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La présente invention est relative aux outils pour appliquer les bouchons-capsules aux systèmes de fermeture de récipients et concerne en particulier les outiles manoeuvrés à la main et actionnés par une éner- gie motrice.
Bien que les outils manuels pour l'application de bouchons- capsules pour systèmes de fermeture de barils et fûts en acier soient devenus d'un usage répandu dans le monde entier et accomplissent généralement un travail efficace,, on a constaté au cours des dernières années que les outils actionnés par une énergie motrice permettent non seulement d'économiser considérablement les efforts de l'opérateur, mais aussi d'effectuer le travail plus rapidement et, dans une certaine mesure, d'une meilleure façon. En outre, la vitesse des "chaînes" où s'effectue le remplissage des fûts a atteint actuellement un point où l'application de bouchons-capsules par une opération purement manuelle, même lorsqu'un outil à main efficace est utilisé., crée un retard par rapport à l'ensemble dutravail.
Certains outils pour l'application de bouchons-capsules, actionnés par énergie motrice, ont déjà été établis et sont employés dans la pratiqueo Toutefois, ces outils ont été conçus afin de répondre aux besoins de quelques unes des plus importantes et plus rapides chaînes de remplissage des raffineries de pétrôleo De tels outils, établis en vue d'un usage continu à grande vitesse et en vue de durer pendant un temps prolongé, tout en nécessitant un minimum d'entretien et de réparations, sont eux-mêmes d'un prix de revient très élevé et, pour assurer un fonctionnement efficace, exigent des accessoires coûteux.
D'une façon générale, le coût de tels outils est hors de proportion avec les avantages qu'ils pourraient procurer à un grand nombre de petits exploitants de chaînes de remplissage des industries chimique et pétrolière. Ainsi, il existe une demande pour un outil de capsulage manoeuvré à la main, outil qui serait plus économique tout en étant hautement efficace et qui servirait à accomplir le travail voulu par le personnel préposé aux chaînes de remplissage moins importantes.
L'outil selon la présente invention répond à ces besoins, et cela d'une manière hautement efficace. L'outil même est d'un caractère économique d'une construction simple et d'un fonctionnement infaillible.
Il comporte une combinaison qui consiste en la réunion, opérée d'une manière inédite et efficace, de certains éléments normaux déjà connus. L'outil ainsi réalisé est d'un poids réduit au point que son équilibrage peut être assuré par un simple système à câble, à poulie et à contrepoids, en faisant appel à des pièces disponibles dans n'importe quel atelier mécanique ou usine.
Un tel outil fonctionne pendant un temps considérable sans nécessiter un entretien ou un..remplacement de pièces et, en réalité, se comportera partialement même dans les conditions rigoureuses qui existent dans les chaînes de remplissage plus importantes et plus rapides.
Partant de ce qui précède, la présente invention vise à établir des outils de capsulage, perfectionnés, manoeuvrés à la main, actionnés par une énergie motrice et destinés à appliquer des bouchons-capsules aux systèmes de fermeture de barils et fûts d'acier. Un autre objet de l'invention consiste à établir des outils de capsulage d'un poids réduit.
Un autre objet de l'invention consiste à établir des outils de capsulage de construction simple et économique.,
Un autre objet de l'invention consiste à établir des outils de capsulage de construction robuste et sûre en dépit de leur poids réduit.
Un autre objet de l'invention consiste à établir des moyens pour constituer de tels outils de capsulage en tant que combinaisons com-
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prenant des organes aisément disponibles,
D'autres objectifs, plus détaillés, de l'invention s'imposeront d'eux-mêmes à l'esprit ou seront mis en évidence au cours de la description de l'invention qui suit et qui sera considérée en regard des dessins annexes.
Dans ces dessins:
La fig. 1 est une vue d'élévation frontale d'un outil de capsulage ou d'obturation selon l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe horizontale de cet outil suivant les lignes 2-2 de la fig. 1 et en regardant dans la direction des flè- ches.
La fig. 3 est une vue fragmentaire en élévation latérale de l'outil de la fige 1, cette vue montrant les carters de la chambre à air et de la timonerie.
La figure 4 est une vue fragmentaire en élévation frontale, analogue à la fige l, mais montrant l'outil dans la position d'extension ou ouverte, certaines parties du carter de la chambre à air.étant arrachées afin d'exposer l'intérieur de cette chambre, la moitié avant 'du carter qui recouvre les organes de guidage et la timonerie étant enlevée, de manière à exposer ces organes,
La fig. 5 est une vue analogueà la fig. 4, mais montrant l'ou- til dans la position de contraction ou fermée.
La fig. 6 est une vue fragmentaire en élévation latérale du mécanisme de liaison et de guidage de l'invention, dans la position d'extension ou ouverte, comme montré dans la fig. 4 et en regardant celle-ci depuis la droite.
La fig. 7 est une vue analogue à la fig. 6, mais montrant les mêmes organes dans la position de contraction-ou de fermeture.
La fig. 8 est une vue en perspective du mécanisme de guidage et de transmission, destiné à faire en sorte que les moyens de pression agissent sur la tête capsuleuse.
La fig. 9 est une vue en perspective de l'étrier renversé, pris séparément, des organes de guidage et de transmission de la fig. 8.
La fig. 10 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 10-10 de la figo 8 et en regardant dans le sens des flèches.
La fige 11 est une vue en perspective de la barre de poussée prise séparément.
,La ;tige 12 est une vue en perspective d'une cheville de guidage prise séparément.
La fig. 13 est une vue analogue à la fig. 6, mais montrant un système de liaison et de guidage d'une forme légèrement modifiée.
La fig. 14 est une vue de la variante montrée dans la fig.
13, cette vue étant prise à angle droit par rapport à cette dernière fig. et
La fig. 15 est une vue en coupe suivant la ligne 15-15 de la fig. 14 en regardant dans le sens des flèches.
L'outil selon la présente invention comporte principalement une chambre à air désignée généralement par 1, un mécanisme de transmission d'énergie, de guidage et de liaison, généralement désigné par 2 et une tête capsuleuse, généralement désignée par 3. Ces éléments assemblés entre eux sont supportés d'au-dessus par une tige 4 qui constitue en réalité un tube faisant partie de la canalisation à air et qui se visse dans le rac-
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cord de sortie 5 d'une soupape à air à trois voies généralement désignée par 6. Au-dessus de la soupape à air, un tuyau à air souple 7, muni d'une garniture appropriée est attaché à un manchon réducteur 8, qui est vissé à son tour dans le raccord d'entrée 9 de cette soupape.
Une bande 10, servant à suspendre l'outil à un contre-poids approprié, présente une par- tie 11 qui entoure le manchon réducteur 8 et qui s'engage sous la tête de ce dernier.
La soupape 6 est une soupape courante à trois voies, prévue pour contrôler l'écoulement de l'air du tuyau 7 vers le tube 4. Le plon- geur 12 de cette soupape est normalement placé de façon à interrompre cet écoulement; toutefois, lorsqu'il est enfoncé vers l'intérieur par la manet- te 13, il ouvre le passage de telle façon que l'air venant du tuyau 17 puisse s'écouler vers la chambre le Lorsque la manette occupe la position relâchée ou extérieure,, comme montré dans la fig. 1, elle permet le re- tour de l'air de chambre 1, à travers le tube 4, d'où il s'échappe à l'at- mosphère, le tout comme il est connu en soi dans le domaine des soupapes.
Il est bien entendu que l'orifice d'échappement à l'atmosphère est obtu- ré lorsque la soupape a été manoeuvrée de façon à permettre le passage de l'air du tuyau 7 vers le tube 4.
Tout comme la soupape 6, la chambre 1 n'est pas inédite en soi mais est employée ici en tant qu'élément d'une combinaison inédite, En réalité, la chambre telle que représentée ici est exécutée par la firme Bendix Westinghouse Automotive Air Brake Company, Elyria Etat d'Ohio, Etats-Unis et est vendue par celle-ci sous la marque "Rotochamber". Cette chambre consiste généralement en un carter 15 en forme de dôme, dont la partie supérieure présente un diamètre légèrement réduit, comme montré en 16 et est destinée à loger la membrane lorsque celle-ci est dans la position retirée.,
La membrane figs.
4 et 5 est constituée par un empilage d'é- léments métalliques en forme de disques,supportés depuis la paroi latérale du carter à l'aide d'un manchon réversible en tissu caoutchouté, qui supporte les éléments métalliques d'une manière permettant les déplacements de ceux-ci. Les éléments métalliques empilés consistent en une cuvette renversée 17, qui présente un renfoncement à l'endroit où la paroi supérieure en forme de disque rejoint la jupe latérale;, et en une plaque 18 en forme de disque, de profil complémentaire, munie sur sa périphérie d'une lèvre 19 qui se superpose à la dite partie renfoncée.
Ce renfoncement reçoit une extrémité à bourrelet 20 du manchon 21 en tissu caoutchouté. L'autre extrémité 22, du manchon 21, est retenue contre la paroi latérale du bottier 1, à l'endroit où celle-ci s'infléchit vers l'intérieur, ce manchon étant serré entre les parties 15 et 16 à l'aide d'une lèvre évasée, formée sur un élément 23 en forme de cuvette. Ce dernier élément repose à l'intérieur de la partie 16 du carter 1 et est fixé à celui-ci par sa paroi supérieure,au moyen d'une série de boulons 24. L'élément 23 comporte également une partie centrale supportant le raccord fileté 25 qui se trouve dans Malignement du tube 4.
Revenant à la construction de la membrane:, il convient de noter qu'une plaque 26 en forme de disque est disposée à l'intérieur du logement 17 en forme de cuvette et est immobilisée dans celui-ci par les mêmes boulons qui serrent les éléments 17 et 18 l'un à l'autre, de manière à assujettir le bord 20. La tige de commande 27 est soudée ou fixée d'une autre manière appropriée à la plaque 26 et se dirige vers le bas à partir de celle-ci, cette tige émergeant à l'extérieur du.carter 1 à travers un orifice 28 prévu dans le chapeau de fermeture 29 en forme de cuvette, qui masque la partie inférieure 15 du carter 1. Le chapeau de fermeture 29 est aisément amovible, ce chapeau n'étant retenu que par les boulons 30.
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Il ressort de ce qui précède que lorsque l'air sous pression est admis dans la partie supérieure 16 du carter, située au-dessus de la membrane, cette dernière est refoulée vers le bas, et le manchon caoutchouté 21 est amené à se déployer de ce fait, en passant de sa position de la Fige 4 à celle de la Fig. 5. Ceci permet à la tige 27 d'effectuer une course importante, en exerçant un effort considérable, à condition que la pression de l'air soit suffisante. Cette construction est néanmoins légère et économique, sans qu'il soit nécessaire d'observer la précision qu'exigent des pistons ajustés qui se déplacent dans un cylindre.
Un ressort de compression 31 est prévu pour ramener la membrane de la position de la Fig. 5 dans celle de la Fig. 4, après que l'arrivée d'air a été¯interrompue, Comme on le voit, ce ressort agit entre l'élément 29 et la face inférieure de la plaque 26.
La tête de l'outil de capsulage, appelée à être actionnée par le dispositif à membrane qui vient d'être décrit, est une construction telle que représentée dans le brevet américain N 2.034.776 de John W. Shera, daté du 24 mars 1936 ou dans le brevet américain n 2.209.851 de John W. Shera, daté du 30 juillet 1940. Les détails du fonctionnement interne de telles têtes d'outils ne font pas partie de la présente invention. il suffit ici de comprendre le mode de fonctionnement général de tels outils, en se référant aux brevets ci-dessus quant aux détails.
D'une manière générale, de telles têtes d'outils de capsulage comprennent une tige centrale 35 qui supporte un cadre sur lequel plusieurs mâchoires 36 sont montées à pivotement. Ces mâchoires sont établies de telle manière que, lorsqu'elles se trouvent dans la position de capsulage, comme montré dans les Figs. 1 et 5, leurs faces actives sont rapprochées de manière à former un cercle complet. Le montage des mâchoires comporte la prévision de moyens élastiques, de sorte que, lorsque ces mâchoires occupentla position de retrait, le cercle s'ouvre et les mâchoires se séparent, comme montré-dans la Fig. 4.
Le resserrement des mâchoires en un cercle fermé est effectué à l'aide d'une enveloppe en forme de cloche 37, dont le bord est muni d'une surface arrondie destinée à agir sur la surface extérieure 38 des mâchoires et à les forcer vers l'intérieur, de manière qu'elles occupent une position jointive ou de capsulage.
L'enveloppe 37 en forme de cloche et la tige 35 sont montées à mpuvement longitudinal relatif. Ce mouvement est normalement opéré à la suite d'une manoeuvre manuelle, par l'entremise d'une poignée et d'une timonerie, qui fournissent une énergie considérable. Toutefois, dans le cas présent, les légers organes pneumatiques, décrits ci-dessus, fournissent l'énergie nécessaire pour effectuer le capsulage, l'invention ayant pour objet de combiner ces organes moteurs avec la tête capsuleuse. Les dits organes sont mis en action par le mécanisme qui sera décrit ci-après.
Il convient de noter en premier lieu que la tige 27 n'est pas contrainte à suivre un trajet axial exact, mais dispose d'une certaine liberté de mouvement dans le sens latéral, grâce au montage flexible de la plaque 26 sur le manchon de tissu caoutchouté 21. Ce mode--de montage flexible réduit considérablement le poids du dispositif d'actionnement par rapport à celui d'un cylindre pneumatique à piston ajusté; toutefois, afin d'assurer un fonctionnement efficace de la tête capsuleuse, le mouvement de la tige 27 doit être limité dans le sens latéral et être transmis d'une manière avantageuse du point de vue mécanique. Ces objectifs sont réalisés à l'aide du système de guidage et de liaison selon l'invention.
En considérant la Fig. 8, on voit que la tige 27 est filetée en 40 dans un orifice central prévu dans une barre de poussée oblongue.
41. La-barre 41 comporte une partie principale rectangulaire, munie de pattes de montage 42 et 43, de largeur réduite, qui s'étendent vers l'extérieur à partir de cette barre. Les parties 42 et 43 sont percées en 44
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et en 45, en vue de recevoir des pivots qui seront décrits dans la suite.
La partie principale de la barre de poussée 41 est percée, au voisinage de ses extrémités, dorifices 46 et 47 (Fige 11) afin de recevoir des chevilles de guidage 48 et 49 qui émergent à l'extérieur à partir des faces latérales 50 de la barre de poussée. Les parties émergeantes de ces chevilles peuvent être munies au besoin de galets.
Les chevilles 48 et 49 sont identiques et présentent un tron- çon intermédiaire 51 de diamètre réduit (Fig. 12) destiné à recevoir l'extrémité d'une vis d'arrêt logée dans un orifice 52 de la barre de poussée.
La barre de poussée monte et descend dans un élément en forme de chape ou d'étrier renversé désigné généralement par 53 dans la Fig.
9. Cet élément comporte une base 54 perforée axialement en 55 et présente une paire de flasques ou branches latérales parallèles 56 et 57 qui se terminent par des oreilles 58 et 59 orientés vers l'extérieur et munies de perforations 60 et 61. La largeur des branches 56 et 57 est telle que les chevilles 48 et 49 sont en contact -coulissant avec-les tranches 62 et 63 de ces branches. Les chevilles 48 peuvent être montées au besoin à rotation, en ayant soin toutefois que le jeu soit réduit au minimum, étant donné qu'il s'agit de réaliser un mouvement uniforme et précis.
D'autre part,, la largeur de la partie principale 41 de la barre de poussée est telle que cette barre s'intercale entre les surfaces latérales intérieures opposées des rails 56 et 57 et peut coulisser verticalement dans les deux sens entre celles-ci, avec un jeu minimum.
Un élément en forme de "H",généralement désigné par 65 (Fig.
10) ,est ajusté dans l'étrier renversé et est convenablement fixé dans celui-ci entre les branches ou flasques latéraux 56 et 57. Cet élément comporte une partie principale 66 munie d'un orifice taraudé 67, qui le traverse de part en part et qui coïncide avec l'orifice 55, cet orifice étant appelé à recevoir l'extrémité supérieure filetée de la tige 35 de la tête-capsuleuse. Des paires d'oreilles 68-69, 70-71 se dirigent vers l'extérieur depuis la partie principale 66 de l'élément en "H" et s'étendent au-delà des faces latérales de l'étrier renversé.
Ces oreilles sont munies en 72 et en 73 de forages alignés qui traversent les deux oreilles de chaque paire et qui sont destinés à recevoir Las pivots d'articulation qui seront décrits dans la suite.
Revenant aux Figs. 4, 5, 6 et 7, on voit que des systèmes de timonerie identiques sont prévus aux deux extrémités de la barre de poussée, de sorte qu'il suffit de décrire en détail un seul de ces systèmes. Premièrement deux bielles de-poussée 74, 75 (Fig. 6) sont articulées en 76 à la barre de poussée 41 au moyen des pivots d'articulation 76.
Ces bielles sont situées de part et d'autre de la patte 43 et sont guidées par les faces latérales de celle-ci.
Les extrémités inférieures des bielles 74 et 75 sont articulées au moyen d'un autre pivot d'articulation 77 à une extrémité d'une plaque désalignement 78, de part et d'autre de celle-ci. La plaque 78 s'élargit vers l'extérieur à son extrémité opposée, une partie de cette extrémité étant articulée, à l'aide du pivot 79, entre les oreilles 70 et 71 de Isolément "H". A l'autre coin de cette extrémité élargie de la plaque 78 sont articulées deux bielles 80 et 81 à l'aide d'un pivot d'arti- culation 82.
Les bielles 80 et 81 s'appliquent contre les faces latérales de la plaque 78 et se dirigent vers le bas., de manière à embrasser les faces latérales d'une oreille de montage 88, orientée vers le haut et fixée à l'extrémité supérieure de l'enveloppe 37 en forme de cloche. Les bielles 80 et 81 sont fixées à l'oreille 87 au moyen d'un pivot d'articu- lation 830
L'étrier renversé 53 est fixé à l'élément de base 29 de la
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chambre à air au moyen d'une paire de boulons 84 et 85 qui traversent les perforations 60 et 61 et se vissent dans-les-bossages 86 et 87 prévus à cet effet sur la surface supérieure de l'élément 29.
On supposera qu'il s'agit d'amener l'outil de la position -écartée de la Fig. 4 à la position contractée de la Fig. 5. Dans ce cas on envoie de l'air dans l'extrémité supérieure de chambre 16, au-dessus de-l'élément 18. La tige 27 est ainsi refoulée vers le bas et, comme elle est fixée dans la barre de poussée 41, elle fera glisser celle-ci vers le bas dans sa monture formée par l'étrier reversé. Le mode de montage de la barre de poussée dans cet étrier limite le déplacement de la tige 27 à un axe rectiligne, aligné avec l'axe de la tige de la tête de capsulage.
Par conséquent, les bielles 74 et 75 sont repoussées vers le bas et quel- que peu:vers l'extérieur, provoquant ainsi un mouvement de basculement vers le bas des plaques 78 autour de leurs points de pivotement 79. Ceci aura pour effet d'abaisser les bielles 80 et 81 et, finalement,de forcer les extrémités articulées 82 et 83 de celles-ci à se déplacer vers l'intérieur, de sorte que ces bielles se voient finalement imprimer une action de ge- nouillère et aboutissent à une position sensiblement verticale, comme mon- tré dans la fig. 5. Ce dernier mouvement vers l'intérieur des bielles 80 et 81 imprime une grande intensité finale à l'opération et amplifie dans de grandes proportions l'effort exercé par la membrane, de sorte que l'ac- tion de capsulage se termine par l'établissement d'un excellent joint,
étanche-et uniforme. Le système de timonerie de liaison et les positions relatives précises des organes supportés par l'étrier renversé procurent la certitude que l'opération sera uniforme toutes les fois que l'outil sera actionné. Ceci a pour effet non seulement d'assurer l'uniformité du capsulage, mais aussi de protéger les organes qui transmettent l'effort de la membrane à la tête capsuleuse contre une usure inégale et excessive.
Les figs. 13,14 et 15 représentent un mode de montage de la barre de poussée, qui diffère légèrement de celui décrit plus haut. Ici, l'étrier renversé 53 est identique à celui décrit ci-dessus. Toutefois, la barre de poussée 90, au lieu de présenter des chevilles de guidage des- tinées à s'appliquer contre les tranches 62 et 63 de l'étrier renversé, présente un corps principal diminué, ce qui laisse des bras oblongs 91 et 92 aboutissant à des épaulements 93 et 94, etc.., ces épaulements étant situés dans le prolongement des faces extrêmes opposées des branches de l'étrier renversée Des éléments de guidage-95 en forme de "U", fixés aux branches de cet étrier, présentent des ailes 96 et 97 dont les faces in- térieures sont en contact de glissement avec les surfaces 93 et 94.
Ces branches guident la barre de poussée dans son mouvement de coulissement, tout comme le faisaient-les chevilles 47 et 48 dans le mode d'exécution précédent. Le système à bielles, ainsi que tous les autres organes du mécanisme de liaison demeurent les mêmes que précédemment, de sorte qu'ils sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
Il est bien entendu que les éléments de guidage 95 et 98, prévus sur les côtés opposés de l'étrier sont identiques tout comme le sont d'ailleurs les dispositions adoptées en vue d'assurer leur contact de glissement avec la-barre de poussée,
D'autres mécanismes propres à réaliser la combinaison selon l'invention pourraient venir d'eux-mêmes à l'esprit des hommes de métier, et il est bien entendu que les modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus doivent être considérés comme démonstratifs et non limitatifs.
De plus, et vu que certaines modifications peuvent être apportées à la construction ci-dessus et que différents modes de réalisation de l'inven- tion pourraient être établis sans sortir du cadre de celle-ci, il est bien entendu que toute la matière contenue dans la description ci-dessus ou re- présentée dans les dessins annexés, sera interprétée dans un sens démonstra- tif, mais non limitatif.
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The present invention relates to tools for applying caps-caps to container closing systems and relates in particular to tools operated by hand and actuated by motive energy.
Although hand tools for the application of cap-caps for closing systems for steel barrels and drums have become in widespread use around the world and generally do an efficient job, it has been found in recent years that tools powered by motive power not only save the operator's effort considerably, but also get the job done faster and to some extent in a better way. In addition, the speed of the "chains" where the filling of the barrels takes place has now reached a point where the application of caps by a purely manual operation, even when an efficient hand tool is used, creates a problem. delay in relation to the whole work.
Some tools for the application of motive power operated caps have already been established and are used in practice. However, these tools have been designed to meet the needs of some of the larger and faster filling lines. oil refineries o Such tools, established for continuous use at high speed and to last for an extended time, while requiring a minimum of maintenance and repairs, are themselves priced at very high cost and, to ensure efficient operation, require expensive accessories.
In general, the cost of such tools is out of proportion with the benefits they could provide to a large number of small operators of filling lines in the chemical and petroleum industries. Thus, there is a demand for a hand-operated capping tool which would be more economical while being highly efficient and which would serve to accomplish the work required by personnel in charge of smaller filling lines.
The tool according to the present invention meets these needs in a highly efficient manner. The tool itself is economical in nature, simple in construction and infallible in operation.
It comprises a combination which consists of the reunion, carried out in a novel and efficient manner, of certain normal elements already known. The tool thus produced is of a reduced weight to the point that it can be balanced by a simple cable, pulley and counterweight system, using parts available in any mechanical workshop or factory.
Such a tool operates for a considerable amount of time without requiring maintenance or replacement of parts and, in reality, will perform partially even under the severe conditions that exist in larger and faster filling lines.
On the basis of the foregoing, the present invention aims to establish capping tools, improved, operated by hand, actuated by motive energy and intended to apply caps-caps to closure systems for barrels and steel drums. Another object of the invention is to establish capping tools of reduced weight.
Another object of the invention is to establish capping tools of simple and economical construction.
Another object of the invention is to provide capping tools of robust and safe construction despite their reduced weight.
Another object of the invention is to establish means for constituting such capping tools as combined combinations.
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taking readily available organs,
Other, more detailed, objectives of the invention will be obvious or will become evident in the course of the description of the invention which follows and which will be considered with reference to the accompanying drawings.
In these drawings:
Fig. 1 is a front elevational view of a capping or sealing tool according to the invention.
Fig. 2 is a horizontal sectional view of this tool taken along lines 2-2 of FIG. 1 and looking in the direction of the arrows.
Fig. 3 is a fragmentary side elevational view of the tool of Fig. 1, this view showing the air chamber and linkage housings.
Figure 4 is a fragmentary front elevational view, similar to Fig 1, but showing the tool in the extended or open position with parts of the inner tube housing cut away to expose the interior. of this chamber, the front half 'of the casing which covers the guide members and the linkage being removed, so as to expose these members,
Fig. 5 is a view similar to FIG. 4, but showing the tool in the contraction or closed position.
Fig. 6 is a fragmentary side elevational view of the linkage and guide mechanism of the invention, in the extended or open position, as shown in FIG. 4 and looking at it from the right.
Fig. 7 is a view similar to FIG. 6, but showing the same organs in the position of contraction or closure.
Fig. 8 is a perspective view of the guide and transmission mechanism, intended to ensure that the pressure means act on the capping head.
Fig. 9 is a perspective view of the inverted caliper, taken separately, of the guide and transmission members of FIG. 8.
Fig. 10 is a horizontal sectional view taken on line 10-10 of FIG. 8 and looking in the direction of the arrows.
Fig 11 is a perspective view of the push bar taken separately.
The rod 12 is a perspective view of a guide pin taken separately.
Fig. 13 is a view similar to FIG. 6, but showing a connection and guide system of a slightly modified form.
Fig. 14 is a view of the variant shown in FIG.
13, this view being taken at right angles to the latter FIG. and
Fig. 15 is a sectional view taken along line 15-15 of FIG. 14 looking in the direction of the arrows.
The tool according to the present invention mainly comprises an air chamber generally designated by 1, an energy transmission, guide and connection mechanism, generally designated by 2 and a capping head, generally designated by 3. These elements assembled between they are supported from above by a rod 4 which in reality constitutes a tube forming part of the air duct and which is screwed into the connector.
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outlet cord 5 of a three-way air valve generally designated as 6. Above the air valve, a flexible air hose 7, provided with a suitable gasket is attached to a reducing sleeve 8, which is screwed in turn into the inlet connection 9 of this valve.
A band 10, serving to suspend the tool from a suitable counterweight, has a part 11 which surrounds the reducing sleeve 8 and which engages under the head of the latter.
Valve 6 is a common three-way valve, intended to control the flow of air from pipe 7 to pipe 4. Plunger 12 of this valve is normally placed so as to interrupt this flow; however, when pushed in by handle 13, it opens the passage so that air from pipe 17 can flow to the chamber when the handle is in the released or out position. ,, as shown in fig. 1, it allows the return of air from chamber 1 through tube 4, from where it escapes to the atmosphere, all as is known per se in the field of valves.
It is understood that the orifice for exhaust to the atmosphere is blocked when the valve has been operated so as to allow the passage of air from pipe 7 to pipe 4.
Like valve 6, chamber 1 is not unique in itself but is used here as part of a novel combination. In reality, the chamber as shown here is made by the firm Bendix Westinghouse Automotive Air Brake Company, Elyria State of Ohio, USA and is sold by it under the trademark "Rotochamber". This chamber generally consists of a housing 15 in the form of a dome, the upper part of which has a slightly reduced diameter, as shown at 16 and is intended to house the membrane when the latter is in the withdrawn position.
The membrane figs.
4 and 5 consists of a stack of metal disc-shaped elements, supported from the side wall of the housing by means of a reversible sleeve of rubberized fabric, which supports the metal elements in a manner allowing them to be removed. movements of these. The stacked metal elements consist of an inverted cup 17, which has a recess where the disc-shaped upper wall meets the side skirt ;, and a disc-shaped plate 18, of complementary profile, provided on its periphery of a lip 19 which is superimposed on said recessed part.
This recess receives a beaded end 20 of the sleeve 21 made of rubberized fabric. The other end 22, of the sleeve 21, is held against the side wall of the casing 1, at the point where the latter bends inward, this sleeve being clamped between the parts 15 and 16 using a flared lip, formed on an element 23 in the form of a bowl. The latter element rests inside the part 16 of the housing 1 and is fixed to the latter by its upper wall, by means of a series of bolts 24. The element 23 also comprises a central part supporting the threaded connection. 25 which is located in Malignment of tube 4.
Returning to the construction of the membrane :, it should be noted that a disc-shaped plate 26 is arranged inside the cup-shaped housing 17 and is immobilized therein by the same bolts which tighten the elements. 17 and 18 to each other, so as to secure the edge 20. The operating rod 27 is welded or otherwise conveniently attached to the plate 26 and runs downward from it. , this rod emerging outside du.carter 1 through an orifice 28 provided in the cup-shaped closing cap 29, which hides the lower part 15 of the casing 1. The closing cap 29 is easily removable, this cap retained only by bolts 30.
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It emerges from the foregoing that when the pressurized air is admitted into the upper part 16 of the casing, located above the diaphragm, the latter is forced downwards, and the rubberized sleeve 21 is caused to deploy from this fact, while passing from its position of Fig. 4 to that of FIG. 5. This allows the rod 27 to perform a long stroke, exerting a considerable force, provided that the air pressure is sufficient. This construction is nonetheless light and economical, without the need to observe the precision required of adjusted pistons which move in a cylinder.
A compression spring 31 is provided to return the diaphragm from the position of FIG. 5 in that of FIG. 4, after the air supply has been interrupted, As can be seen, this spring acts between the element 29 and the underside of the plate 26.
The head of the capping tool, called to be actuated by the membrane device which has just been described, is a construction as shown in U.S. Patent No. 2,034,776 to John W. Shera, dated March 24, 1936. or in U.S. Patent No. 2,209,851 to John W. Shera, dated July 30, 1940. The details of the internal workings of such tool heads are not part of the present invention. it suffices here to understand the general mode of operation of such tools, with reference to the above patents for details.
Generally, such capping tool heads comprise a central rod 35 which supports a frame on which a plurality of jaws 36 are pivotally mounted. These jaws are established such that when in the capping position, as shown in Figs. 1 and 5, their active faces are brought together so as to form a complete circle. The mounting of the jaws includes the provision of elastic means, so that when these jaws occupy the retracted position, the circle opens and the jaws separate, as shown in FIG. 4.
The tightening of the jaws into a closed circle is carried out using a bell-shaped casing 37, the edge of which is provided with a rounded surface intended to act on the outer surface 38 of the jaws and to force them towards the 'interior, so that they occupy a contiguous or capping position.
The bell-shaped casing 37 and the rod 35 are mounted with relative longitudinal movement. This movement is normally effected by manual maneuver, via a handle and a wheelhouse, which provide considerable energy. However, in the present case, the light pneumatic members, described above, provide the energy necessary to effect the capping, the object of the invention is to combine these motor members with the capping head. Said organs are put into action by the mechanism which will be described below.
It should be noted in the first place that the rod 27 is not constrained to follow an exact axial path, but has some freedom of movement in the lateral direction, thanks to the flexible mounting of the plate 26 on the fabric sleeve. rubberized 21. This flexible mounting method considerably reduces the weight of the actuator compared to that of an adjusted piston pneumatic cylinder; however, in order to ensure efficient operation of the capper head, the movement of the rod 27 must be limited in the lateral direction and be transmitted in a mechanically advantageous manner. These objectives are achieved using the guidance and link system according to the invention.
Considering FIG. 8, it can be seen that the rod 27 is threaded at 40 in a central hole provided in an oblong push bar.
41. The bar 41 has a rectangular main part, provided with mounting lugs 42 and 43, of reduced width, which extend outwardly from this bar. Parts 42 and 43 are drilled in 44
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and at 45, in order to receive pivots which will be described below.
The main part of the push bar 41 is pierced, in the vicinity of its ends, orifices 46 and 47 (Fig. 11) in order to receive guide pins 48 and 49 which emerge on the outside from the side faces 50 of the push bar. The emerging parts of these anchors can be fitted with rollers if necessary.
The plugs 48 and 49 are identical and have an intermediate section 51 of reduced diameter (FIG. 12) intended to receive the end of a stop screw housed in an orifice 52 of the push bar.
The push bar rises and falls in an element in the form of a clevis or inverted yoke generally designated 53 in FIG.
9. This element comprises a base 54 axially perforated at 55 and has a pair of flanges or parallel side branches 56 and 57 which terminate in ears 58 and 59 oriented outwardly and provided with perforations 60 and 61. The width of the branches 56 and 57 is such that the pegs 48 and 49 are in sliding contact with the edges 62 and 63 of these branches. The dowels 48 can be mounted rotatably if necessary, taking care however that the play is reduced to a minimum, since it is a question of achieving a uniform and precise movement.
On the other hand, the width of the main part 41 of the push bar is such that this bar is inserted between the opposite inner side surfaces of the rails 56 and 57 and can slide vertically in both directions between them, with minimum clearance.
An "H" shaped element, generally designated 65 (Fig.
10), is fitted in the inverted caliper and is suitably fixed therein between the branches or side flanges 56 and 57. This element comprises a main part 66 provided with a threaded hole 67, which passes right through it and which coincides with the orifice 55, this orifice being called upon to receive the upper threaded end of the rod 35 of the capping head. Pairs of ears 68-69, 70-71 point outward from the main portion 66 of the "H" member and extend beyond the side faces of the inverted stirrup.
These ears are provided at 72 and at 73 with aligned holes which pass through the two ears of each pair and which are intended to receive the articulation pivots which will be described below.
Returning to Figs. 4, 5, 6 and 7, it can be seen that identical linkage systems are provided at both ends of the push bar, so that it suffices to describe in detail only one of these systems. First, two push rods 74, 75 (Fig. 6) are articulated at 76 to push bar 41 by means of articulation pivots 76.
These connecting rods are located on either side of the lug 43 and are guided by the lateral faces thereof.
The lower ends of the connecting rods 74 and 75 are articulated by means of another articulation pivot 77 at one end of a misalignment plate 78, on either side of the latter. The plate 78 widens outwardly at its opposite end, part of this end being hinged, by means of the pivot 79, between the ears 70 and 71 of the unit "H". At the other corner of this widened end of the plate 78 are articulated two connecting rods 80 and 81 by means of an articulation pivot 82.
The connecting rods 80 and 81 are applied against the side faces of the plate 78 and point downwards, so as to embrace the side faces of a mounting lug 88, facing upwards and attached to the upper end of the envelope 37 in the form of a bell. The connecting rods 80 and 81 are fixed to the lug 87 by means of an articulation pivot 830
The inverted yoke 53 is attached to the base member 29 of the
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air chamber by means of a pair of bolts 84 and 85 which pass through the perforations 60 and 61 and screw into the bosses 86 and 87 provided for this purpose on the upper surface of the element 29.
It will be assumed that it is a question of bringing the tool from the remote position of FIG. 4 to the contracted position of FIG. 5. In this case, air is sent into the upper end of the chamber 16, above the element 18. The rod 27 is thus forced downwards and, as it is fixed in the push bar 41, it will slide the latter downwards in its frame formed by the inverted stirrup. The method of mounting the push bar in this yoke limits the movement of the rod 27 to a rectilinear axis, aligned with the axis of the rod of the capping head.
As a result, the connecting rods 74 and 75 are pushed downward and somewhat outward, thereby causing the plates 78 to tilt downwardly about their pivot points 79. This will have the effect of lowering the connecting rods 80 and 81 and ultimately forcing the hinged ends 82 and 83 thereof to move inwardly, so that these connecting rods are ultimately given a toggle action and result in a position substantially vertical, as shown in fig. 5. This last inward movement of the connecting rods 80 and 81 imparts a great final intensity to the operation and greatly amplifies the force exerted by the membrane, so that the capping action ends with establishing an excellent seal,
waterproof-and uniform. The linkage linkage system and the precise relative positions of the components supported by the inverted yoke provide confidence that operation will be consistent every time the tool is actuated. This has the effect not only of ensuring the uniformity of the capping, but also of protecting the organs which transmit the force from the membrane to the capping head against uneven and excessive wear.
Figs. 13, 14 and 15 show a method of mounting the push bar, which differs slightly from that described above. Here, the inverted caliper 53 is identical to that described above. However, the push bar 90, instead of having guide pins intended to rest against the edges 62 and 63 of the inverted yoke, has a diminished main body, which leaves elongated arms 91 and 92. leading to shoulders 93 and 94, etc., these shoulders being situated in the extension of the opposite end faces of the branches of the inverted stirrup. Guiding elements-95 in the shape of a "U", fixed to the branches of this stirrup, have wings 96 and 97, the inner faces of which are in sliding contact with the surfaces 93 and 94.
These branches guide the push bar in its sliding movement, just as the pins 47 and 48 did in the previous embodiment. The connecting rod system, as well as all the other members of the connecting mechanism remain the same as before, so that they are designated by the same reference numerals.
It is understood that the guide elements 95 and 98, provided on the opposite sides of the caliper are identical, as are moreover the arrangements adopted with a view to ensuring their sliding contact with the push bar,
Other mechanisms suitable for producing the combination according to the invention could come of themselves to the mind of those skilled in the art, and it is understood that the embodiments of the invention described above must be considered. as demonstrative and not limiting.
In addition, and considering that certain modifications can be made to the above construction and that different embodiments of the invention could be established without departing from the scope thereof, it is understood that all the material contained in the description above or shown in the accompanying drawings, will be interpreted in a demonstration, but not limiting, sense.