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La présente invention concerne les appareils permettant de traiter des bandes et des éléments analo- gues et, plus particulièrement, des appareils destinés à traiter une matière mobile en forme de bande, sans iter- rompre son déplacement au cours de l'opération de traitée ment.
Pour expliquer et illustrer l'invention, on va la décrire et l'illustrer dans son application à une presse à poinçonner, bien qu'on puisse l'appliquer de ma- nière similaire à d'autres mécanismes de traitement de bandes. L'un des grands problèmes qui s'est,posé dans la production à vitesse élevée de matière en bandes con- siste à traiter cette matière mobile sans arrêter.son dé- placement au moment du traitement. Les procédés classi- ques de traitement de bandes ne donnent pas satisfaction aux vitesses élevées du fait que la bande tend à s'accu- muler à la machine de traitement par suite des limita- tions inhérentes aux mécanismes usuels.
De nombreux ty- pes de machines à traiter des bandes ont été proposés jusqu'ici, mais toutes présentent un ou plusieurs des inconvénients dus à une conception compliquée, à un prix de revient élevé, à un grand encombrement, à la nécessité d'une main d'oeuvre très qualifiée et, ce qui est d'une importance capitale, à des limitations très réelles et très nettes de la précision du traitement et de la vitesse de fonctionnement.
Tous ces inconvénients sont éliminés par l'appa- reil de traitement de bandes objet de la présente inven- tion. Cet appareil est simple et économique et sa vitesse de fonctionnement est pratiquement illimitée. Conformé- ment à l'invention, cet appareil comprend ; un dispositif
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à fonctionnement continu faisant avancer la matière en bande sur un certain trajet ; dispositif de libération placé dans ce dispositif à fonctionnement continu, grâce à quoi la matière en bande peut être tirée librement à travers le dispositif d'avance à une vitesse supérieure à la vitesse d'avance; enfin, deux oganes exerçant simul- tanément une action sur la bande et tirant celle-ci à travers le dispositif à fonctionnement continu, à une vi- tesse supérieure à la vitesse d'avance.
De préférence, des dispositifs de freinage sont prévus sur le dispositif à fonctionnement continu pour éviter la libre rotation de celui-ci. Les organes exerçant une action sur la bande peuvent être une cisaille volante, une presse ou un autre appareil exerçant une action sur la cisaille.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, il est prévu un dispositif à fonctionnement continu faisant avancer la matière en bande.sur un certain trajet ; dispositif de libération placé dans le dispositif à fonctionnement continu, grâce à quoi la matière en bande peut être tirée librement à travers le dispositif d'àvance à une vitesse supérieure à la vitesse d'avance; un premier organe exer- çant une action sur la bande ou élément analogue et monté de manière à fonctionner sur un trajet circulaire à une vitesse périphérique supérieure à celle de la bande, une fraction de ce trajet circulaire se trouvant dans le pre- mier trajet susmentionné ; guide s'étendant d'une maniè- re générale transversalement au premier trajet et monté de manière se déplacer avec le- premier organe ;
un second organe exerçant une action sur la bande ou élément analo- gue et monté de manière à être animé d'un mouvement de va-et-vient dans le guide et, de façon plus générale, à l'unisson avec le premier organe, et à venir sensiblement dans le premier trajet, en même temps que le premier or-
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gane, de manière à venir en contact avec la bande ou élé- ment analogue entre le premier et le second organe, grâce à quoi la bande est déplacée avec ceux-ci pendant une fraction de leur déplacement et elle est amenée sous trac- tion dans le dispositif d'avance à une vitesse supérieure à celle de l'avance.
De préférence, des dispositifs d'entraînement entraînent simultanément le premier organe et le dispositif à fonctionnement continu précités à des vitesses périphériques respectives différentes dont la plus élevée est-celle du premier organe. De préférence, le dispositif d'avance à fonctionnement continu est constitué par deux rouleaux ou galets de pinçage entraî- nés par l'intermédiaire d'un embrayage ou accouplement à dépassement de course, grâce auquel la bande peut être tirée entre les rouleaux à une vitesse supérieure à la vitesse d'avance. De préférence, un frein de retenue est disposé sur les rouleaux de pinçage pour les empêcher de continuer à tourner lorsque la force de traction ou de tirage ne s'exerce plus sur la bande.
De cette maniè- re, on maintient un contrôle continu de la bande et la longueur de bande traitée est constamment maintenue à une dimension.égale à l'avance assurée par les rouleaux de pinçage augmentée de la quantité tirée par la force de traction. Le premier organe exerçant une action sur la bande est, de préférence, monté dans un châssis flottant entourant le trajet de déplacement de la bande et monté sur des cames d'excentriques espacées l'une de l'autre.
Ces cames ont des dimensions et des formes identiques et elles tournent dans le même sens autour d'axes géométri- ques parallèles, ce qui fait que tous les points du châs sis décrivent des circonférences de rayon identique pen- dans chaque tour des cames. Le second organe précité est
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monté, de préférence, dans des guides disposés sur le châssis du côté de la bande qui est à l'opposé du premier organe, et il est articulé à un bras pouvant tourner au- tour d'un axe géométrique fixe situé à l'opposé du premier organe, ce qui fait que le second organe est animé d'un mouvement de va-et-vient dans les guides pendant qu'il se déplace avec le châssis à mesure que celui-ci tourne au- tour des cames.
On peut prévoir sur le premier et le second organe un dispositif servant à recevoir des plateaux interchangeables, ce qui permet de transformer le presse à poinçonner en une cisaille, une machine à emboutir ou autre mécanisme de traitement de bande, simplement en changeant les plateaux. De préférence, ce résultat est obtenu en montant sur chaque organe un porte-plateau et un dispositif de repérage coopérant.
On vient de décrire certaines caractéristiques et avantages de la présente invention. D'autres caracté- ristiques et avantages apparaîtront à l'examen de la description ci-après et du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en élévation de côté d'une presse à poinçonner conformer à la présente inven- tion ; - la figure 2 est une vue en élévation de l'ex- trémité de sortie de la presse à poinçonner représentée sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en plan par dessus de la presse représentée sur la figure 1; - la figure 4 est une vue en élévation de côté de cette presse vue de la droite de la figure 2 ; - la figure 5 est une coupe axiale verticale de la presse représentée sur la figure 2 ;
- les figures 6A, 6B, 6C et 6D sont des coupes
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verticales du châssis flottant utilisé dans la presse à poinçonner des figures 1 à 5, ces coupes illustrant schématiquement les déplacements successifs du châssis flottant) des plateaux et des rouleaux de pinçage, au cours d'un seul cycle.
On a représenté sur le dessin un bâti 10 compor tant une embase 11 et des éléments latéraux 12. Deux ar- bres rotatifs parallèles 13 et 14 sont montés verticale- ment l'un au-dessus de l'autre, respectivement au voisina- ge de la partie.supérieure et de la partie inférieure des éléments latéraux 12. Chaque arbre comporte, au voisinage des éléments latéraux 12, des cames d'excentrique 15.
Un châssis flottant, constitué par des flasques latéraux 16, est monté de manière à tourner sur ces cames 15 et l'on a prévu des éléments d'espacement (non représentés) entre les éléments latéraux 12 du bâti. Un élément de formage supérieur constitué par exemple par 17 de la pres- se est fixé entre les flasques latéraux 16, en dessous de l'arbre supérieur 13, de manière à se déplacer avec ces flasques latéraux. Chaque flasque latéral 16 comporte une fente verticale 18 dans laquelle un élément de forma- ge inférieur 19 de la presse peut être animé d'un mouve- ment de va-et-vient vertical. L'élément 19 de la presse est articulé sur l'extrémité de bras verticaux 20 qui, de leur côté, pivotent sur l'arbre inférieur 14, le long des cames d'excentrique 15.
Les deux arbres 13 et 14 sont entrainés par un moteur 21 par l'intermédiaire d'un pignon de commande 22 et de roues dentées 23 identiques, montées respectivement sur les arbres 13 et 14.
Deux galets ou rouleaux de pinçage 24 et 25 sont disposés dans les éléments latéraux 12 du bâti, au voisinage du châssis flottant, afin de faire avancer con- tinuellement la bande sur un certain trajet traversant le
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bâti. Le rouleau de pinçage inférieur 24 tourne dans les éléments latéraux 12 et il est entraîné par un dispositif
26 de commande ou d'entraînement par engrenage à vitesse variable du type PIV (dénomination utilisée aux Etats-
Unis d'Amérique) ou d'un type équivalent connu, par l'in- termédiaire d'un dispositif d'accouplement classique 27 à dépassement de course, à partir d'une roue dentée 28 montée sur l'arbre inférieur 14.
Le rouleau de pinçage supérieur 14 tourne dans des bras de levier 29 articulés sur les éléments latéraux 12, au-dessus du rouleau de pin- çage inférieur 24. Des bras 30, s'étendant vers l'exté- rieur, sont fixés aux éléments latéraux 12 au-desss des bras de levier 29 auxquels ils sont parallèles. A chaque bras 30 est suspendu un vérin à vis 31 qui porte contre un ressort 32, lequel prend appui contre l'extrémité li- bre du bras de levier 29 correspondant. En réglant la position du vérin à vis 31, on peut faire varier la pres- sion appliquée au bras de levier 29 et, par suite, la pression entre les rouleaux de pinçage.
Le rouleau de pinçage inférieur 24 comporte un pignon 33 qui entraîne le rouleau de pinçage supérieur 25 par l'intermédiaire d'un pignon 34. Un frein de retenue 35, de conception classique, est disposé à l'extérieur des pignons d'en- traînement 33, 34 sur le rouleau de pinçage 25, pour em- pêcher les rouleaux de pinçage de continuer à tourner, sauf lorsque la traction est appliquée 'à la bande pour la faire passer entre ces rouleaux.
On peut disposer, en avant des rouleaux de pin- gage, une série de galets ou rouleaux 36 constituant une planeuse à rouleaux,.pour dresser la bande quittant le dévidoir 37 et la mettre en alignement avec la ligne de pincée des rouleaux.
Un comprendra sans doute mieux le fonctionnement
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de la presse à poinçonner décrite ci-dessus en se référant à la figure 1 et aux représentations schématiques des fi- gures 6A à 6D. La bande 3$' à traiter quitte le dévidoir
37 et passe entre les rouleaux 36 de la planeuse pour pé- nétrer dans la ligne de pinçage des rouleaux de pinçage
24 et 25. La bande est amenée, à une vitesse constante, par les rouleaux de pinçage entre les flasques latéraux
16 du châssis flottant et entre l'élément de formage su- périeur 17 et l'élément inférieur 19.
Lorsque le moteur entraîne les arbres 13 et 14, les cames d'excentrique 15 déplacent les flasques latéraux-16 du châssis flottant sur une circonférence autour des d-eux arbres, comme représen= té sur les figures 6A à 6D, à une vitesse périphérique supérieure à la vitesse à laquelle la bande est avancée ,par les rouleaux de pinçage 24 et 25. Il en résulte que l'élément de formage supérieur 17 est entraîné, en dessous de l'arbre 13, sur une circonférence qui est identique à celle qui est suivie par le châssis.
En même temps, l'élément de formage inférieur 19 est animé d'un mouve- ment de va-etvient vertical dans la fente 18 ainsi que d'un mouvement de va-et-vient horizontal avec le châssis flottant, ce qui lui fait suivre un trajet curviligne (voir figures 6A à.6D). L'élément de formage supérieur
17 et l'élément de formage inférieur 19 se déplacent à la même vitesse que le châssis et cette.vitesse-est supérieu- re à la vitesse d'avance communiquée à la bande par les rouleaux de pinçage, de sorte que, lorsque la bande est prise entre les éléments de formage (position représen- tée sur la figure 6C), ceux-ci exercent une traction sur la bande et la tirent entre aux.
En conséquence, les rouleaux de pinçage sont déplacés à une vitesse supérieu- re à leur vitesse normale, et le dispositif d'accouple- ment à dépassement de course entre en jeu, ce qui permet
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aux rouleaux de tourner librement sans interférence pro- venant de leur dispositif d'entraînement. Lorsque les éléments de formage supérieur 17 et inférieur 19 relâchent la bande (position représentée sur la figure 6D), les rou- leaux ont tendance, du fait de leur force vive de rotation élevée, à continuer à ralentir lentement jusqu'à la vites- se d'avance normale. Afin d'éviter cet inconvénient, le frein de retenue ramène immédiatement le rouleau de pin- çage à sa vitesse normale, dès que la traction des élé- ments de formage se déplaçant rapidement se relâche.
De cette manière, une quantité précise constante de matière être peut / traitée à chaque révolution des éléments de formage, cette quantité étant égale à la somme de la longueur de la matière amenée par les rouleaux de pinçage, à partir de l'instant où elle est relâchée par les éléments de formage jusqu'à l'instant où elle est saisie par ceux-ci au cours de la révolution suivante, et de la distance que la traction fait franchir à la bande entre ces éléments de formage. Cette dernière distance est égale à la corde de l'arc tracé depuis l'instant où la matière est saisie par les éléments de formage jusqu'au moment où cette ma- tière quitte ces éléments.
En utilisant l'appareil conforme à la présente invention, il est possible de sectionner, de poinçonner eu de traiter d'une autre manière une longueur constante de matière à chaque révolution du châssis flottant, d'une façon tout aussi efficace que si la bande était immobile et si l'opération était effectuée à poste fixe.
Bien que ce soit un mode de réalisation préféré de la présente invention qui ait été illustré et décrit, on comprend que cet appareil peut comporter d'autres,va- riantes tout en restant dans les limites de la présente invention.
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The present invention relates to apparatuses for treating webs and the like and, more particularly, to apparatuses for treating movable web-shaped material, without iterating its movement during the processing operation. .
In order to explain and illustrate the invention, it will be described and illustrated in its application to a punch press, although it can be similarly applied to other web processing mechanisms. One of the great problems which has arisen in the high speed production of strip material is to process this moving material without stopping its movement at the time of processing. Conventional web processing methods are unsatisfactory at high speeds because web tends to build up on the processing machine due to limitations inherent in conventional mechanisms.
Many types of web processing machines have been proposed heretofore, but all have one or more of the drawbacks due to complicated design, high cost, large bulk, need for maintenance. highly skilled workforce and, critically important, very real and distinct limitations in processing accuracy and speed of operation.
All these drawbacks are eliminated by the tape processing apparatus which is the subject of the present invention. This device is simple and economical and its operating speed is practically unlimited. According to the invention, this apparatus comprises; a device
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continuous operation advancing the web material over a certain path; release device placed in this continuously operating device, whereby the web material can be pulled freely through the feed device at a speed greater than the feed speed; finally, two oganes simultaneously exerting an action on the strip and pulling the latter through the continuously operating device, at a speed greater than the speed of advance.
Preferably, braking devices are provided on the continuously operating device to prevent the free rotation of the latter. The members exerting an action on the belt can be a flying shear, a press or other apparatus exerting an action on the shear.
In a first embodiment of the invention, there is provided a continuously operating device for advancing the web material on a certain path; release device placed in the continuously operating device, whereby the web material can be freely drawn through the feed device at a speed greater than the feed speed; a first member exerting an action on the strip or the like and mounted so as to operate on a circular path at a peripheral speed greater than that of the strip, a fraction of this circular path being in the aforementioned first path ; guide extending generally transversely to the first path and mounted to move with the first member;
a second member exerting an action on the strip or similar element and mounted so as to be driven by a back and forth movement in the guide and, more generally, in unison with the first member, and to come substantially in the first path, at the same time as the first or-
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gane, so as to come into contact with the strip or the like between the first and the second member, whereby the strip is moved therewith during a fraction of their displacement and it is brought under tension in the feed device at a speed greater than that of the feed.
Preferably, drive devices simultaneously drive the first member and the aforementioned continuously operating device at different respective peripheral speeds, the highest of which is that of the first member. Preferably, the continuously operating feed device consists of two pinch rollers or rollers driven by means of an overrun clutch or coupling, whereby the strip can be drawn between the rollers at one end. speed greater than the feed rate. Preferably, a holding brake is disposed on the pinch rollers to prevent them from continuing to rotate when the pulling or pulling force is no longer exerted on the web.
In this way, continuous control of the web is maintained and the length of web being processed is constantly maintained at a dimension equal to the feed provided by the nip rolls increased by the amount drawn by the tensile force. The first member acting on the strip is preferably mounted in a floating frame surrounding the path of movement of the strip and mounted on eccentric cams spaced from one another.
These cams have identical dimensions and shapes and they rotate in the same direction around parallel geometric axes, so that all points of the frame describe circumferences of identical radius throughout each turn of the cams. The aforementioned second organ is
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preferably mounted in guides arranged on the frame on the side of the strip which is opposite to the first member, and it is articulated to an arm capable of rotating about a fixed geometric axis located opposite of the first member, which causes the second member to move back and forth in the guides as it moves with the frame as the latter rotates around the cams.
A device for receiving interchangeable plates can be provided on the first and second member, which makes it possible to transform the punch press into a shear, a stamping machine or other web processing mechanism, simply by changing the plates. Preferably, this result is obtained by mounting on each member a plate holder and a cooperating tracking device.
Certain characteristics and advantages of the present invention have just been described. Other characteristics and advantages will become apparent on examination of the following description and of the appended drawing, in which: FIG. 1 is a side elevational view of a punch press conforming to the present invention. tion; FIG. 2 is an elevational view of the outlet end of the punch press shown in FIG. 1; - Figure 3 is a top plan view of the press shown in Figure 1; - Figure 4 is a side elevational view of this press seen from the right of Figure 2; - Figure 5 is a vertical axial section of the press shown in Figure 2;
- Figures 6A, 6B, 6C and 6D are sections
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verticals of the floating frame used in the punching press of Figures 1 to 5, these sections schematically illustrating the successive movements of the floating frame) of the plates and the clamping rollers, during a single cycle.
There is shown in the drawing a frame 10 comprising a base 11 and side elements 12. Two parallel rotating shafts 13 and 14 are mounted vertically one above the other, respectively in the vicinity. of the upper part and the lower part of the lateral elements 12. Each shaft comprises, in the vicinity of the lateral elements 12, eccentric cams 15.
A floating frame, consisting of lateral flanges 16, is mounted so as to rotate on these cams 15 and spacing elements (not shown) are provided between the lateral elements 12 of the frame. An upper forming element constituted for example by 17 of the press is fixed between the lateral flanges 16, below the upper shaft 13, so as to move with these lateral flanges. Each side flange 16 has a vertical slot 18 in which a lower press forming element 19 can be reciprocated vertically. The element 19 of the press is articulated on the end of vertical arms 20 which, for their part, pivot on the lower shaft 14, along the eccentric cams 15.
The two shafts 13 and 14 are driven by a motor 21 via a control pinion 22 and identical toothed wheels 23, respectively mounted on the shafts 13 and 14.
Two pinch rollers or rollers 24 and 25 are arranged in the side members 12 of the frame, in the vicinity of the floating frame, in order to continuously advance the strip along a certain path crossing the frame.
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built. The lower nip roller 24 rotates in the side members 12 and is driven by a device
26 control or drive by variable speed gear type PIV (name used in the United States
United States of America) or of a known equivalent type, by means of a conventional coupling device 27 with overrun, from a toothed wheel 28 mounted on the lower shaft 14.
The upper nip roller 14 rotates in lever arms 29 hinged to the side members 12, above the lower nip roller 24. Arms 30, extending outwardly, are attached to the members. side 12 above the lever arms 29 to which they are parallel. From each arm 30 is suspended a screw jack 31 which bears against a spring 32, which bears against the free end of the corresponding lever arm 29. By adjusting the position of the screw jack 31, the pressure applied to the lever arm 29 and hence the pressure between the pinch rollers can be varied.
The lower pinch roller 24 has a pinion 33 which drives the upper pinch roller 25 via a pinion 34. A holding brake 35, of conventional design, is disposed outside the drive pinions. drag 33, 34 on the nip roll 25, to prevent the nip rollers from continuing to rotate except when traction is applied to the web to pass it between these rollers.
A series of rollers or rollers 36 constituting a roller leveler may be arranged in front of the nip rollers to straighten the web leaving the unwinder 37 and bring it into alignment with the nip line of the rollers.
One will probably understand better how it works
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of the punch press described above with reference to Figure 1 and the schematic representations of Figures 6A to 6D. The 3 $ 'strip to be processed leaves the reel
37 and passes between the rollers 36 of the leveler to enter the nip line of the nip rollers
24 and 25. The strip is fed, at a constant speed, by the clamping rollers between the side flanges
16 of the floating frame and between the upper forming element 17 and the lower element 19.
When the engine drives the shafts 13 and 14, the eccentric cams 15 move the side flanges-16 of the frame floating around a circumference around the two shafts, as shown in Figures 6A to 6D, at peripheral speed. greater than the speed at which the web is advanced, by the nip rollers 24 and 25. As a result, the upper forming element 17 is driven, below the shaft 13, on a circumference which is identical to that which is followed by the chassis.
At the same time, the lower forming element 19 is driven in a vertical reciprocation in the slot 18 as well as a horizontal reciprocation with the floating frame, which makes it follow a curvilinear path (see Figures 6A to 6D). The upper forming element
17 and the lower forming member 19 move at the same speed as the frame and this speed is greater than the feed rate imparted to the web by the nip rollers, so that when the web is gripped between the forming elements (position shown in FIG. 6C), these exert a pull on the strip and pull it between them.
As a result, the pinch rollers are moved at a higher speed than their normal speed, and the overrun coupling device comes into play, allowing
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the rollers to rotate freely without interference from their drive device. As the upper 17 and lower 19 forming members release the web (position shown in Fig. 6D), the rollers, due to their high rotational force, tend to continue to slow slowly to speed. itself in advance. In order to avoid this inconvenience, the holding brake immediately returns the pinch roller to its normal speed, as soon as the traction of the rapidly moving forming elements is released.
In this way, a constant precise amount of material can / be processed at each revolution of the forming elements, this amount being equal to the sum of the length of the material fed by the nip rolls, from the time it is delivered. is released by the forming elements until the moment when it is gripped by them during the next revolution, and the distance which the traction causes the strip to cross between these forming elements. This latter distance is equal to the chord of the arc drawn from the moment when the material is gripped by the forming elements until the moment when this material leaves these elements.
Using the apparatus according to the present invention, it is possible to cut, punch and otherwise process a constant length of material with each revolution of the floating frame, just as efficiently as if the strip was immobile and if the operation was carried out at a fixed position.
Although it is a preferred embodiment of the present invention which has been illustrated and described, it is understood that this apparatus may include other variations while remaining within the limits of the present invention.