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Appareil à poser des agrafes métalliques.
La présente invention concerne un appareil servant à préfabriquer des panneaux et, plus particulièrement, un appareil servant à agrafer des panneaux en feuille sur un cadre de support.
L'utilisation de techniques d'assemblage pour attacher ou monter des feuilles de matières minces de grande superficie telles que du contre-plaqué, du treillis ou du métal déployé, des tôles minces perforées ou imperforées ou des matières analogues sur un cadre de support pour rendre le panneau rigide et assurer son intégrité, a en général pour but de faciliter la préfabrication de panneaux destinés à être ultérieurement utilisés pour construire des locaux, des éléments de côté et de toit pour des caisses de camions et de remorques et d'autres installations où des surfaces
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de paroi et de toit étendues doivent être recouvertes.
Les moyens de fixation servant à attacher le panneau au cadre sont régis par la compatibilité de la feuille de matière, du cadre de support et des organes d'agrafage utilisés pour réunir la feuille au cadre, des matériaux de construction utilisés pour fabriquer les éléments du panneau ainsi que d'autres facteurs.
L'apparition de l'agrafage métallique au moyen d'agrafes formées au fur et à mesure des besoins (voir: "Tool Engineer", novembre, décembre 1951) procure un procédé rapide et économique pour attacher des feuilles de matières minces sur un cadre de sup- port qui ne doit pas être prénettoyé, foré, poinçonné ou aligné en vue d'amener des trous en coïncidence. Les agrafes métalliques sont faites d'un fil d'acier à haute résistance à la traction utilisé avec des agrafeuses à moteur à grande vitesse. Mais l'utilisation de ces machines est limitée parce que, dans la machine classique, le bloc portant la tête d'agrafage et le bloc portant l'enclume sont maintenus fixes l'un par rapport à l'autre par le bâti d'agrafage.
Cet agencement réduit à un minimum la souplesse de la machine et limite son application.
Suivant l'invention, il est prévu un appareil servant à poser des agrafes métalliques qui Utilise une tête d'agrafage mobile et un système d'enclumes fixes.montées sur un bâti approprié qui maintient le panneau et son cadre. en ligne pendant l'opération d'agrafage. Grâce à l'appareil de l'invention, le panneau à agrafer est maintenu immobile pendant que l'appareil se déplace, tandis que dans l'appareil classique c'est l'inverse qui se produit.
Dans les dessins annexés : la Fig. 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécu- tion d'un appareil agrafeur suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue fragmentaire, à plus grande . échelle, d'une partie de la Fig. 1 montrant la tête d'agrafage mobile portant le dispositif à moteur servant à entraîner le fil et à former les agrafes, ainsi que les enclumes fixes ;
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la Fig. 3 est une vue d'extrémité de l'appareil agrafeur de la Fig. 1 montrant la table de support pour le panneau et le cadre et un dispositif pour maintenir le cadre immobile sur la machine; la Fig. 4 est une coupe fragmentaire montrant le système servant à régler la table de montage portant les enclumes;
la Fig. 5 est une vue du mécanisme d'avancement cran par cran et du système électrique servant à maintenir la tête d'agrafage en ligne avec une enclume et à faire fonctionner simul- tanément la tête d'agrafage, puis à la relâcher pour lui permettre de passer au cran suivant ; la Fig. 6 montre un acccessoire servant à faciliter le déplacement du cadre du panneau à agrafer pendant l'opération d'agrafage; la Fig. 7 est une vue de côté du dispositif de serrage utilisé pour maintenir le cadre immobile sur les enclumes; la Fig. 8 est une vue de face du dispositif de serrage représenté sur la Fig. 7, et la Fig. 9 est une vue en perspective fragmentaire mon- trant un cadre de support typique et un panneau en place sur la rangée d'enclumes.
Quoique la présent(invention s'applique largement pour assembler une variété de panneaux de fabrications différentes au moyen de plusieurs techniques d'assemblage, pour la comprendre plus facilement, on se référera à la description suivante donnée à titre d'exemple d'une forme d'exécution appliquée au montage de panneaux comprenant du treillis métallique préfabriqué et un cadre ' formé de profilés métalliques comme décrit dans la demande de bre- vet américain n 135. 706 du 23 août 1961 de George E. McGurn.
Dans les dessins, l'appareil à agrafer de l'inven- tion comprend un bâti de support 10 comportant une base rectangu- laire 11 et des colonnes verticales 12 et 13. Deux lourdes pou- trelles en 1 14 et 15 sont suspendues entre les colonnes 12 et 13
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et servent d'entretoises pour rendre rigide le bâti de support 10 et de voie de roulement pour une tête d'agrafage classique 16 sus- pendue à un dispositif de chariotage 17 comportant des roues 18 qui roulent sur les ailes inférieures 14A et 15A des poutrelles 14 et 15.
La table à enclumes 20 est montée sur les longerons de la base 11 au moyen de pieds 21 qui convergent vers un sommet sur lequel sont montées des plaques d'appui 22. Une sous-table 23 qui s'étend tout le long du bâti 10 est attachée d'une pièce aux plaques d'appui 10 par soudure ou par des moyens analogues. Des bouts de colonne 24 sont espacés le long de la surface supérieure de la sous-table 23 et la base 26 des enclumes y est attachée de façon réglable par des vis 25. Pour fabriquer la base 26, on soude des profilés en U 27 et 28 l'un à l'autre pour former un caisson.
On fixe un rail de guidage longitudinal 29 sur la face supérieure de la base 26, ce rail servant de guide pour les enclumes 30 sus- ceptibles d'être réglées longitudinalement.
Comme le montre la Fig. 4, le caisson 26 se règle au moyen de vérins à vis 35. Trois jeux de vérins à vis 35 sont prévus pour aligner verticalement sur toute sa longueur le caisson 26.
Des glissières (non représentées) dans lesquelles les extrémités du caisson 26 coulissent, sont attachées à des traverses 37 prévues sures colonnes 12 et 13. Les vérins à vis 35 comprennent deux pieds convergeant vers l'intérieur 38 et 39, attachés à leurs extrémités supérieures aux côtés du caisson 26. Les extrémités inférieures des pieds 38 et 39 reposent sur des traverses 40 atta- ,chées aux longerons de la base 11. Des fentes 41 ménagées dans les ' extrémités inférieures reçoivent des vis à tête 42 et 43. Des oreilles 44 et 45 en saillie latéralement sont suspendues aux pieds
38 et 39 près des extrémités supérieures des fentes. Des tampons taraudés 46 et 47 qui se vissent sur les parties filetées des vis
42 et 43 sont montés sur les oreilles 44 et 45.
L'extrémité infé- rieure des vis 42 et 43 repose sur la traverse 40 qui sert de sur- face d'appui pour permettre le soulévement ou l'abaissement des
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oreilles 44 et 45 et ainsi le réglage vertical du caisson 26. Pour régler le caisson, on desserre les vis de fixation 25 et on effectue le réglage vertical voulu au moyen des vérins à vis 35, après quoi on resserre les vis de fixation pour fixer le caisson au niveau voulu afin de permettre à la tête d'agrafage de coopérer avec les enclumes pour assurer-la pose d'agrafes métalliques convenablement rivées.
Comme le montrent les Figs. 2, 3 et 4, plusieurs enclu- mes 30 sont montées à coulisse le long du caisson 26 et sont atta-. chées à ce dernier par des organes de fixation 49 coopérant avec des trous taraudés ménagés dans le dessus du caisson 26 afin qu'il y ait le nombre de postes d'agrafage requis pour produire le pan- neau. Dans l'appareil représenté, les enclumes 30 sont pourvues d'encoches de rivetage 51 servant à former une boucle standard.
D'autres profils d'encoche peuvent également être utilisés pour river les agrafes par des boucles de dérivation ou des boucles extérieures ou à plat. Pour fabriquer des panneaux comprenant un treillis métallique et un cadre formé de profilés, on peut utiliser efficacement la boucle dite standard. De plus, la relation de la tête d'agrafage 16 et des enclumes 30 est telle que les agrafes peuvent être posées sur le panneau perpendiculairement, parallèle- ment ou en oblique par rapport à la ligne de traction. L'appareil représenté est conçu pour effectuer un agrafage perpendiculaire.
Les enclumes 30 présentent une rainure inférieure 52 et deux rainures supérieures 53. La rainure inférieure 52 s'engage sur le rail de guidage 29. Les rainures 53 forment des zones évi- dées qui sont forées pour recevoir des vis de fixation 41 qui se vissent dans des ouvertures taraudées coopérantes ménagées dans la face supérieure du caisson 26. Les forures sont surdimensionnées et allongées pour permettre l'alignement de la tête d'agrafage 16 . avec les enclumes 30. Mais d'autres techniques peuvent être utilisées pour fixer les enclumes 30 de façon réglable au caisson 26. Les encoches de rivetage 51 sont prévues dans chaque extrémité des
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enclumes 30.
Les extrémités de l'enclume 30 sont espacées de la face supérieure du caisson 26 pour recevoir l'aile d'un profilé métalli- que du cadre du panneau métallique fabriqué par l'appareil repré- senté. L'enclume 30 est surélevée par rapport au caisson 26 pour recevoir une variété de largeurs de profilés.
La tête d'agrafage 16 représentée sur les Figs. 2 et 3 est montée sur un dispositif de chariotage 17 comprenant un chariot 61 comportant des flasques 62. Des axes 62 et 64, sur chacun desquels sont montées des roues de guidage inférieures 65 et 66qui roulent le long de la surface inférieure des ailes 14A et 15A respectivement, tourillonnent dans les flasques 62. Le chariot 61 se déplace sur des roues 18 qui.roulent le long des ailes inférieures extérieures 14A et 15A des poutrelles 14 et 15. Le profil de roulement des roues 18 coopère avec le profil des ailes 14A et 15A. Un support 67 de section en forme de caisson s'étend latérale- ment en travers du chariot 61.
Une plaque de montage 68 est fixée au dessous du support 67 et une plaque 69 formant coulisseau est montée à coulisse sur cette plaque démontage et est maintenue de manière à pouvoir coulisser au moyen d'un cadre de montage à rebords comprenant deux rebords latéraux 70 qui sont en contact de glis- sement avec les côtés opposés du coulisseau 69. La tête d'agrafage 16 est suspendue au coulisseau 69. Pour amener la tête d'agrafage 16 à coopérer avec l'une ou l'autre des encoches de rivetage 51A ou 51B, on utilise un levier 77. monté à pivot sur la plaque de montage 68 et attaché, en un point situé entre ses extrémités, au coulis- seau 69.
Un dispositif de verrouillage 72 est utilisé pour retenir la tête d'agrafage 16 en ligne une fois qu'elle a été ame- née en place. Comme le montrent les Figs. 1, 2 et 3, une plaque de verrouillage 73 est montée sur un support 68. Des trous de ver- rouillage 74A et 74B sont ménagés dans la plaque 73 à des endroits appropriés pour pouvoir bloquer le coulisseau 69 en place par rap- port aux encoches de rivetage opposées 51A ou 51B. Un verrou 75 sollicité élastiquement et actionné par un câble flexible 76 est
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monté de manière à pouvoir se déplacer dans les deux sens dans une' console appropriée prévue sur un bras de verrouillage 77 qui est attaché,au carter 78 de la tête d'agrafage 16.
Une transmission à chaîne et pignons 79, utilisée pour déplacer le chariot 61 du dispositif de chariotage le long de la voie formée par les poutrelles 14 et 15 est actionnée par une mani- velle 79A.
Une tête d'agrafage classique 16, entraînée par un moteur électrique et mise en oeuvre comme décrit ci-après, est utilisée dans l'appareil de l'invention. L'agrafage s'effectue d'une manière classique, c'est-à-dire que le formation des agrafes et l'entraînement sont effectués par le mécanisme représenté d'une manière générale en 16, le rivetage étant effectué par les encoches de rivetage, 51A ou 51B suivant le cas, ménagées dans les enclumes 30 et le fil métallique utilisé pour former les agrafes vient de bobines montées sur des dévidoirs 81 qui sont attachés au chariot 61.
Pour faire fonctionner le mécanisme d'agrafage automati- quement, un système d'avancement cran par cran est prévu et assure l'alignement de la tête d'agrafage à un poste d'agrafage choisi et enclenche simultanément le fonctionnement du mécanisme d'agrafage, puis le déclenche instantanément après l'opération pour l'amener au poste suivant. Comme le montrent les Figs. 1, 2, 3 et 5, plusieurs butées cunéiformes 82 pour l'avancement cran par cran sont montées à coulisse dans une position verticale le long de l'aile supérieure de la poutrelle 14. Les butées 82 comprennent des plaques d'arrêt cunéiformes 83 qui sont montées sur une barre de guidage 84 au moyen d'ouvertures appropriées ménagées dans les pla- ques 83.
La barre de guidage 84 qui n'est pas attachée au bâti mais qui est maintenue en place par les plaques d'arrêt 83 stabilise les plaques d'arrêt 83 et aide à empêcher tout désalignement éven- tuel lorsque la tête d'agrafage est amenée en place et arrêtée par les butées 82. La partie avant de la plaque d'arrêt 83 s'étend à l'extérieur du bâti de l'appareil tandis que sa partie arrière
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s'étend à l'intérieur et est suspendue à l'aile supérieure de la poutrelle 14. Dans cette position, la partie arrière de la plaque d'arrêt 83 sert de butée pour le mécanisme d'avancement cran par cran 90. Des organes de blocages, friction 85 et 86 sont utilisés pour maintenir les butées fermement en place sur le bâti 10 et sur la barre de guidage 84, respectivement.
Le mécanisme d'avancement cran par cran 90 comprend un verrouillage 92 actionné par un levier 91 et élastiquement sollicité' dans sa position supérieure, et monté dans un guide coulissant approprié de manière à pouvoir se déplacer verticalement dans les deux sens, un interrupteur électrique 93, un relais électrique et deux interrupteurs à temps (non représentés) qui sont actionnés par l'interrupteur 93. Le premier interrupteur à temps commande le fonctionnement du moteur de la tête d'agrafage et le second inter- rupteur à temps commande le fonctionnement du solénoide 99 qui actionne le levier 91 et dégage ainsi le verrou 92 de la plaque d'arrêt 83 avec laquelle il est en prise. Le mécanisme d'avancement cran par cran est contenu dans un boîtier approprié 94 attaché au chariot 61.
Le verrouillage 92 comporte une encoche cunéiforme 95 dans son bord supérieur qui est conformée de manière à venir en prise avec les plaques d'arrêt 83 pour maintenir le chariot 61 dans une position verrouillée pendant l'opération d'agrafage. Le verrouillage 92 est séparé longitudinalement en deux parties 92A et 92B pour l'empêcher de dépasser la plaque d'arrêt 83. Un ergot 96 fait saillie sur une face du verrouillage 92 et s'engage dans une boutonnière 97 ménagée dans le levier 91 qui est monté à pivot à une extrémité du boîtier 94. L'autre extrémité du levier est couplée à l'armature 98 du solénoïde 99 qui est normalement désexci- té.
Une source de courant électrique appropriée, non représentée, commandée par les interrupteurs électriques du mécanisme d'avance- ment cran par cran 90, est utilisée pour procurer le courant élec- trique nécessaire pour faire fonctionner le mécanisme 16. Le cou- rant électrique est amené au moteur de la tête d'agrafage au moyen d'un câble électrique 110 qui est enroulé,en hélice et dont chaque
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spire est attachée à une poulie 111 qui se déplace le long d'un fil métallique 112 tendu entre des montants verticaux 113 et 114..
Des tablettes de support 120 et 121 s'étendent à l'extérieur du bâti 10 horizontalement au niveau des enclumes 30.
Les tablettes 120 et 121 comprennent des profilés latéraux 122, 123, 124 et 125 entre lesquels sont placés des longerons et des traverses parallèles 126 et 127. De longs rouleaux 128 sont montés aux bords libres des tablettes 120 et 121 et facilitent la manipulation de la feuille de matière et du cadre de support sur l'appareil pendant la fabrication des panneaux.
Plusieurs dispositifs auxiliaires sont utilisés pour aligner les éléments du panneau préfabriqué construit sur l'appareil de l'invention. Lorsque les profilés du cadre sont initialement mis en place sur les enclumes 30, comme le montre la Fig. 4, une aile du profilé repose sur la surface supérieure des enclumes 30.
Comme les profilés sont assez longs, afin de faciliter la mise en place de toute la longueur du profilé sur les enclumes, plusieurs patins aligneurs désignés dans leur ensemble par 130 sont montés à pivot sur le longeron 126 de la tablette de support 120 près de la table 20 portant les enclumes.
Les patins aligneurs peuvent être déplacés en un mouve- ment de va-et-vient au moyen de biellettes 131 qui sont attachées à une extrémité à des tiges poussoirs 132 et à l'autre extrémité à des pivots 133. Une tringlerie semblable est également utilisée aux extrémités extérieures des tiges poussoirs 132 pour réaliser un montage du type parallélogramme déformable. Une barre de poussée allongée 135 est utilisée à l'extrémité extérieure. A l'extrémité intérieure, un patin aligneur 136 est attaché à un bras vertical 137 formant la barre de poussée.
Les patins aligneurs 136 coopèrent avec une enclume correspondante 30 de sorte que lorsque la tige poussoir est déplacée vers l'intérieur en exerçant une force sur la barre 135, les patins viennent en contact avec le profilé en des points espacés sur toute sa longueur pour pousser le profilé en place sur les enclumes 30.
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Lorsque l'alignement a été effectué, on utilise un dispositif de blocage pivotant 140 pour fixer le profilé sur les enclumes 30 pendant l'opération d'agrafage. Ce dispositif de blocage comprend plusieurs bras de serrage 141 qui sont montés à pivot en 142 à des endroits espacés de la table 20 portant les enclumes.
L'extrémité inférieure des bras de serrage 141 est articulée à une tige d'actionnement 143 qui est commune à tous les bras de serrage et qui est actionnée par un levier approprié 144. Dans la position normale, les bras de serrage 141 sont effacés en dessous de la sur- face des enclumes 30 comme le montre la Fig. 2 et sont espacés entre les patins 136 du mécanisme aligneur. Ainsi, lorsque le méca- nisme aligneur 130 a fonctionné pour amener les'profilés en place sur les enclumes 30, le mécanisme aligneur 130 maintient le profilé temporairement en place jusqu'à ce qu'il soit bloqué en place par les bras de serrage 140.
Un arrêt rétractable 150 pour la matière en feuille est également prévu et fait partie de la table de support 121. L'arrêt 150, qui est représenté rétracté sur la Fig. 3, s'étend normalement au-dessus de la surface supérieure de la table de support 121 grâce à des encoches 151 qui chevauchent les organes parallèles 127 de la tablette de support 121. L'arrêt 150 est monté à chaque extrémité sur deux bras 152 qui sont articulés à la table de support 121, par exemple en 153 et est équilibré au moyen d'un poids 154 afin de pouvoir être rétracté en dessous de la surface de la ta- blette de support 121 pour faciliter la manipulation du panneau en cours de fabrication.
La Fig. 6 représente un dispositif auxiliaire qui facilite également la manipulation du panneau sur les tablettes pendant la fabrication. Ce dispositif comprend deux étriers 160 qui chevauchent deux des longerons 126 de la tablette 120. Deux paliers à-ressort 161 sont prévus sur chaque étrier et un axe 162 touril- lonne dans ces paliers et porte un galet 163. Lorsque l'élément du cadre du panneau est mis en place sur la machine à agrafer, le galet
163 soulève la partie du cadre en contact avec lui au-dessus du
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niveau'de la table 20 portant les enclumes. Mais, lorsque le profi- lé est serré en place sur la table 20 pour l'agrafage, le galet 163 se rétracte et permet au cadre de reposer uniformément sur la tablette 120.
Lorsque le dispositif de blocage 140 est relâché après l'opération d'agrafage et que le profilé est dégagé des en- clumes 50, le cadre peut alors êtremanipulé grâce à la coopération entre les galets 128 et 163 montés sur la table de travail.
Dans le fonctionnement de la machine, le cadre qui a déjà été préfabriqué est placé sur la table 20 portant les enclu- mes de façon que l'aile du profilé à laquelle la matière en feuille doit être agrafée repose sur les enclumes 30. Le profilé est main- tenu en place au moyen du mécanisme aligneur et'est ensuite serré en place au moyen des bras de serrage 141. Plusieurs pièces de matière en feuille, ennombre suffisant, sont posées sur le cadre et l'alignement approprié ainsi qu'un chevauchement éventuel sont assurésau moyen de l'arrêt 150, les butées pour l'avancement cran par cran 82 ayant été mises en place pour réaliser le motif ou le plan d'agrafage désiré.
La tête d'agrafage 16 est alors amenée dans sa position initiale sur sa voie de roulement près de l'extrémité de l'appareil où se trouve la manivelle 79A. La transmission à chaine et pignons 79 est mise en action en tournant la manivelle 79A et la tête d'agrafage 16 est amenée au premier poste d'agrafage où le mécanisme d'avancement cran par cran décrit plus haut assure l'alignement approprié de la tête d'agrafage et de l'enclume appropriée qui coopère avec cette tête, et enclenche simultanément le fonctionnement séquentiel des deux interrupteurs à temps men- tionnés plus haut, dont le premier fait fonctionner l'élément d'en- traînement de la tête d'agrafage et dont le second déverrouille le mécanisme d'avancement cran par cran pour permettre à la tête d'agrafage de passer ultérieurement au poste d'agrafage suivant,
déterminé par la position de la butée 82 et de l'enclume 30 alignée avec cette butée. Cette opération est réalisée d'une manière séquentielle jusqu'à ce que la tête d'agrafage 16 ait parcouru
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toute la longueur du rail et ait fonctionné à chaque poste d'agra- fage prévu. Le panneau est alors déplacé vers un autre profilé pour recommencer les opérations d'agrafage. Au cas où il faut pré- fabriquer un autre panneau, on peut modifier les positions des butées 82 pour les amener en ligne avec les enclumes 30 qui sont également redisposées conformément à un plan d'agrafage prédéterminé.
En utilisant les enclumes d'agrafage à double extré- mité 30 qui sont représentées dans les dessins, on peut poser des agrafes avec un minimum d'effort sur des'profilés qui s'ouvrent en sens inverses.
Afin de faciliter le fonctionnement de la tête d'agrafage 16 en coopération avec les encoches de rivetage 51A et 51B prévues sur les extrémités opposées des enclumes 30, on déplace la tête d'agrafage latéralement en dégageant le verrou 75 et en manipulant le levier de commande 71 de manière à déplacer la tête d'agrafage 16 dans la seconde position d'agrafage. Un alignement latéral est assuré par la plaque de verrouillage 72 qui empêche tout déplacement latéral accidentel pendant l'opération d'agrafage.
Dans la construction de cet appareil, on utilise des matéraux de construction standards. Mais il est essentiel, dans des services utilisant un dispositif de fixation comportant un dispo- sitif d'entraînement à mouvement de va-et-vient qui exerce une force puissante sur la table d'agrafage pendant l'opération d'agra- fage, de prévoir une rigidité de structure suffisante pour rédui- re au minimum tout désalignement éventuel pendant l'opération d'agrafage. Comme le montre la forme d'exécution représentée, des éléments de construction tubulaires ont été utilisés pour fabriquer la table d'agrafage mais d'autres éléments de section différente peuvent être utilisés suivant le service auquel l'appa- , reil est destiné.
Quoique l'invention ait été décrite avec référence à une forme d'exécution d'un appareil d'agrafage de l'invention conçu pour préfabriquer des panneaux comprenant un treillis métal-
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lique monté sur un cadre composé de profilés, il est évident qu'on peut également l'utiliser dans plusieurs autres types de construc- tions pour préfabriquer des panneaux.
Quoique l'invention convienne particulièrement pour des opérations d'agrafage au moyen de fil métallique, le principe consistant à utiliser un dispositif d'agra- fage mobile qui coopère avec un dispositif d'agrafage fixe tout en retenant la pièce à agrafer en place peut être adapté à d'autres genres d'opérations dans lesquelles deux éléments d'assemblage coopérants et complémentaires sont utilisés, par exemple la soudure par points dans laquelle une électrode mobile peut remplacer la tête d'agrafage et une électrode fixe peut remplacer les enclumes, . ou une simple opération d'agrafage utilisant des agrafes faites d'avance au lieu d'agrafes formées au fur et à mesure des besoins par une machine à agrafer à fil.
Il peut également être souhaitable, pour faciliter la conduite de l'appareil, d'éliminer la commande à la main de la transmission à chaîne et pignons et d'utiliser un moteur électrique ou hydraulique pour déplacer le chariot 61.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux détails décrits et représentés auxquels des changements et modifications peuvent être apportés ans sortir de son cadre.
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Device for fitting metal clips.
The present invention relates to an apparatus for prefabricating panels and, more particularly, to an apparatus for stapling sheet panels to a support frame.
The use of assembly techniques to attach or mount sheets of thin large area materials such as plywood, mesh or expanded metal, perforated or imperforated thin sheets or the like on a support frame to making the panel rigid and ensuring its integrity, is generally intended to facilitate the prefabrication of panels for later use in building rooms, side and roof elements for truck and trailer bodies and other installations where surfaces
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extended wall and roof must be covered.
The fastening means for attaching the panel to the frame are governed by the compatibility of the sheet of material, of the support frame and of the stapling members used to join the sheet to the frame, of the materials of construction used to manufacture the elements of the frame. panel as well as other factors.
The advent of metal stapling by means of staples formed as needed (see: "Tool Engineer", November, December 1951) provides a rapid and economical method of attaching sheets of thin material to a frame. support which must not be pre-cleaned, drilled, punched or aligned in order to match holes. Metal staples are made of high tensile strength steel wire used with high speed motor staplers. But the use of these machines is limited because, in the conventional machine, the block carrying the stapling head and the block carrying the anvil are kept fixed relative to each other by the stapling frame. .
This arrangement minimizes the flexibility of the machine and limits its application.
According to the invention, there is provided an apparatus for setting metal staples which utilizes a movable stapling head and a fixed anvil system mounted on a suitable frame which holds the panel and its frame. online during the stapling operation. Thanks to the apparatus of the invention, the panel to be stapled is held stationary while the apparatus is moving, while in the conventional apparatus the reverse occurs.
In the accompanying drawings: FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of a stapling apparatus according to the invention; Fig. 2 is a fragmentary view, on a larger scale. scale, of part of FIG. 1 showing the movable stapling head carrying the motor device for driving the wire and forming the staples, as well as the fixed anvils;
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Fig. 3 is an end view of the stapling apparatus of FIG. 1 showing the support table for the panel and the frame and a device for keeping the frame stationary on the machine; Fig. 4 is a fragmentary section showing the system for adjusting the mounting table carrying the anvils;
Fig. 5 is a view of the step-by-step feed mechanism and electrical system for holding the staple head in line with an anvil and simultaneously operating the staple head and then releasing it to allow it to move. go to the next step; Fig. 6 shows an accessory serving to facilitate the movement of the frame of the panel to be stapled during the stapling operation; Fig. 7 is a side view of the clamping device used to hold the frame stationary on the anvils; Fig. 8 is a front view of the clamping device shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a fragmentary perspective view showing a typical support frame and panel in place on the row of anvils.
Although the present invention is widely applicable to assemble a variety of panels of different manufactures by means of several assembly techniques, for the sake of easier understanding, reference will be made to the following description given by way of example of one form. This workmanship applied to the erection of panels comprising prefabricated wire mesh and a frame formed of metal channels as described in United States Patent Application No. 135, 706 of August 23, 1961 to George E. McGurn.
In the drawings, the stapling apparatus of the invention comprises a support frame 10 having a rectangular base 11 and vertical columns 12 and 13. Two heavy I-beams 14 and 15 are suspended between the two. columns 12 and 13
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and serve as spacers to make the support frame 10 rigid and as a running track for a conventional stapling head 16 suspended from a stock removal device 17 comprising wheels 18 which roll on the lower flanges 14A and 15A of the beams 14 and 15.
The anvil table 20 is mounted on the side members of the base 11 by means of legs 21 which converge towards a top on which are mounted support plates 22. A sub-table 23 which extends all along the frame 10 is attached in one piece to the backing plates 10 by welding or similar means. Column ends 24 are spaced along the top surface of the sub-table 23 and the anvil base 26 is adjustably attached thereto by screws 25. To fabricate the base 26, U-shaped channels 27 are welded together. 28 to each other to form a box.
A longitudinal guide rail 29 is fixed on the upper face of the base 26, this rail serving as a guide for the anvils 30 capable of being adjusted longitudinally.
As shown in Fig. 4, the box 26 is adjusted by means of screw jacks 35. Three sets of screw jacks 35 are provided to vertically align the box 26 over its entire length.
Slides (not shown) in which the ends of the box 26 slide, are attached to cross members 37 provided on the columns 12 and 13. The screw jacks 35 include two feet converging inward 38 and 39, attached at their upper ends. to the sides of the box 26. The lower ends of the feet 38 and 39 rest on cross members 40 attached to the side members of the base 11. Slots 41 in the lower ends receive cap screws 42 and 43. Lugs 44 and 45 projecting laterally are suspended from the feet
38 and 39 near the upper ends of the slits. Tapped plugs 46 and 47 which are screwed on the threaded parts of the screws
42 and 43 are mounted on the ears 44 and 45.
The lower end of the screws 42 and 43 rests on the cross member 40 which serves as a bearing surface to allow the raising or lowering of the
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ears 44 and 45 and thus the vertical adjustment of the casing 26. To adjust the casing, the fixing screws 25 are loosened and the desired vertical adjustment is carried out by means of the screw jacks 35, after which the fixing screws are tightened to fix the box at the desired level in order to allow the stapling head to cooperate with the anvils to ensure the installation of suitably riveted metal staples.
As shown in Figs. 2, 3 and 4, several anvils 30 are slidably mounted along the box 26 and are attached. attached to the latter by fasteners 49 cooperating with threaded holes formed in the top of the box 26 so that there is the number of stapling stations required to produce the panel. In the apparatus shown, the anvils 30 are provided with riveting notches 51 serving to form a standard loop.
Other notch profiles can also be used to rivet the staples through bypass loops or outer or flat loops. To manufacture panels comprising a metal mesh and a frame formed of profiles, the so-called standard loop can be effectively used. In addition, the relationship of the stapling head 16 and the anvils 30 is such that the staples can be laid on the panel perpendicular, parallel or obliquely to the line of pull. The apparatus shown is designed to perform perpendicular stapling.
The anvils 30 have a lower groove 52 and two upper grooves 53. The lower groove 52 engages the guide rail 29. The grooves 53 form recessed areas which are drilled to receive fixing screws 41 which are screwed on. in cooperating threaded openings in the upper face of the casing 26. The bores are oversized and elongated to allow alignment of the stapling head 16. with the anvils 30. But other techniques can be used to adjust the anvils 30 in an adjustable manner to the casing 26. The riveting notches 51 are provided in each end of the
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anvils 30.
The ends of the anvil 30 are spaced from the top face of the box 26 to receive the flange of a metal section of the metal panel frame made by the apparatus shown. The anvil 30 is raised from the box 26 to accommodate a variety of channel widths.
The stapling head 16 shown in Figs. 2 and 3 is mounted on a turning device 17 comprising a carriage 61 comprising flanges 62. Axles 62 and 64, on each of which are mounted lower guide wheels 65 and 66 which roll along the lower surface of the wings 14A and 15A respectively, journal in the flanges 62. The carriage 61 moves on wheels 18 which roll along the outer lower flanges 14A and 15A of the beams 14 and 15. The rolling profile of the wheels 18 cooperates with the profile of the flanges 14A and 15A. A support 67 of box-shaped section extends laterally across the carriage 61.
A mounting plate 68 is attached to the underside of the support 67 and a slide plate 69 is slidably mounted on this dismounting plate and is held slidably by means of a flanged mounting frame comprising two side flanges 70 which are in sliding contact with the opposite sides of the slider 69. The stapling head 16 is suspended from the slider 69. To cause the staple head 16 to cooperate with either of the rivet notches 51A or 51B, a lever 77 is used which is pivotally mounted on the mounting plate 68 and attached at a point between its ends to the slider 69.
A locking device 72 is used to retain the staple head 16 in-line once it has been brought into place. As shown in Figs. 1, 2 and 3, a locking plate 73 is mounted on a support 68. Locking holes 74A and 74B are made in the plate 73 at suitable places in order to be able to lock the slide 69 in place with respect to the screws. opposing riveting notches 51A or 51B. A latch 75 elastically biased and actuated by a flexible cable 76 is
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mounted so that it can be moved back and forth in a suitable console provided on a locking arm 77 which is attached to the housing 78 of the stapling head 16.
A chain and sprocket transmission 79, used to move the carriage 61 of the stand-off device along the track formed by the joists 14 and 15, is operated by a crank 79A.
A conventional stapling head 16, driven by an electric motor and implemented as described below, is used in the apparatus of the invention. The stapling is carried out in a conventional manner, that is to say that the formation of the staples and the driving are carried out by the mechanism shown generally at 16, the riveting being carried out by the notches of riveting, 51A or 51B as the case may be, formed in the anvils 30 and the metal wire used to form the staples comes from spools mounted on reels 81 which are attached to the carriage 61.
To operate the stapling mechanism automatically, a step-by-step advancement system is provided which ensures alignment of the stapling head to a chosen stapling station and simultaneously engages the operation of the stapling mechanism. , then triggers it instantly after the operation to bring it to the next station. As shown in Figs. 1, 2, 3 and 5, several wedge-shaped stops 82 for step-by-step advancement are slidably mounted in a vertical position along the upper flange of the beam 14. The stops 82 include wedge-shaped stop plates 83 which are mounted on a guide bar 84 by means of suitable openings made in the plates 83.
The guide bar 84 which is not attached to the frame but which is held in place by the stop plates 83 stabilizes the stop plates 83 and helps prevent possible misalignment when the staple head is fed. in place and stopped by the stops 82. The front part of the stop plate 83 extends outside the frame of the apparatus while its rear part
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extends inside and is suspended from the upper flange of the beam 14. In this position, the rear part of the stop plate 83 serves as a stop for the step by step 90 advancement mechanism. Friction locks 85 and 86 are used to hold the stops firmly in place on the frame 10 and on the guide bar 84, respectively.
The step-by-step advancement mechanism 90 comprises a locking 92 actuated by a lever 91 and resiliently biased in its upper position, and mounted in a suitable sliding guide so as to be able to move vertically in both directions, an electric switch 93 , an electric relay and two time switches (not shown) which are actuated by switch 93. The first time switch controls the operation of the stapling head motor and the second time switch controls the operation of the stapling head. solenoid 99 which actuates the lever 91 and thus disengages the latch 92 from the stop plate 83 with which it is engaged. The step-by-step advancement mechanism is contained in a suitable housing 94 attached to the carriage 61.
Lock 92 has a wedge-shaped notch 95 in its upper edge which is shaped to engage stop plates 83 to hold carriage 61 in a locked position during the stapling operation. The lock 92 is separated longitudinally into two parts 92A and 92B to prevent it from projecting beyond the stopper plate 83. A lug 96 protrudes on one face of the lock 92 and engages a buttonhole 97 formed in the lever 91 which is pivotally mounted at one end of housing 94. The other end of the lever is coupled to the frame 98 of solenoid 99 which is normally de-energized.
A suitable source of electric current, not shown, controlled by the electric switches of the step-by-step advance mechanism 90, is used to provide the electric current necessary to operate the mechanism 16. The electric current is provided. supplied to the motor of the stapling head by means of an electric cable 110 which is coiled, helically and each of which
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coil is attached to a pulley 111 which moves along a metal wire 112 stretched between vertical uprights 113 and 114.
Support shelves 120 and 121 extend out of frame 10 horizontally at anvils 30.
The shelves 120 and 121 include side profiles 122, 123, 124 and 125 between which are placed side members and parallel rails 126 and 127. Long rollers 128 are mounted on the free edges of the shelves 120 and 121 and facilitate the handling of the shelf. sheet of material and support frame on the apparatus during panel fabrication.
Several auxiliary devices are used to align the elements of the prefabricated panel constructed on the apparatus of the invention. When the frame sections are initially placed on the anvils 30, as shown in FIG. 4, a wing of the profile rests on the upper surface of the anvils 30.
As the profiles are quite long, in order to facilitate the positioning of the entire length of the profile on the anvils, several alignment pads designated as a whole by 130 are pivotally mounted on the spar 126 of the support shelf 120 near the table 20 bearing the anvils.
The alignment pads can be moved back and forth by means of links 131 which are attached at one end to push rods 132 and at the other end to pivots 133. A similar linkage is also used. at the outer ends of the push rods 132 to produce a mounting of the deformable parallelogram type. An elongated push bar 135 is used at the outer end. At the inner end, an alignment pad 136 is attached to a vertical arm 137 forming the push bar.
The alignment pads 136 cooperate with a corresponding anvil 30 so that when the push rod is moved inwardly by exerting a force on the bar 135, the pads contact the channel at points spaced along its length to push. the profile in place on the anvils 30.
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When the alignment has been completed, a pivoting locking device 140 is used to secure the profile to the anvils 30 during the stapling operation. This locking device comprises several clamping arms 141 which are pivotally mounted at 142 at spaced locations on the table 20 carrying the anvils.
The lower end of the clamp arms 141 is hinged to an actuator rod 143 which is common to all the clamp arms and which is operated by an appropriate lever 144. In the normal position, the clamp arms 141 are erased in below the surface of the anvils 30 as shown in FIG. 2 and are spaced between the pads 136 of the alignment mechanism. Thus, when the aligner mechanism 130 has operated to bring the profiles into place on the anvils 30, the aligner mechanism 130 holds the channel temporarily in place until it is locked in place by the clamp arms 140. .
A retractable stopper 150 for the sheet material is also provided and forms part of the support table 121. The stopper 150, which is shown retracted in FIG. 3, normally extends above the upper surface of the support table 121 by means of notches 151 which overlap the parallel members 127 of the support table 121. The stop 150 is mounted at each end on two arms 152. which are hinged to the support table 121, for example at 153 and is balanced by means of a weight 154 so that they can be retracted below the surface of the support table 121 to facilitate handling of the panel in progress Manufacturing.
Fig. 6 shows an auxiliary device which also facilitates the handling of the panel on the shelves during manufacture. This device comprises two stirrups 160 which overlap two of the side members 126 of the shelf 120. Two spring bearings 161 are provided on each stirrup and a pin 162 pivots in these bearings and carries a roller 163. When the frame element of the panel is placed on the stapling machine, the roller
163 lifts the part of the frame in contact with it above the
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level 'of table 20 carrying the anvils. But, when the profile is clamped in place on table 20 for stapling, roller 163 retracts and allows the frame to rest evenly on shelf 120.
When the blocking device 140 is released after the stapling operation and the profile is released from the anvils 50, the frame can then be handled thanks to the cooperation between the rollers 128 and 163 mounted on the work table.
In the operation of the machine, the frame which has already been prefabricated is placed on the table 20 carrying the anvils so that the flange of the profile to which the sheet material is to be stapled rests on the anvils 30. The profile is held in place by means of the alignment mechanism and is then clamped in place by means of the clamping arms 141. Several pieces of sheet material, in sufficient number, are laid on the frame and the appropriate alignment as well as a any overlap is ensured by means of the stop 150, the stops for the advancement step by step 82 having been put in place to achieve the desired pattern or stapling plane.
The stapling head 16 is then brought to its initial position on its rolling track near the end of the apparatus where the crank 79A is located. The chain and pinion transmission 79 is put into action by turning the crank 79A and the stapling head 16 is brought to the first stapling station where the step-by-step advancement mechanism described above ensures the proper alignment of the chain. stapling head and the appropriate anvil which co-operates with this head, and simultaneously initiates the sequential operation of the two time switches mentioned above, the first of which operates the drive element of the head d 'stapling and the second of which unlocks the step-by-step advancement mechanism to allow the stapling head to subsequently pass to the next stapling station,
determined by the position of the stop 82 and the anvil 30 aligned with this stop. This operation is carried out in a sequential manner until the stapling head 16 has traveled
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the entire length of the rail and has operated at each planned stapling station. The panel is then moved to another section to restart the stapling operations. In the event that another panel is to be pre-fabricated, the positions of the stops 82 can be altered to bring them in line with the anvils 30 which are also rearranged in accordance with a predetermined stapling plan.
By using the double-ended staple anvils 30 shown in the drawings, staples can be laid with minimal effort on profiles which open in reverse directions.
In order to facilitate the operation of the stapling head 16 in cooperation with the riveting notches 51A and 51B provided on the opposite ends of the anvils 30, the stapling head is moved laterally by disengaging the latch 75 and manipulating the locking lever. control 71 so as to move the stapling head 16 into the second stapling position. Lateral alignment is provided by the locking plate 72 which prevents accidental lateral displacement during the stapling operation.
In the construction of this apparatus, standard construction materials are used. But it is essential, in services employing a fastening device having a reciprocating drive device which exerts a powerful force on the stapling table during the stapling operation, to provide sufficient structural rigidity to minimize any misalignment during the stapling operation. As shown in the illustrated embodiment, tubular construction elements have been used to manufacture the stapling table, but other elements of different cross-section can be used depending on the service for which the apparatus is intended.
Although the invention has been described with reference to an embodiment of a stapling apparatus of the invention designed to prefabricate panels comprising a metal mesh.
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Although mounted on a frame composed of profiles, it is obvious that it can also be used in several other types of constructions to prefabricate panels.
Although the invention is particularly suitable for wire stapling operations, the principle of using a movable stapling device which cooperates with a stationary stapling device while retaining the workpiece in place can be used. be suitable for other kinds of operations in which two cooperating and complementary joining elements are used, for example spot welding in which a movable electrode can replace the stapling head and a fixed electrode can replace the anvils, . or a simple stapling operation using pre-made staples instead of staples formed as needed by a wire stapling machine.
It may also be desirable, to facilitate operation of the apparatus, to eliminate manual control of the chain and sprocket transmission and to use an electric or hydraulic motor to move the carriage 61.
Of course, the invention is not limited to the details described and shown to which changes and modifications can be made without going beyond its scope.