 au moment de la coupe, ni la pièce en dehors des instants de la coupe. Les réglages définitifs sont effectués pendant le fonctionnement de'la machine.
Le mécanisme d'entraînement est tel que la rotation de la came 12 et celle de l'ensemble de la scie sont synchronisées, de manière que l'encoche 'il recoive la scie au moment de la coupe, la came 12 et l'ensemble de la scie tournant à la même vitesse mais dans des sens opposés.
L'entraînement de l'excentrique 15, qui soulève la came, et l'entraînement des excentriques 105 qui actionnent les mécanismes à manivelle 5, sont également synchronisés de manière qu'au moment de la coupe la superstructure 4 soit abaissée jusqu'à sa position la plus.basse et que la came 12 soit soulevée par l'excentrique 15 jusqu'à sa position la plus haute.
Cependant, l'excentrique 15 et les mécanismes à manivelle 5 n'amènent les pièces en position de coupe qu'une seule fois pour 2,3 ou 4 tours des manivelles 6 dans le mode de réalisation représenté sur le dessin.
Ainsi, il est possible, avec la présente machine, de tron- çonner des conduites d'un diamètre notablement plus grand qu'avec la machine conforme au brevet mentionné plus haut, et cela sans une déviation excessive de la conduite. La coupe exécutée pendant un déplacement comparativement court de la conduite et un déplacement d'une faible amplitude correspondante de la scie sur son orbite.
La même machine peut être évidemment utilisée pour des conduites plus petites; dans ce cas, on peut supprimer le mou- vement vertical de la superstructure en déconnectant l'entraînement des excentriques 105; la machine fonctionne alors de la même façon que celle décrite dans le brevet cité en référence; on peut d'autre part, si on le désire, déconnecter l'entraînement de l'excentrique 15, auquel cas la conduite n'est pas déviée par la came 12, mais simplement supportée par celle-ci et le mou- vement nécessaire pour obtenir l'intersection de la trajectoire de la scie avec celle de la pièce est alors réalisé à peu près entièrement par le mouvement vertical de la superstructure 4 et par l'intermédiaire du fonctionnement des mécanismes à manivelle 5.
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The present invention relates to machines serving to cut successive sections in a bar moving in a continuous movement, and more particularly to a flying saw or circular saw (hereinafter designated by the expression !! cutting tool !!) intended for rapidly cutting tubes, pipes, rods or the like, according to precise lengths, as these elements leave a rolling mill.
The machine described here is specially designed for sawing welded pipes in several sections, but it is understood that the invention can have other applications.
In the manufacture of steel pipes by a well-known process, a preform strip is heated in an oven to the welding temperature, and then passed at high speed through forming and welding rolls in which the strip takes the tubular form and its abutment edges are welded together to form the conduit. The rough strip is supplied in large spools and the front end of each spool is welded to the rear end of the previous spool before the strip enters the oven; thus, it is possible to perform the soldering operation without interruption for relatively long periods. Rolling mills of this kind operate at high speed.
It is therefore necessary to provide a sort of cutting "flywheel" mechanism capable of cutting the pipe into sections as it leaves the rolling mill at a speed which may for example reach 300 meters per minute.
A flying saw of this kind, capable of meeting the requirements of rolling mills of this type, consists of a circular saw or other cutting tool which moves on a circular path by means of a crank mechanism. Means are provided for guiding the workpiece to be cut on a path arranged in a plane parallel to the plane of the circular orbit of rotation of the cutting tool, which acts in a direction perpendicular to the path of the workpiece. The cutting tool is rotated by a drive mechanism, which is synchronized, either mechanically or electrically, with the rolling mill drive mechanism, so that the rotational movement of the tool is synchronized with the speed. linear part.
The workpiece is guided along a path which is normally adjacent to the path of the cutting tool, but which does not cut it; Means are provided, however, for periodically moving the part outside its normal path as far as the path of the cutting tool so as to carry out the parting.
The machine of this type works perfectly and is advantageous in that the movement of the workpiece into the path of the saw allows the parting to be carried out with precision, because the cut is only carried out during a small displacement of the saw in its orbit; The machine is also advantageous in that the periodic deflection of the pipe or tube into the path of the saw allows the pipe to be cut off with precision in a wide range of commercial lengths, without requiring excessively long crank arms, because the machine can be set, for example, to make a single cut for 2, 3 or 4 turns of the saw.
However, the deflection of the workpiece into the path of the saw necessarily implies the bending of the workpiece under the action of the support cam at the time when the cutting is carried out With conduits or tubes of a relatively small diameter , the value of which may be between for example 50 mm and 75 mm, the bending of the pipe presents no difficulty, but the mass and the rigidity of the larger pipes make it more difficult to move the pipe to the path of the saw; the difficulty is further increased by the fact that, the larger the diameter of the pipe, the greater the amplitude of the displacement necessary to allow the saw to pass through the workpiece to be cut.
In accordance with the present invention, the flying saws of this general type are adapted to the cutting of parts with a diameter greater than
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laterally large, that is to say ranging from 50 mm or 75 mm up to 150 mm, by superimposing on the movement of the saw proper in its normal orbit an additional movement of the whole of the saw supported by a device with a crank, an assembly which approaches or moves away alternately from the trajectory of the part; the orbit of the saw is thus moved towards the path of the workpiece when it is desired to make a cut.
In a preferred embodiment of the invention, this result is obtained by imparting a reciprocating vertical movement to the superstructure on which the assembly of the saw is mounted, so that it reaches its lowest point. , towards the path of the part, when you want to make a cut. In the preferred embodiment described herein, this movement of the saw assembly occurs as the pipe or other part to be cut off is deflected upward in the direction of the saw path.
By virtue of this combination of deflecting the pipe out of its normal path and integrally moving the entire saw so that the normal orbit of the saw moves towards the path of the pipe, one can can pass the saw completely through the pipe without having to subject the pipe to excessive deflection and without causing the saw assembly to perform a reciprocating vertical movement of an excessive amplitude. The invention, however, contemplates that one may in some applications eliminate deflecting movement of the workpiece and rely solely on movement of the entire saw to achieve the necessary intersection of the saw and workpaths, thus than the resulting parting off of the workpiece by the saw.
In a preferred embodiment of the flying saw according to the invention, the reciprocating movement of the whole of the saw is achieved by cranks, eccentrics or their kinematic equivalents, which are interposed between the assembly of the saw and the support structure. A device is also provided for balancing, at least partially, the inertial forces due to the reciprocating movement of the assembly of the saw and appearing near the extreme lower point of its trajectory.
In the accompanying drawing, which shows a preferred embodiment of the invention
Figure 1 is a schematic plan view of the entire machine; we neglected, for the sake of clarity, to represent certain small constituent parts;
Figure 2 is a plan view of the entire machine, excluding the main drive motor, gear reducer and transmission, this plan view having a scale larger than that of Figure 1 and showing more details;
Figure 3 is a front elevation of the machine, substantially to the same scale as Figure 1, and shows, among other things, the deflection cam, the saw support cranks, and the sides of the machine. two lateral crank mechanisms which communicate to the whole of the saw its reciprocating movement; Figure 4 is a side elevation of the machine, line 3-3 indicating the part of the machine seen in Figure 3;
Figure 5 is a rear elevation of the front part of the machine, viewed along lines 5-5 of Figures 1 and 4;
Figure 6 is a rear elevation similar to Figure 5, but viewed along line 6-6 of Figure 4 with some parts cut away;
Figure 7 is a partial side elevation seen along line 7-7 of Figure 6;
Figure 8 is an enlarged vertical section, with parts in elevation, of one of the side crank mechanisms
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shown in Figures 3, 5 and 6, the section being made along the line
8-8 of Figure 5;
Figure 9 is a horizontal section taken on a large scale taken along the line 9-9 of Figure 3;
Figure 10 is a vertical section of one of the cranks taken on line 10-10 of Figure 9;
Figure 11 is an elevation of the rear part of the machine, viewed along line 11-11 of Figure 1;
Figure 12 is a horizontal section of part of the rear portion of the machine, this section being taken along line 12-12 of Figure 11;
Figure 13 is a vertical section, taken on line 13-13 of Figure 12, of part of the rear portion of the machine;
Figure 14 is a partial elevation of certain parts of the rear portion of the machine seen along line 14-14 of Figure 12;
Figure 15 is an enlarged side elevation of one of the lifting bars shown in Figures 3, 5 and 6;
Figure 16 is a partial plan view of part of the rear portion of the machine seen along line 16-16 of Figure 11;
Figure 17 is a partial plan view of the differential seen along Figure 17-17 of Figure 11
If we first consider Figures 1 to 4, it can be seen that the machine comprises a base or primary support structure 1 in the form of a hollow frame consisting of parts and steel plates. The base has a generally rectangular shape and comprises an equally rectangular extension la arranged on one side, as seen in Figure 1 The various steel members constituting the base are fixed directly to the floor, and the other components of the machine are mounted on the plinth.
The primary support structure 1 carries a smaller secondary support structure 2, constituted in a similar manner by members and structural steel plates; this secondary structure 2 extends approximately over the entire front part of the machine, and towards the rear approximately to the middle of the entire machine. It is mounted on the primary structure 1, so as to be able to be adjusted vertically, by means of jacks 3 arranged under the four corners of the secondary structure. The jacks 3 are of the screw type; they are arranged, constructed and used like the screw jacks mentioned in US patent application no. 671,534 'They are shown in the accompanying drawing as being covered by telescopic sleeves.
A mobile superstructure 4, consisting of a lower section 4a and an upper section 4] 1 (FIG. 3) is arranged directly above the support structure 2. This superstructure 4 moves vertically as will be explained below, under the action of two lateral crank mechanisms 5 arranged on either side of the superstructure.
These cranks are mounted on the secondary support structure 20
To move the saw assembly to the desired orbit, two saw support cranks 6 are mounted at the front end of the superstructure 4 (Figures 3, 4, 9 and 10) A carriage 7 supported by the cranks carries the saw motor 8 and the circular saw 9; the rotation of the cranks drives the entire saw, consisting of the motor of the carriage and the saw itself, on a circular path. As a result of this movement, the saw support cranks 6 periodically bring
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only the saw 9 in juxtaposition with the part 10, as seen in FIG. 4 The part 10 is supported by a cam 12 provided at its periphery with a notch 11 (FIG. 3).
The cam 12 can be, if desired, more or less the shape of a pear; it can also have a general circular drill as in Figure 3 This cam 12 is driven in synchronism with the movement of the saw 9 on its orbit, so that the saw blade is received in the notch 11 at the time of parting of the part; the final drive of the cam is effected by a shaft 13, the outer end of which is provided with a retaining cap 13a The shaft 13, which passes through the gearbox 14 (figures 3, 4 and 5) , extends from the front part to the rear part of the machine, where it is driven as will be explained a little later.
As seen in Figure 4, this shaft is telescopic and has two universal joints, one in the front part and the other in the rear part of the machine.
An eccentric 15 provided in the gearbox 14 (Figures 3 and 6) serves to move the camshaft 13 in the manner described in the patent application cited above, so as to lift the cam and the part 10 when it is desired to make a cut and to lower the cam and workpiece out of the path of the saw during the time intervals between cuts. The eccentric 15 is driven by a toothed wheel 15a in engagement with a similar toothed wheel 16a, mounted on a support 16 keyed on the drive shaft 17 of the eccentric and itself driven by this shaft (figure 6). .
Like the camshaft 13, the eccentric shaft 17 is telescopic; it extends towards the rear, from the gearbox 14 located in the front part of the machine, to the rear part thereof. As will be explained later, this shaft 17 is driven by the same power source as the camshaft 13
To lower and raise the superstructure 4 and thus move the orbit of the saw so as to bring it closer to or away from the path of the workpiece, the crank devices 5 are driven by two inlcined telescopic shafts 18 each comprising two universal joints.
These shafts extend rearward from the front portion of the machine, and pass through, as seen in figure 4, the free access area between the front and rear part of the machine, although above the level of the camshaft 13 and the eccentric shaft 17 The latter being on the opposite side to that of the camshaft 13 does not appear in figure 4. At a further level higher are two other inclined telescopic shafts 19 and 20 each comprising two universal joints; the first serves to drive the saw support cranks 6, while the second drives the crank adjuster which is part of the cranks 6. Like the camshaft 13 and the eccentric shaft 17, the shafts 18, 19 and 20 are driven at the rear of the machine.
The rear part of the machine, as seen in Figures 1, 2, 4 and 11, consists of a base section 25, a lower gearbox 26 and an upper gearbox 27. parts appear in Figures 2, 4 and 11 The base section 25 is supported by the pedestal 1 and itself supports the lower box 26, which in turn supports the upper box 27.
The main drive shaft 28 enters the lower box 26, as seen in Figures 2 and 12, and supplies it with the necessary power, as seen in Figure 1, through a device positive and infinitely variable drive 29, a speed reducer 30 and a main drive motor 31, all of these members being mounted on a platform 1b disposed above the lateral extension la of the primary support structure 1 As is already known, the main drive motor is electrically synchronized with the drive of the rolling mill cooperating with the saw, so that the speed of the motor varies as a direct result of the speed of the rolling mill.
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A second motor 32 (Figures 2 and 4), also referred to as the "tuning motor", is mounted on the primary support structure 1 and drives, via the gearbox 33 and the shafts 35. , two mechanisms 34 with worm and helical toothed wheel located at the base of the two jacks 3 arranged at the rear of the secondary support structure 2.
From the rear worm and helical wheel mechanisms 34, two side shafts 36 arranged on each side of the machine extend forward to two other mechanisms 34 similar to the first and located at the rear. the base of the two jacks 3 arranged at the front of the secondary support structure 2
To maintain a correct alignment between the primary structure 1 and the secondary structure 2, the latter is provided with brackets 38 facing downwards and with guide rods 38a formed by uprights. As can be seen in FIGS. 4, 6 and 7, the lower ends of these rods cooperate with rollers 39 carried by pins 39a mounted in boxes 40.
The rollers 39 are preferably grooved to conform to the cylindrical shape of the guide rods 38a. The rollers 39 and the receptacles 40 together with the guide rods 38a form what may be called "guide assemblies". intended for the secondary structure 2.
Referring now to Figures 9 and 10, which show how the saw support cranks 6 are mounted and driven, it can be seen that the shaft 19 driving the cranks 6 ends in a bearing 45 arranged in a rigid support 46 ( figure 9), which forms part of the lower section 4a of the superstructure 4 Immediately aft of the bearing 45 and the support 46, the shaft 19 carries a pinion 47 meshing with wide toothed wheels 48, which are rigidly mounted on two hollow shafts 49; these are themselves supported by bearings arranged in blocks 49a mounted in the front and rear walls extending transversely of the superstructure 4.
Immediately behind the toothed wheels 48, two eccentrics 50, forming part of a pneumatic balancing system, are rigidly fixed to the hollow shafts 49. This balancing system is useful for compensating for the imbalance that cannot be corrected by the two counterweights 51, which are rigidly fixed by arms 5a to the hollow shafts 49. The toothed wheels 48, the eccentrics 50 and the counterweights 51, are all arranged inside the superstructure 4 and occupy the greater part of the space between the front walls and rear of this superstructure.
In front of the front wall of the superstructure 4, the two saw support cranks 6 are mounted on the ends of the hollow shafts 49 which protrude outwards. As seen in Figure 10, each crank comprises a hollow and elongated arm 52 of generally cylindrical shape; on this arm 52 is slidably mounted a slide 53 with a crank axis. Each player 53 comprises a cylindrical body 54 furnished with an inner sleeve and enclosing the cylindrical crank arm 52; a forward-facing support member 55 forms an integral part of the body 54. This member 55 has two intersecting bores, one of which is longer than the other, the longer one extending parallel to the arm 52 while the shorter one extends transversely to this arm.
The transverse bore, which is intended to receive the crank axis proper, is centered in an extension 55a in the form of a sleeve, which protrudes from the member 55 and which is integral with the latter.
On a shoulder provided in the longer of the two bores, which is shown in Figure 10 as being vertical, is supported a threaded nut 56 having the proportions of a sleeve. This nut 56 is held against any rotation and fixed in position by a screw 57, which passes through the part 55 of the player 53 and enters the body of the nut 56, near the upper end of the latter (figure 10) . Above the fixa-4 screw
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tion 57, the part 55 is threaded so as to receive a retaining screw 58, the inside diameter of which is substantially larger than the inside diameter of the nut 56.
There thus remains in the screw 58 the space necessary for the passage of the threaded shaft 59, which cooperates with the nut 56 to move the slide 53 upwards or downwards on the crank arm 520.
The threaded portion of the shaft 59 terminates just below a centering flange 60, above which the shaft 59 has a cylindrical portion 65 which is enclosed in a housing 66 formed as seen in the figure. 10. In Figure 9, cover 66a of housing 66 (Figure 10) has been omitted. Within the housing 66 are a lower bearing 67 and an upper bearing 68 which support the shaft 59 so as to allow it to rotate. The shaft 59 is held in the housing 66 by a nut 69 and by the collar 60.
The structure which has just been described and which forms part of the right crank shown in FIG. 9 also exists for the left crank o Each shaft 59 carries at its upper end a bevel pinion 70 mounted rigidly, which meshes with a pinion similar conical 71 mounted on an adjusting shaft 72;
this rotates in suitable bearings arranged inside the hollow shaft 49 There are therefore two adjusting shafts 72, with one adjusting shaft in each of the two hollow shafts 49., One of the two adjustment shafts 72, the one shown to the right of FIG. 9, is provided at its rear end, which projects outside the superstructure 4, with a short extension 73 taken from the mass. , On this extension 73 is rigidly mounted a toothed wheel 74 meshing with an idle wheel 75 mounted on the shaft 19;
this idler wheel 75 is engaged with a toothed wheel 76 similar to the wheel 74 and mounted in the same way, with this. difference however that the toothed wheel 76 is mounted on the shaft 20 which constitutes an extension of the left shaft 72 of figure 9 As can be seen in figure 2, the shaft 20 extends from the ' rear part up to the front part of the machine;
it enters the latter via a casing 77 containing the toothed wheels 74 and 76 ,. as well as.the mad wheel 75
The housing 77¯ comprises a lower section 77a and an upper section 77b (figures 5, '6 and 7) As can be seen in figure 9, the extension of the left adjustment shaft 72, which is part of the 'shaft 20, journals in a bearing 78 mounted in the rear wall of the housing 77.
The drive shaft 19 of the cranks 6 is journaled in a similar bearing 79 The extension 73 of the adjustment shaft 72 on the right ends in a bearing 80 similar to the bearings 78 and 79
The rotation of the shaft 20 rotates the adjustment shaft 72 to which it is connected, and produces, through the toothed wheels 74, 76 and the idler wheel 75, a similar rotation of the other shaft. adjustment 72
We will now consider the construction and operation of the side crank mechanisms 5, which flank the superstructure 4 as seen in Figures 2, 3,
5 and 60 Note that the lower section 4a and the upper section 4b of the superstructure 4 abut against each other via a seal 85 disposed between a collar 86 of the upper section and a collar 87 of the lower section, these two flanges facing outwards. We take advantage of the great strength of this double-flanged construction to achieve the reciprocating movement of the superstructure 4, for this purpose. four lifting bars 88, two for each crank mechanism 5, are incorporated into the superstructure 4; they are applied thereto just below the flange 87 of the lower section 4a.
Two of these four lifting bars 88 appear in figure 30
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The lifting bars 88 have the shape shown in Fig. 15 and as seen in section in Fig. 8, each of these bars is formed by two polygonal steel plates 89 connected together to form one. unitary structure. The bars 88 are preferably welded to the lower fae of the flange 87 and have rectangular openings at their outer ends. The ends of these openings are closed by retaining members 90, which hold in place in these openings bearings 91 intended for the pins 92 which form part of the upper portion of each crank mechanism 5.
As can be seen in FIG. 8, each axis 92 carries two rollers 93, one at each end. These rollers are mounted on the parts of the axis 92 which protrude through the bearings 91; in other words, they are mounted on the outside of the lifting bars 88. Each roller 93 bears against a wear strip 94 provided on a vertical guide 95 (Figures 2, 3, 5 and 6), which is rigidly mounted on the secondary structure 2. Thus, there are rollers and guides near the four corners of the superstructure 4.
As seen in Figures 6 and 7, the guides 95 protrude upward from the bases 96 of the trapezoidal support members 97. Thus, for each crank mechanism 5, there are two uprights.
95 and two trapezoidal support members 97. In each lever mechanism 5, each support member 97 is used to mount a roller bearing, the bearing at the rear of the machine being designated 98 and the bearing. at the front being designated by 99 These bearings support the eccentric
105 (figure 8), the shafts 106 and 107 of the eccentric journaling respectively in the bearings 98 and 99. The eccentric is driven by the shaft 18 which is the go by a universal joint 108 to the 'short shaft 106.
The eccentric 105 is connected to the axis 92 by a connecting rod comprising a sleeve 109, the length of which is substantially the same as that of the eccentric 105 and on which is fixed a trapezoidal core 110 reinforced at its ends by flanges 111 ; a shorter sleeve 112 is attached to this core towards the upper part thereof. The sleeve 109 rotates on the eccentric discs 1051 and 10511 of the eccentric 105. The sleeve 112 has two widened ends 113, each of which receives a roller bearing 114 mounted on the axis 92. This sleeve is held by the blocks. 91 against any longitudinal movement; likewise, the split clamping rings 115 provided at the ends of the sleeve 109 prevent the latter from moving longitudinally.
The rotation of the eccentric 105 produces the reciprocating movement of the axis 92 up and down; it also produces, thanks to the intervention of the lifting bars 88, a corresponding vertical and reciprocating movement of the superstructure 4 on the secondary structure 2.
The superstructure 4, which includes the entire group including the saw support cranks 6 at the front of the machine, naturally has a considerable mass. As a general rule, therefore, it is considered desirable to at least partially balance the inertial forces resulting from the acceleration and deceleration communicated to the superstructure by the eccentric 105 and the associated mechanism.
Therefore, the lower section 4a of the superstructure 4 is preferably provided, as seen in Figure 6, with legs 120 rigidly fixed and directed downward; pin and yoke mechanisms 121, 122 cooperate with these tabs; yoke 122 is joined in each case to a piston rod 123, which extends downward into an air cylinder 124 mounted on a base 125 fixed to the upper part of the primary structure 1. In the embodiment shown , there are two air cylinders, one on each side of the length of the machine.
The compression of the air below the pistons, inside the cylinders 124, dampens the downward displacement of the superstructure and at least partially balances the weight of the superstructure.
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ture and the forces of inertia resulting from the reversal of the direction of motion thereof.
Turning now to Figures 2, 4, 11 and 12, it can be seen that the shafts 18 serving to drive the crank mechanisms 5 comprise, in addition to the universal joints 108 already mentioned, universal joints 130 arranged immediately in front of the shaft. front wall of lower gearbox 26. Where shafts 18 pass through this wall, they are supported in bearings 131. The rear ends of shafts 18 are supported in like bearings 132. One pi - conical gnon 133 is keyed on each of the shafts 18 near the bearings 132.
These bevel gears 133 mesh with gears 134 located respectively at each end of a cross shaft 135 mounted in suitable bearings. One of these bearings, designated 136, appears near the right hand end of Figure 12.
The cross shaft 135 is driven through a claw clutch having a sliding clutch member 137, which is keyed to the shaft by the key 1380. The member 137 can be moved along the shaft. shaft 135 by a fork 139 articulated at 139a on the inner face of the front wall of the lower gearbox 26. The fork 139 is located astride the movable clutch element 137 to which it is connected . At its other end, the fork 139 is connected to a sliding rod 140 disposed largely, but not entirely, inside the lower gearbox 26.
At its projecting outer end, the rod 140 is connected by an element 141 to a second sliding rod 142, which extends along the length of the box 26, immediately behind the latter. At its remote end, near the left end of Figure 12, the sliding rod 142 carries a link member 143 by which it is actuated from one of the control handles 144 shown in the figures. Figures 2, 4 and 11 By pulling on the appropriate handle, the sliding outer rod 142 and hence sliding inner rod 140 can be moved from right to left (looking at figure 12),
by thus engaging the jaws of the movable clutch element 137 with those of the cooperating clutch element 145 ..
The latter is mounted rigidly, together with a bevel pinion 146, by means of a key 147, on a hollow shaft 148, which surrounds the transverse shaft 135 over about half of its length. The hollow shaft 148 is mounted in bearings 149 and 150, on transverse structural elements forming part of the frame of the lower gearbox 26 (FIG. 12). Thus, when the clutch elements 137 and 145 are engaged, the power transmitted by the main drive shaft 28 to the hollow shaft 148 is communicated by the clutch element 145 to the drive element. clutch 137, and thence to the transverse shaft 135, to the toothed wheels 133 and 134 located at the ends thereof, and finally to the shafts 18 which drive the crank mechanisms 5.
Power is transmitted from the main drive shaft 28 to the hollow shaft 148 via a gear change mechanism comprising three toothed wheels 155; 156 and 157, the diameters of which are gradually increasing; the hubs 158, 159 and 160 of these toothed wheels are wedged on the hollow shaft 148 by means of keys 161 and 162. The main drive shaft 28, which is parallel to the hollow shaft 148, carries pinions 163 , 164 and 165, which mesh respectively with the toothed wheels 155, 156 and 1570 The pinions 163, 164 and 165, are supported by bearings mounted on the main drive shaft (FIG. 12).
The toothed wheels 163 and 164 mounted on the main shaft 28 can be selectively connected together by a movable member.
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clutch 166, which is mounted on the grooved outer surface of a sleeve
167, itself mounted rigidly on the shaft 28 by means of a key 1680
The clutch element 166, which is shown in its neutral position, can be moved as desired, either to the left or to the right of FIG. 12, so as to engage the clogs of its left end. with those of toothed wheel 163, or the jaws of its right end with those of toothed wheel 1640
In order to be able to move the clutch element 166, there is provided a fork 169 mounted on a hollow shaft 170, which is supported in a bearing 171,
near the main drive shaft 28. The hollow shaft
170 can be moved to the left or to the right (looking at figure 12) by means of a link member 172, to which is coupled one of the handles 144 visible in figures 2, 4 and llo. moves the shaft 70 in either direction, the jaws of the movable clutch element 166 engage the jaws of the toothed wheel 163 or of the toothed wheel 164 as the case may be, transmitting thus power from the main shaft 28, through the splined sleeve 167, to the movable clutch movable member 166, and then to the gears 163 and 155 or the gears 164 and 1560
A second movable clutch element 173 is slidably mounted on a splined sleeve 174,
which is itself wedged on the main shaft 28 by a key 175 As can be seen in FIG. 12, the clutch element 173 is provided with jaws capable of engaging in the similar jaws of the toothed wheel 165. The clutch element 173 is shown in the neutral position in Figure 12; can be moved to the left (looking at figure 12), from this position, so as to come into engagement with the toothed wheels 165 and 157, by means of an actuator 176 mounted on a rod 177 itself supported at one end in a bushing 178 Rod 177 is surrounded by hollow shaft 170 for most of its length.
Near its outer end, the hollow shaft 170 has an opening (not shown) which allows a connection to be made between the rod 177 and one of the handles 144 The connection element is shown at 179 By actuating the appropriate handle 144 , the rod 177 can be moved along its axis. As a result, the clogs of the clutch element 173 and the clogs of the toothed wheel 1650 can be engaged or separated.
The transmission mechanism which has just been described makes it possible to vary the speed ratio between the main shaft 28 on the one hand and the driven shafts 135 and 148 on the other hand.
In the embodiment shown, this ratio is respectively equal to 2/1, 3/1 and 4/1 depending on whether the drive is effected by the toothed wheels 155, 156 and 1570 As will be explained later, this allows to make the saw carry out 2, 3 or 4 turns for a complete turn of the eccentric 15 carrying the cam 12, and also for a complete turn of the eccentrics 105 which raise and lower the superstructure 4.
As seen in Figure 12, the movable clutch element 137 carries a bar which transmits the sliding movement of the element 137 to a rod 181 supported on the front wall of the lower gearbox 26 by means of gears. brackets 182. At its left-hand end, as seen in FIG. 12, the rod 181 is provided with a shoulder and a nut 1. $ la to connect it to the bar 180. At its other end, the rod 181 is provided with a detent 181b capable of entering a cavity 183 provided at the periphery of a disc 184, which is keyed on the shaft 18, at the right end of the lower gearbox 26 .
These parts are shown in elevation in Figure 14, where it can be seen that the disc 184 carries a cavity 183 into which the trigger 18112 can penetrate ... Thus, when the movable clutch element 137 is disengaged from the element clutch 145, the trigger 181b enters the cavity 183 and locks the shafts 18 and the two crank mechanisms 5 in a predetermined position.
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To drive the eccentric 15, a bevel gear 146 mounted on the hollow shaft 148 meshes with another bevel gear 185, which faces upward and which is rigidly mounted on the upper end of a vertical shaft 186; this extends downward and pivots in a bearing 187 fixed to the bottom of the gearbox 26 (figure 13) The lower end of the vertical shaft 186 extends into a housing 188 (figures 11) and 16) and journals therein;
in this housing is a mechanism with helical wheel and worm, of which the impeller 189 is mounted on the eccentric shaft 17 and the worm 190 is mounted on the vertical shaft 186 Thus, the hollow shaft 148 drives the vertical shaft 186 via the bevel gears 146 and 185. The shaft 186 drives the eccentric shaft 17, the toothed wheels 16a and 151 and the eccentric 15, via the screw mechanism endless and helical impeller enclosed in the housing 188.
Considering again Figures 12 and 13, it is seen that a bevel gear 191 is keyed to one end of the main drive shaft 28. This bevel gear 191 meshes with another bevel gear 192 which faces towards the left. high and mounted on a vertical shaft 193 journalled in a bearing 194 Shaft 193 passes through the bottom of the gearbox 26 and extends into a second housing 195 to drive a worm and helical wheel device therein ; this second housing 195 is disposed, as seen in Figure 16, at the rear and on the side of the housing 188. As seen in Figures 11 and 16, the vertical shaft 193 drives the wheel 196 by the 'intermediate the worm 197 mounted on the shaft 193. The helical wheel 196 is mounted on the camshaft 13.
Consequently, the cam 12 at the front end of the machine is driven through the various parts just described at a speed which depends on the speed of the drive shaft 28. A Bevel gear 201 facing down (Figures 11 and 13) also meshes with bevel gear 191 mounted on main drive shaft 28.
This bevel gear 201 is mounted on a vertical shaft 202 journaled in a bearing 203 (FIG. II), which passes through the upper wall of the lower gearbox 26 and extends into the upper gearbox 27. At the end top of shaft 202 is an upward facing bevel gear 204, which meshes with a forward facing bevel gear 205 mounted at the rear end of shaft 19, from which cranks 6 are driven. saw support arranged at the front end of the machine.
The shaft 19 is supported, as seen in Figure 2, in suitable bearings mounted in blocks 206 and 207, which are located in the rear and front walls of the upper gearbox 2a respectively. gears respectively driving the cranks 6 and the camshaft 13, from the drive shaft, are such that the cranks 6 and the cam 12 rotate at the same speed but in opposite directions.
A pinion 208, meshing with an idle pinion 209, which itself meshes with a toothed wheel 210, is mounted on the shaft 19 at the rear of the bearing block 207; these members are shown clearly in figure 2. as seen in figure 17, the toothed wheel 210 is mounted on a short shaft 211, which protrudes forward into a differential 212 housed in the upper gearbox 27, at the rear of the bearing block 213 of the rear end of the shaft 20. On the differential 212 is mounted a wheel 214 cooperating with a worm 215 itself mounted on a transverse shaft 216, which is coupled to the adjustment motor 32 as will be explained a little later.
The transverse shaft 216 serves as an input shaft for the power supplied by the tuning motor; it transmits this power to the differential 212 through the helical wheel 214 and the worm 215.
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As can be seen in FIG. 17, the differential 212 comprises a planet carrier cage 221 and two planet wheels 222; these are carried by the ends of a shaft 223. The short shaft 211 carrying the toothed wheel 210 enters the planet carrier cage 221 and is journaled in bearings arranged in a hollow support shaft 225; shaft 225 is itself supported inside a sleeve 226 which projects rearwardly and forms part of the cage 221. At the end of this sleeve 226 and inside the cage 221, the shaft 211 carries a toothed pinion 224.
Opposite this pinion 224 is an output pinion 227 mounted on a short shaft 228 coupled to the rear end of the axle 20.
This shaft 228 pivots in bearings arranged in a hollow shaft 229, which itself pivots in a sleeve 230 projecting forward and constituting a part of the cage 221. Like the sleeve 226 located on the other side of the shaft. differential 212, the sleeve 230 is supported in one of the structural members forming part of the upper gearbox 27. The operation of the differential 212, including the helical wheel 214, the worm 215 and the cross shaft 216, is analogous to the operation of the corresponding elements described in the Belgian patent of the applicant of July 31, 1953 for 'Flying saw'.
In summary, the shaft 20 and the adjusting shafts 72 are normally driven at the same speed and in the same direction as the shafts 49, and the cranks 6 are normally kept at a fixed length. However, using the adjusting motor, the shafts 20 and 72 can be rotated relative to the shafts 49, thereby rotating the adjusting screws 59 and thereby changing the length of the cranks. This can be done while the machine is running.
The differential drive by the adjustment motor is performed by the transverse shaft 35 and a gearbox 235 which is arranged on the extension 1a of the primary support structure 1 (Figures 1 and 2). As seen in Figure 11, a rearwardly extending lower shaft 236 transmits power from gearbox 235 to bevel gears (not shown) housed in housing 237 at the base of hollow post 238. This upright, which is supported by a fitting 239 fixed to the lower gearbox 26 (Figure 11), contains a shaft through which the power collected on the bevel gears mounted at the rear end of the shaft 236 is transmitted. to a conical torque housed in a spherical housing 240, at the upper end of the upright 238.
From this bevel torque, power is transmitted to the differential 212, in the upper gearbox 27, through the transverse shaft 216, the worm 215 and the helical wheel 214 mounted on the planet carrier cage 221.
It is possible, if desired, to take at the top of the upright 238 the power necessary to actuate an indicator; this removal is effected by an appropriate system of shafts and gears connected to the gears of the housing 240.
The positive and variable drive mechanism 29 can be adjusted via the upper shaft 241 (Figures 1 and 11); by virtue of this shaft parallel to the shaft 236, power can be taken from gears suitably disposed within the gearbox 235 and transmitted to a second pair of bevel gears (not shown) housed in the housing 237.
Thanks to a suitable shaft housed in a second hollow upright 242, supported by a fitting 243 (figure 11), the power is transmitted to a casing 244 located at the upper part of the upright 242. In this casing 244, suitable gears transmit the power to a shaft 245 (Figures 1 and II) provided on the control screw of the mechanism 29. In this way, the mechanism 29 can be adjusted by means of the adjustment motor 32.
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Appropriate clutches are provided in the transmissions to effect the various adjustments, so that the speed can be adjusted simultaneously or separately, as desired, through mechanism 29, the length of the crank arms and the cylinders. All of these adjustments can be made while the machine is running, and the gear combination is chosen, if the adjustments are made simultaneously, so as to maintain substantially the correct relationships between speed, crank arm length, and pitch. between primary and secondary support structures.
The operation of the machine is essentially the same as that described in the patent cited above, with the difference, however, that the superstructure 4, and therefore the whole of the saw, are driven in a reciprocating vertical movement, so as to to be able to work with parts of larger diameter than in the machine according to this patent, or to be able to work with parts of a smaller diameter with zero or at least reduced deviation of the part under the action of the cam.
In summary, the machine is mounted by choosing the desired speed ratio between the crank arms on the one hand, the eccentric 15 supporting the camshaft and the eccentrics 105 of the crank mechanisms 5, on the other hand. go.
Mechanism 29 is adjusted to achieve the desired relationship between the speed of the workpiece and the rotational speed of the saw assembly, thereby determining the length of cut. The length of the crank arms is adjusted to approximately achieve the correct linear speed of the saw at the time of cutting, and the jacks 3 are adjusted to achieve the correct spacing between the primary and secondary support structures, so that the saw completely cuts the part but does not touch the cam 12 at the time of cutting, nor the part outside the moments of the cut. The final settings are made while the machine is in operation.
The drive mechanism is such that the rotation of the cam 12 and that of the whole saw are synchronized, so that the notch 'it receives the saw at the time of cutting, the cam 12 and the assembly. saw rotating at the same speed but in opposite directions.
The drive of the eccentric 15, which lifts the cam, and the drive of the eccentrics 105 which actuate the crank mechanisms 5, are also synchronized so that at the time of cutting the superstructure 4 is lowered to its highest position and that the cam 12 is raised by the eccentric 15 to its highest position.
However, the eccentric 15 and the crank mechanisms 5 bring the parts into the cutting position only once for 2, 3 or 4 turns of the cranks 6 in the embodiment shown in the drawing.
Thus, with the present machine, it is possible to cut pipes of a significantly larger diameter than with the machine according to the patent mentioned above, and this without excessive deviation of the pipe. The cut performed during a comparatively short displacement of the pipe and a correspondingly small amplitude displacement of the saw in its orbit.
The same machine can obviously be used for smaller pipes; in this case, the vertical movement of the superstructure can be suppressed by disconnecting the drive from the eccentrics 105; the machine then operates in the same way as that described in the patent cited by reference; on the other hand, it is possible, if desired, to disconnect the drive from the eccentric 15, in which case the pipe is not deflected by the cam 12, but simply supported by the latter and the movement necessary for obtaining the intersection of the path of the saw with that of the workpiece is then achieved almost entirely by the vertical movement of the superstructure 4 and through the operation of the crank mechanisms 5.