Machine à enrouler des fils fins en hélice. La présente invention concerne une ma chine à enrouler des fils fins en hélice sans l'emploi de mandrin.
Jusqu'à présent, on a éprouvé de grande difficultés en enroulant des fils très fins en hélice de diamètre très faible, en particulier lorsqu'on désire faire cet enroulement sans l'emploi d'un mandrin pendant l'opération d'enroulement. En parlant d'un fil fin, on entend des fils d'un diamètre de l'ordre de grandeur de 0,01 mm environ ou moins jus qu'à environ 0,18 mm de diamètre.
L'enroulement de ce fil extrêmement fin, qu'on appellera ci-après "fil de filament", pour produire un corps de filament est néces saire lorsqu'on a besoin d'une hélice très petite, telle que par exemple celle employée comme source lumineuse dans une lampe à incandescence électrique.
Le développement de l'industrie des lampes à incandescence électriques a conduit à l'établissement de sources lumineuses du type dit concentré. La fabrication. de-cet.élé- ment a été effectuée jusqu'à présent à l'aide d'un mandrin sur lequel on a -enroulé un fil fin en une hélice continue qu'on a découpé en sections de longueurs données suivant l'ef fet désiré de la lampe dans laquelle la sec tion d'hélice devant constituer la source lu mineuse doit être incorporée.
Pour la fabrication d'une section de fila ment enroulé pour l'emploi dans une lampe d'un wattage donné, il faut observer certaines conditions et les suivre strictement. Il faut d'abord que la longueur du fil de filament de diamètre choisi contenu dans la source lumi neuse soit convenable pour donner une rési stance exacte pour une lampe de puissance donnée; il faut ensuite que cette longueur soit contenue dans une hélice d'un nombre de spires donné, enfin que le pas de l'hélice soit uniforme et que le diamètre extérieur de l'hélice soit constant.
Pour la fabrication d'un filament héli coïdal, il a fallu jusqu'ici en pratique, comme susmentionné;- par suite des exigences de fa- - brication, enrouler le fil de filament fin sur un mandrin. Cette méthode exigeait naturel lement l'enlèvement subséquent du mandrin avant de monter le filament dans une lampe. D'habitude, le mandrin est fait en laiton ou fer et il est enlevé en immergeant les bobines enroulées sur le mandrin dans un acide, tel que l'acide chlorhydrique, jusqu'à ce que le mandrin soit dissous et ainsi éliminé.
Ce procédé demande beaucoup de travail et de temps précieux; en outre, il y a tou jours la possibilité que le traitement à l'acide détériore la substance du fil de filament.
Lorsqu'on enroule le fil de filament fin comme on l'emploie pour l'établissement de filaments de lampe enroulés sur un mandrin, il est nécessaire pour la détermination des di mensions des filaments de lampe, de tenir compte de l'étirage ou allongement du fil pendant l'opération d'enroulement.
Des va riations même très petites des propriétés des fils, par exemple du fil de tungstène, servant à l'établissement de filaments enroulés, peuvent faire varier sensiblement ce degré d'allongement, et lorsque le fil est employé en forme enroulée comme source lumineuse, il peut se manifester des variations corres pondantes dans la température de différentes portions de la source lumineuse, donnant naissance à ce qu'on appelle dans l'industrie des lampes des ,,taches" qui provoquent sou vent une fin prématurées de la durée utile des lampes.
La machine à enrouler des fils en hélice qui fait l'objet de l'invention n'emploie pas de mandrin, comme dit plus haut, et est éta blie de façon à forcer le fil de filament contre une forme conformatrice pour le cour ber, cette forme conformatrice présentant des moyens, tels que par exemple une cavité, dis posés de telle manière par rapport au chemin de mouvement d'avancement du fil de fila ment qu'ils puissent déterminer tant l'enrou lement hélicoïdal du fil de filament que le pas de l'hélice formée. Le fil étant enroulé sans mandrin, aucun effort de tension n'est imprimé au fil de filament, celui-ci n'étant pas tiré, mais étant guidé par<B>4</B> forme con- formatrice pour la, formation des circonvolu tions produisant l'hélice.
D'autre part, l'hé lice ainsi formée présentera une section de fil transversale pratiquement la même que celle du fil avant l'enroulement. Ceci présente un avantage marqué parce qu'il ne se manifeste pas de variations de section, et les dimen sions pour une lampe d'une durée donnée peuvent être ,exactement obtenues et les fils de filament peuvent être enroulés avec la cer titude que toutes les bobines seront égales. Puis, le fil n'étant pas enroulé sur un man drin, ne montre pas de méplats ou aplatisse ments, mais conserve sa section transversale circulaire, contrairement à ce qui a lieu dans l'emploi d'un mandrin sur le côté du fil où celui-ci touche le mandrin.
Il est très avantageux de produire des fi laments enroulés ayant une forme perma nente. Cela. veut dire que le filament, lors qu'il est monté dans une lampe et chauffé à une température élevée, conserve sa longueur et ne se déforme pas. Dans une série étendue d'essais on a trouvé qu'un filament établi par la machine formant l'objet de l'invention peut être chauffé à une température élevée sans qu'il se déforme comme il arrive avec un filament enroulé sur un mandrin.
La manière de forcer le fil de filament' dans la forme employée dans la machine imprime au fil un effort lequel, lorsque le filament est chauffé, tend à améliorer la, structure cristalline du fil.
Afin de pouvoir entièrement se rendre compte des conditions qu'il faut suivre, on citera que pour réaliser un filament enroulé pour une lampe à remplissage gazeux de 60 Watt par exemple, pour 135 volts, on em- ploira un fil de tungstène d'un diamètre d'en viron 0,012 mm qu'on enroulera. en une hé lice de 0,152 mm de diamètre avec environ 56'3 spires, ce qui donne la longueur de fil qu'il faut pour obtenir la résistance corres pondant à la consommation d'énergie requise.
En outre, le pas du fil enroulé hélicoï- dalement devra être uniforme dans toute la bobine pour que, lorsque l'hélice est découpée en sections, chaque section contienne une Ion- gueur donnée de fil et soit exempte de zones à températures inégales lorsque la section de filament sert de source lumineuse dans une lampe à incandescence électrique. En plus de ce qui a été dit, il est nécessaire qu'un filament de lampe enroulé soit fabriqué à un prix comparable avec les frais de fabrication des autres parties d'une lampe et il est par conséquent nécessaire d'effecteur l'enroule ment hélicoïdal du fil avec une vitesse rela tivement élevée.
Afin de fabriquer ce filament pour un prix se tenant dans l'étendue admissible des frais de fabrication, il est nécessaire que le fil de filament excessivement fin soit enroulé avec environ 10,000 spires par minute ou davantage.
Ceci peut être réalisé par la présente ma chine, qui permet de se passer du bain d'a cide employé jusqu'à présent pour enlever le mandrin.
On a trouvé que dans la formation de l'hélice au moyen de la présente machine, il est possible d'obtenir des variations considé rables des dimensions de l'hélice par une ma nipulation ou un réglage de la forme son- formatrice par rapport à la trajectoire du fil pendant son passage par la forme. Dans ce but, la machine peut être pourvue de moyens pour permettre d'incliner la forme conforma- trice autour d'un axe perpendiculaire à la trajectoire d'arrivée du fil à ladite forme et perpendiculaire à l'axe de l'hélice qui doit être formé de façon à pouvoir faire varier ou régler le pas de l'hélice.
On peut également prévoir des moyens pour permettre d'incliner la forme conformatrice autour d'un autre axe perpendiculaire à la trajectoire du fil et pa rallèle à l'axe de l'hélice pour faire varier ou régler le diamètre de l'hélice.
La forme conformatrice peut comporter un bloc à cavité allongée située près d'un de ses bords, le fil qui doit être enroulé étant tiré en bout dans la cavité en un point ad jacent à l'une de ses extrémités. Lorsque le fil sort de la cavité, il peut être guidé sur un bord de celle-ci qui est muni d'une lèvre ou d'un séparateur pour seconder l'espacement de chaque circonvolution ou spire du fil en contribuant ainsi à déterminer le pas de l'hé lice. Le fil peut être avancé par tous. moyens de propulsion appropriés tels qu'une paire<B>de</B> rouleaux de commande disposés sur des côtés opposés du fil de façon à le prendre par fric tion entre eux.
Un guide peut être employé pour diriger le fil dans la. cavité, mais de préférence les moyens de commande sont disposés -de façon que le fil soit forcé directement dans la ca vité. Lorsqu'on emploie une paire de rou leaux de commande; ils sont actionnés en di rections opposées avec la même vitesse péri phérique et l'un des rouleaux est de préfé rence plus. petit que l'autre rouleau de façon que le fil reçoive une légère courbure préa lable avant la courbure subséquente qu'il subit en entrant dans la forme conformatrice, ce qui doit seconder la formation de l'hélice.
Le mécanisme pour maintenir la. forme conformatrice de façon réglable peut aussi comporter des moyens pour permettre à la forme de se rapprocher ou de s'éloigner des rouleaux d'avancement du fil, un porte-forme réglable pour permettre un mouvement ver tical et horizontal de la forme, un dispositif pour permettre de régler à la main la po sition exacte de la forme par rapport aux rouleaux d'avancement du fil, pour produire une opération d'enroulement qui donnera une hélice avec les dimensions requises pour un filament de lampe.
Le dessin annexé représente, à. titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention ainsi que des variantes de dé tail: La fig. 1 -est une vue en perspective d'une partie de ladite forme d'exécution; La fig. 2 en montre un détail en perspec tive, partie en coupe, comprenant les organes opératifs de la machine; La fig. 3 est une vue perspective de l'en semble de la machine;
La fig. d est une élévation latérale d'un mécanisme porte-forme et montre un disposi tif pour le réglage de la position de la forme par rapport à une paire de rouleaux d'avan cement du fil; La fig. 5 est une vue en plan des organes représentés à la fig. 4; La fig. 6 est une vue en coupe d'une par tie de la machine et montre les rouleaux d'avancement dans leurs paliers respectifs, le palier du rouleau inférieur étant dessiné en coupe; La fig. 7 est une coupe en détail d'un mé canisme servant à verrouiller une plaque de support et à actionner un accouplement; La fig. 8 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig. 7; La fig. 9 est une vue latérale du méca nisme représenté à la fig. 7, prise dans la di rection de la flèche X;
La fig. 10 représente une tige de lampe avec un filament enroulé fourni par la ma chine; La fig. 11 est une coupe verticale d'une tête de réglage de la forme; Les fig.12 à 20 donnent à une échelle agrandie des représentations schématiques de la relation de la forme par rapport à la tra jectoire du fil pendant l'opération d'enroule ment et montrent la méthode pour réaliser une variation du diamètre et du pas de l'hé lice formée; La fig. 12 montre la position relative de la forme et des rouleaux de commande pour produire l'hélice normalement livrée par la forme; La. fig. 13 est une vue de front de la forme représentée à la fig. 12; La fig. 14 montre une coupe de la forme représentée à la fig. 12;
La fig. 15 montre la position de la forme par rapport à la trajectoire du fil pour pro duire une hélice d'un plus grand diamètre que celui normalement produit par la forme; La fig.16 est une vue de front de la forme et montre celle-ci en position incline pour produire une hélice d'un pas diminué par rapport à celui qui est normalement pro duit par la forme; La fig. 17 montre une coupe de la forme dans la position représentée à la fig.16; La fig. 18 montre la position de la forme par rapport à la trajectoire du fil pour pro duire des circonvolutions d'un diamètre plus petit que normalement produit par la forme; La fig.19 est une vue de front de la l'orme et montre celle-ci en position inclinée pour produire un plus grand espace entre le circonvolutions qu'il n'est normalement pro duit par la forme;
La fig. 20 montre une coupe de la forme clans la position représentée à la fig. 19; La fig. 21 montre une vue en perspective de la forme montée dans une barres de forme; La fig.22 montre les différents organes d'un mécanisme pour effecteur un découpage du filament enroulé; La fig. 23 est une vue en coupe suivant la ligne XXII-XXII de la fig. 22; La fig. 24 est une coupe d'un coupoir sui vant la ligne XXIII-XXIII de la fig. 23;
La fig. 25 est une coupe d'un mécanisme pour former une section préparatoire d'hélice, destinée à être posée dans la forme conforma- trice définitive lors de la mise en marche de la. machine; La fig. 2!6 est une vue latérale d'un frag ment du mécanisme représenté à, la fig. 25 et montre une cheville pour recevoir le fil qui doit constituer ladite section préparatoire;
La fig. 27 est une vue de détail d'une va riante d'un mécanisme pour guider le fil à, la forme conformatrice et montre un guide intermédiaire entre les rouleaux de commande et la forme; La fi-. 28 est une vue en bout d'une forme conformatrice dans laquelle la partie à cavité est solidaire du porte-forme lorsque la forme est construite en métal durci.
La machine représentée dans son ensem ble à la fi-. 3 comporte une plaque de base 20 sur laquelle sont montés plusieurs méca nismes coopérants comprenant un moteur 21, une boîte de renvoi 22, un dispositif de me surage "?3 et une taie d'enroulement 24.
Le moteur 21 cst connecté par un arbre approprié avec un engrenage de réduc.tion logé dans la boîte de renvoi 22 et ce méca nisme est agencé pour mettre en rotation une paire d'arbres de commande 25 et 26 en di rections opposées. L'arbre 26 est relié par un accouplement 28 à l'arbre 27. L'arbre 27 est monté dans un palier 29 fixé à une boîte 31 montée sur la base 20. Une extrémité 32 de l''arbre 27 est pourvue d'un rouleau rainuré 33, un mouvement axial du rouleau vers l'ex térieur avec l'arbre étant empêché par une plaque d'arrêt 34 située de façon appropriée (voir fig.4).
L'arbre 25 peut être relié à un arbre 35 (fig. 3) monté clans un palier 36, le long du bord d'une plaque de palier 37, susceptible de déplacements dont il sera question plus loin. La connexion entre l'arbre 35 et l'arbre 25 est établie par un accouplement 38 dont la construction et le fonctionnement seront décrits plus, loin. A une extrémité de l'arbre 35 est prévu un rouleau rainuré 39, de dia mètre inférieur à celui du rouleau 33. Ces rouleaux, situés l'un à l'opposé de l'autre, constituent les moyens pour la propulsion du fil à enrouler, suivant une trajectoire donnée.
Lorsque la plaque de palier 37 est dans sa position de travail, les axes longitudinaux des rouleaux 39 et 33 seront disposés pra tiquement dans le même plan vertical de fa çon que les rouleaux se trouvent en position pour entrer en prise avec les côtés opposés d'un fil de filament 41 qui doit être avancé par la rotation des rouleaux (voir fig. 2).
Les rainures dans les rouleaux ont un diamètre inférieur à celui du fil qui doit être avancé par eux de façon qu'il se produit un engagement par friction ferme entre les rou leaux et le fil. Il est avantageux que les rou leur s'engagent avec le fil exactement sur des côtés opposés de celui-ci et afin d'assurer cet engagement, la plaque de palier 37 est pivotée sur une cheville 42 (voir fig. 2) à une extrémité d'un bras en forme de plaque 43, laquelle est pivotée .à son tour sur une che ville 44 fixée dans un support 45. La. plaque 43 peut par conséquent osciller autour de la cheville 44 et une vis de réglage 46 est pré vue pour permettre de fixer la, plaque 43 dans la position d'ajustement voulue.
Un petit mouvement latéral de la plaque de pa- lier 37 peut être obtenu en. se servant des vis de réglage latérales 43' et 44' (voir fig. 5). Le réglage nécessaire est très petit et corres pond, au jeu de la vis de réglage 46 dans l'ou verture taraudée pratiquée dans le support 45. On conçoit donc que la position du rou leau 39 qui est monté à l'extrémité de la plaque de support :37 peut être réglée d'une façon très précise par rapport au rouleau 33.
Le fil de filament qui doit être enroulé est contenu sur une bobine d'alimentation 47 montée sur un support de palier 48 (fig. 3) fixé :à la plaque de base 20 de la machine. Le fil est amené autour d'un rouleau de me- surage 49 monté sur un arbre rotatif dans un palier 51.
Le fil saisi par les rouleaux de commande 33 et 39 est entraîné tangentiellement par ceux-ci et directement introduit dans la forme conformatrice 52. Cette forme représentée à la fig. 21 consiste en un bloc 53, de préfé rence un diamant, dans lequel est pratiqué une cavité 54. La cavité 54 est disposée à proximité d'un bord 55 du bloc de façon que ledit bord constitue une lèvre ou un organe séparateur pour l'espacement normal des cir convolutions d'une hélice formée par la forme qui est d'habitude montée à une extré mité d'une barre de forme 56.
Afin de mettre la forme 52 en position exacte par rapport aux rouleaux d'entraînement 33 et 39, la barre 56 est montée de façon à pouvoir cou lisser dans un porte-forme 57 (voir fig.l et 2).
Un réglage de la position de la barre de forme en avant ou en arrière dans le porte- forme 57 est obtenu à l'aide d'une vis de ré glage 58 qui passe par une barre transversale 59 qui peut être assujettie à la forme par une vis de réglage 61 et qui peut coulisser sur une cheville 62 fixée au porte-forme<B>5î.</B> Lorsque la barre a été ajustée convenable ment, une vis de blocage 63 peut être serrée pour maintenir la barre de forme fixée par rapport au porte-forme.
En plus de la fixation réglable susdécrite de la barre de forme il est désirable de pou voir l'incliner dans un plan vertical ou dans un plan horizontal. A cet effet, le porte- lorme 57 est monté de façon à pouvoir pivo ter dans une selle 64 à l'aide d'une cheville 65. La selle b4 est montée sur une broche 66 qui peut tourner dans un palier 67. Ce palier est fixé au support 45 sur lequel est monté le rouleau de commande intérieur 33.
Il est évident que grâce au montage à pi vot du porte-forme 5 7 sur la cheville 65 et en raison de la selle 64 pivotée avec la barre du porte-forme, la forme peut se mouvoir ou osciller dans un plan vertical ou bien dans un plan horizontal.
Le réglage en position de la barre du porte-forme pour amener la cavité de la forme en relation exacte avec la trajectoire du fil entraîné est une opération très déli cate et très importante et il faut à cause du degré de finesse et de l'exactitude nécessaire du réglage, que le mouvement de la forme soit fait d'une manière exacte et sure. Il faut de plus, pour que le réglage puisse être bien exécuté à la main, que les parties opératives soient arrangées et coordonnées de façon qu'un opérateur puisse évaluer exactement l'amplitude de mouvement de la forme pour l'amener à la position requise.
En tant que la variation de la position de la forme avec la trajectoire du fil est souvent plus petite que 0,025 mm, il serait ordinairement impos sible à l'opérateur de saisir le moment où un mouvement de cette amplitude a été produit.
Afin de faciliter l'obtention de ce mou vement exceptionnellement délicat de la forme, la porte-forme 5 7 est pourvu d'un pro longement en forme d'un bras de commande de réglage 68, dont une exrtémité 69 est dis posée pour se mouvoir soit dans une direc tion horizontale, soit dans une direction ver ticale afin de produire un mouvement de di rection correspondant de la<B>,</B> forme. L'avan tage du bras 68 résulte du fait qu'on peut donner à celui-ci un mouvement appréciable qui, toutefois, ne se traduit que par un mou vement extrêmement petit à la forme.
On comprendra donc que la position du bras 68 peut être commandée à la main d'une ma nière exacte et sûre et à cet effet l'extrémité 69 du bras 68 est disposée dans un guide de retenue 71 (fig. 11) qui est pourvu d'une vis de réglage 72 pour limiter le mouvement ver tical ascendant de l'extrémité 69.
Le guide 71 est latéralement mobile entre des plaques de guidage 73 (voir fig. 3 et 11) prévues sur une tète coulissante 74. Cette tête est pourvue d'une fente 75 en vue d'un engagement coulissant avec une plaque de segment arquée 76, en saillie sur une parti.- stationnaire de la machine.
Des vis de réglage 7 7 et 78 passent par des ouvertures filetées dans des parois laté rales ou bosses latérales prévues sur la tête 74 et sont. agencées pour faire contact avec le guide de retenue 7 1 pour maintenir celui- ci en position réglé.
Le mouvement: descendant de l'extr,mité 69 du bras de commande de réglage 68 est réglé par une vis de réglage 7 9 qui s'étend par une ouverture appropriée 81 dans la tète 74 et par une ouverture filetée dans le juidc: de retenue 71.
Grâce à la construction susdécrite, on comprend qu'un réglage en mouvement uni versel de la forme conformatrice par rapport aux rouleaux d'entraînement est rendu pos sible. Si par conséquent une forme doit être mise en position pour recevoir et enrouler un fil, la position relative exacte des moyens de commande et de la forme peut facilement être obtenue pour produi-e une bobine d'iir diamètre et d'une division prédéterminée.
Pour l'obtention de l'enroulement ou du bobinage exact d'un fil de filament pour pro duire un filament enroulé d'un mesura-e donné on a. trouvé qu'il faut observer cer taines phases ou opérations - et que par un réglage relatif entre la forme et le: fil mo bile on, peut obtenir un filament enroulé dent le diamètre et le pas répondent aux exigences du cas.
Pour l'explication des moyens donnant le résultat susmentionné, on se référera aux fi gures schématiques 12 à. 20 du dessin an nexé dans la, description qui va suivre.
Ordinairement si le fil 41 .est avancé par les rouleaux de commande 88 et<B>39</B> dans la direction de la flèche A, le fil formera nor malement, par suite de la construction de la forme 52, une hélice 40 dont les circonvolu tions sont espacées l'une de l'autre par l'ac tion de séparation de la lèvre 55 prévue sur la forme.
Il est donc évident qu'un filament enroulé peut être produit à l'aide de la ca vité de la forme et cette bobine peut être considérée comme résultat normal de la forme et peut répondre aux exigences d'une source de lumière et avoir les dimensions en diamètre et en pas nécessaires, mais d'autres conditions peuvent aussi entrer en ligne de compte dans l'enroulement d'une bobine pour permettre d'obtenir un diamètre et un pas prédéterminés différents, de sorte qu'il peut être désirable de prévoir des moyens grâce auxquels le diamètre et le pas d'un filament enroulé peuvent être déterminés et modifiés suivant les désirs.
Ceci peut être accompli par un réglage de la position relative entre lo forme conformatrice et la trajectoire du fil vers la forme.
Afin de pouvoir mieux comprendre l'a vantage de ce réglage, il suffit de relever que les fils de tungstène employés pour pro duire des filaments varient dans leurs pro priétés, par exemple une bobine de fil peut être légèrement plus dure qu'une autre. D'ha bitude chaque bobine de fil est étirée d'un lingot différent et on a trouvé que pendant le procédé de fabrication le fil des, bobines se comporte de manière différente dans l'opé ration de courbure et d'enroulement par suite de petites variations dans le chauffage et le refroidissement ou en raison de la nature du matériel.
Si, par conséquent, une bobine de fil est montée sur la machine pour faire enrouler le fil en hélice ou filament enroulé, l'enroule ment formé avec un réglage donné de la forme conformatrice aura un diamètre et un pas qui dépendent des caractéristiques ou propriétés du fil particulier employé.
Il est donc désirable d'établir les moyens de façon à ne pas seulement faire enrouler un fil dé terminé et à espacer les spires de l'enroule ment à l'aide d'un organe d'espacement fixe, tel que la lèvre 55 de la forme, mais de pré voir aussi des dispositions grâce auxquelles le diamètre et le pas de l'hélice de filament peuvent être réglés soit ensemble avec la lèvre ou indépendamment de celle-ci Lors de la réalisation de ce résultat, il a été trouvé comme susmentionné que, lorsque le fil 41 est dirigé dans la forme, comme re présenté aux fi,g.
12 et 13, dont la cavité est pratiquement en alignement avec la trajec toire du fil, la lèvre séparatrice 55 donnera aux circonvolutions formées un espacement donné et le diamètre des circonvolutions sera pratiquement le même que le diamètre de la courbure de la cavité.
;Si l'on désire produire une hélice dont leb circonvolutions sont plus rapprochées ou se touchent, la forme peut être basculée légère ment, comme indiqué par la flèche C (voir fig. 20).
<B>En</B> ce qui concerne le 'diamètre de l'hé lice, on a trouvé que lorsque le fil est forcé tangentiellement dans la courbure de la. ca vité, comme représenté à. la fig. 12, .et trans versalement à une ligne diamétrale D perpen diculaire à la trajectoire du fil, les circonvo lutions résultantes seront normales ou gou vernées, par la courbure de la cavité comme représenté à la fig. 12.
Si l'on désire toute fois une hélice d'un plus grand diamètre, la, forme peut être placée comme représenté à la fig. 15 de façon que la ligne diamétrale D soit située à un angle plus grand que 90 " par rapport à la trajectoire du fil de façon que la forme occupe une position qu'on ap pellera. dans la, suite une position positive.
Une hélice avec un diamètre plus petit peut être produite en éloignant la forme eonfor- matrice des rouleaux pour permettre un mou vement de basculement de la forme de façon que la forme occupe une position qu'on peut appeler une position négative avec la ligne diamétrale D située .à un angle plus petit par rapport ,à la. trajectoire du fil que. celui re présenté à la fig. 18.
De ce qui précède il résulte que pour pro- duire une hélice d'une grandeur supérieure à celle normalement formée par la forme, le fil 41 reçoit en E une légère déformation en coudage vers l'extérieur quand il entre dans la forme 53. Pour la formation de plus petites hélices, le fil est forcé contre la forme de telle manière qu'il se produit en F une légère déformation en coudage vers l'inté rieur de façon à réduire le rayon de courbure des circonvolutions de l'hélice, qui devien nent alors plus petites que celles normale ment produites.
Grâce au réglage décrit de la position de la forme conformatrice dans une ou plusieurs directions par rapport à la trajectoire du fil, les dimensions du corps de filament enroulé en ce qui concerne le diamètre et la division peuvent être réglées dans une grande étendue en comparaison des limites étroites des diffé rences d'usinage du fil.
Il est évident que les différentes vues sus-décrites de la forme conformatrice, qui montrent la formation de la courbure du fil pour des diamètres plus grand ou moins grand de l'hélice, sont d'une grandeur forte ment exagérée et qu'en vérité le bloc de forme employé d'habitude a des dimensions en surface excessivement petites de 0,3 mm X 0,75 mm. Ces dimensions sont naturelle ment en concordance avec le diamètre du fil excessivement fin qui doit être enroulé.
Il va de soi que la présente machine peut être pourvue de graduations calibrées conve nablement disposées de façon que la forme peut être réglée par un réglage des parties opératives mobiles en concordance avec des positions données sur les graduations pour produire un corps de filament enroulé d'une division et d'un diamètre prédéterminés. Par exemple. le bras de commande de réglage 68 peut être pourvu d'une ou plusieurs aiguilles pour indiquer son degré de mouvement dans une ou plusieurs directions par la position des aiguilles sur des graduations placées de manière appropriée.
En outre, comme il a été susmentionné, la variation des qualités de différentes bobines de fil tel que du tungs tène peut demander par occasion un faible changement dans les positions relatives des organes d'enroulement du fil, même s'ils sont réglés à l'aide des graduations, pour com penser la différence de la dureté,de la flexi bilité ou d'autres propriétés du fil trouvées dans différentes bobines d'alimentation de fil.
La machine représentée comporte encore des moyens pour permettre le verrouillage de la plaque de palier 37 avec le rouleau 39 en relation opérative avec le rouleau 33.
Dans la présente construction, la plaque de palier portant le rouleau d'entraînement 39 est montée, comme susmentionné, de fa çon à pouvoir osciller sur le pivot 42 en s'éloignant du rouleau 33 pour permettre un examen de la forme conformatrice et pour aider à placer celle-ci en relation exacte par rapport audit rouleau 39, et pour l'applica tion ou l'introduction du fil dans la. forme.
La plaque de palier 37 est construite de façon à pouvoir être verrouillée dans sa po sition inférieure lorsque le rouleau 39 est dans sa. position opérative par rappo? t au rouleau 33. Elle est munie à cet effet. d'une tente 82 (fig. 1 et 7) par laquelle pénètre un organe de verrouillage 83 lorsque la. plaque de palier est dans sa. position abaissée, l'or gane de verrouillage 83 est pourvu d'une partie rajoutée 84 pour venir s'engager avec la plaque et la. maintenir en position. Cet.
engagement est effectué par une rotation de l'organe de verrouillage 83, qui consiste en une tige 85 passant par la boîte 31; la tige est munie d'une surf ace-came 86 pouvant venir en contact avec une surface-came 87 prévue sur une pièce 90 vissée dans la boîte 31 en alignement axial avec la tige 85.
A proximité de l'extrémitz' supérieure de l'axe 85 est prévu un épaulement 88 sur le quel s'appuie la, plaque de palier. On com prend que lorsqu'on tourne l'axe 85 de 90 . la partie rajoutée 81 dégagera. le dessus de la plaque de palier et celle-ci pourra se mou voir vers le haut par suite de la présence de la fente 82. Toutefois, lorsque l'axe 85 a. été tourné, il sera soulevé par suite de la coopé ration des surfaces-cames 86 et 87, Cette coopération empêche la plaque de palier de tomber accidentellement et d'être détériorée entre les rouleaux d'entraînement de fil su périeur et inférieur.
Toutefois, lorsque l'axe est tourné pour verrouiller la plaque, l'action des surfaces- cames 86 et 87 permet un mouvement des cendant de l'axe de façon que lorsque lesdites surfaces sont dans la position relative don née, le rouleau supérieur 39 sera en position exacte par rapport au rouleau inférieur.
Il est évident que les positions de contact relatives des surfaces-cames 86 et 87 détermi nent la relation opérative du rouleau 39 par rapport au rouleau 33. Il est par conséquent désirable de pouvoir modifier les positions de contact desdites surfaces-cames et on a prévu à cet effet une paire de vis de réglage 88' et 89 (fig. 8) qui s'engagent avec des parties aplaties 91 et 92 sur le corps 90 de la partie ayant la surface-camne 87. Ledit corps à came 90 peut par conséquent être réglé de façon à changer la relation de coopération de sa sur face-came 87 par rapport à la surface-came 86 de l'axe 85 afin de pouvoir effectuer le réglage du rouleau 39 en vue d'une relation de coopération donnée par rapport au rou leau 33.
L'axe 85 est normalement mû vers le bas à l'aide d'un organe pivoté 94 (voir fig.9) ayant une extrémité en fourche 95 disposée dans une fente annulaire 96 prévue dans l'axe 85 et l'organe 94 est normalement foreé vers le bas sous l'action d'un ressort 9 7 et de cette façon les surfaces-eames 86 et 87 sont maintenues en engagement forcé.
Une rotation de l'axe 85 produit égale ment le dégagement de l'arbre 35 du rouleau 39 qui vient hors d'engagement avec l'arbre de commande 25.
Comme il a été dit plus haut, on a prévu un accouplement 38 entre les arbres précédem ment mentionnés, comprenant un organe 98 avec une ouverture 99 pour recevoir une ex trémité 101 de l'arbre de commande 25 (voir fig. 8). Celui-ci peut être pourvu d'une che ville 102 mobile dans des fentes 103 'et un ressort 104 peut être disposé entre la cheville et une extrémité de l'ouverture 99 pour for cer l'organe 98 contre l'arbre 27, lequel arbre peut être pourvu d'une cheville 105 disposée pour entrer dans des fentes 106 de l'organe 98 de façon à accoupler l'arbre 25 avec l'ar bre 27. L'organe 98 est toutefois libre de se mouvoir hors d'engagement avec l'arbre 27.
Ce mouvement est effectué par un bras de levier 107 pivoté sur une cheville 108 dans un palier formant saillie de la boîte 31. Le levier 107 est actionné par un piston 109 dis posé par une extrémité 111 en contact avec ledit levier. L'extrémité opposée 112 du pis ton est placée de façon à s'engager avec une partie aplatie 11.3 de l'axe 85, lorsque l'ac couplement 38 est embrayé sur l'arbre 27. Une rotation de l'axe 85 provoquera par con séquent un engagement de l'extrémité 112 du piston avec la surface cylindrique de l'axe 85 et par suite un mouvement en avant du pis ton pour actionner le levier<B>107</B> de façon à débrayer l'acouplement 38 de l'arbre 27. Un ressort 114 maintient le piston normalement en contact avec l'axe 85.
Il s'en suit donc que, lorsque l'organe de verrouillage 83 est mis en rotation pour per-. mettre à la plaque de palier 37 de se mou voir vers le haut, le mécanisme pour dé brayer l'arbre 27 est également actionné.
On a également prévu des moyens pour mesurer une portion dei fil de longueur dé terminée qui doit être enroulée et un méca nisme découpeur pour découper une section de fil enroulée contenant une longueur de fil égale à celle mesurée avant l'opération de dé coupage.
Le fil de filament 41 est guidé à partir de la bobine 47 -autour de la. roue de mesu rage 49 (Soir fi-. 22) et ensuite entre les rou leaux d'entraînement qui fervent à introduire le fil dans la forme 52. Ce fil peut passer autour de la roue .de mesurage en une ou plu sieurs boucles. Le fil est amené avec son ex trémité libre dans la cavité de la forme 52 et est courbé d'abord en vue de son enroule ment et est ensuite guidé par la lèvre 55 dans une direction latérale de façon à former une hélice, la lèvre servant normalement à sépa rer les tours de l'hélice en lui donnant ce qu'on peut appeler un pas normal, les circon- volutions de l'hélice ayant également un dia mètre normal suivant la courbure de la ca vité 54 de la forme.
Ce pas et ce diamètre peuvent être réglés, comme décrit ci-dessus, en faisant varier la position de la forme par rapport à l'axe du fil qui est poussé contre elle.
Le fil 41 sort de la forme sous forme de l'hélice 40 et celle-ci passe par un guide 116 (fig. 23) placé à l'extrémité supérieure d'un dispositif découpeur 118. Ce dispositif com prend un organe en forme de L, 119, sup porté dans des consoles (fig. 1) 117 et 117' à l'aide de vis de support 121 et 121'. Le dis positif découpeur pivoté sur les vis 121 et l21' peut être mis soit dans la position dans laquelle le guide 116 se trouve en relation opérative avec la forme 52 pour recevoir le fil enroulé, soit dans la po sition représentée à la fig. 1. pour permet tre l'accès à la forme.
Lorsque le disposi tif découpeur est dans sa dite position opéra- tive, il est verrouillé dans celle-ci à l'aide d'un loquet 122 qui peut être actionné par un levier à main 123 pour s'engager avec un nez 124 prévu à la boîte'31.
Lorsque le, dispositif découpeur est dans sa position de travail pour laquelle le fil en roulé passe par le guide 116, il est possible, grâce aux vis 121 et 121', de régler légère ment la position du guide 116 par rapport à la forme conformatrice 52 et grâce à ce ré glage on peut obtenir une faible variation du pas de l'hélice produite.
Le bras de l'organe en forme de L 119 qui porte le guide 116 est pourvu d'une roue découpeuse 124 mobile en regard d'une ouverture 125 par laquelle passe le fil en roulé. L'arête de cette ouverture coopère avec le bord de la roue 124 pour découper le fila ment enroulé après qu'une section prédéter minée de celui-ci à passé par le guide.
Le mécanisme pour actionner le décou- peur (voir fig. 23 et' 24) comporte une barre coulissante 126 mobile dans une fente de gui dage 127 dudit bras de l'organe 119. Un res sort 128 disposé entre un arrêt 129 fixé audit bras et une tige filetée 131 agit pour mou- voir normalement le découpeur de façon ,à l'éloigner de l'ouverture 125.
Une fente 132 est prévue dans la barre coulissante pour permettre un mouvement de celle-ci de façon que, lorsque la tige 131 est forcée vers le haut, le découpeur fonctionne pour découper une section de fil enroulée de la longueur axacte pour l'emploi comme source lumineuse lorsqu'elle est montée sur une tige de lampe comme représenté à la fig. 70. L'action du découpeur est réglée par le rouleau de mesurage 49; le mécanisme pour faire coopérer le découpeur avec le 'rouleau de mesurage (voir fig.22) comprend un le vier à deux bras 133 pivoté en 134 sur une plaque de support 135 fixée à la, plaque de base 2')0 de la machine.
L'extrémité inférieure de la barre coulis sante 126 est soumise à l'action d'une tige articulée en 136 à un bras 137 du levier 133. L'autre brus, 138, du levier 133 est pourvu d'un organe de détente 139 maintenu norma lement contre une cheville de butée 140 sur ledit bras par un ressort 141. Le levier 133 provoque l'action du découpeur lorsqu'uD,a longueur donnée de fil a. été enroulée. Afin d'opérer le découpeur à des intervalles pré déterminés, la roue de mesurage 49 est pour vue d'une came 142 qui s'engage avec un levier de commande de détente 143 pivoté en 142' sur le support 48 du palier de la roue de mesurage 49.
Le mouvement de rotati,)n de la roue de mesurage 49 provoque la rotation de la came qui meut l'extrémité 144 du le vier de commande vers l'extérieur. Ceci amène l'eatrémïté inférieur? 145 dudit levier contre l'organe de détente 139 qui est mû et laisse passer l'extrémité 145.
Lorsqu'un- partie de chute 116 de la came permets à, l'ex trémité 14.1 du levier de commande de re venir vers l'axe de la roue de mesurage, l'ex trémité 145 dudit levier s'engage avec la dé tente 139, laquelle, puisqu'elle est immobile par rapport au levier<B>133</B> par suite de la pré sence de<B>la</B> cheville d'arrêt 140, effectue un mouvement descendant du bras 138 dudit levier de façon que son extrémité 137 se meut vers le haut et provoque le découpage d'une hélice. Le levier de commande 143 est nor malement en engagement avec la came 142 sous l'action d'un ressort 147.
Il résulte de ce qui précède que la roue de mesurage peut avoir un diamètre tel qu'après un mouvement donné, par exemple après une rotation com plète de celle-ci, le fil aura été déplacé d'une longueur donnée, et comme le découpeur est chaque fois actionné, le fil sera coupé chaque fois que ladite longueur de fil aura été li vrée.
Afin de faciliter l'introduction du fil de filament fin entre les rouleaux d'entraîne ment et dans la forme, on a prévu un méca nisme appelé dispositif de courbure préa lable. Ce dispositif comporte un bras coudé 149 pivoté en 152 sur la boite 31. L'extré mité libre du bras 149 est pourvue d'une cheville rotative 152' (voir les fig. 1, 22, 25 et 26) ayant une extrémité moletée 153 et une extrémité amincie 154. Sur la boîte est disposé un nez 155 avec une rainure 156 pour recevoir le fil 41 et une partie aplatie 157 pour recevoir l'extrémité 154 de la che ville 152'. La rainure 156 est disposée en alignement avec la rainure du rouleau d'en traînement 33.
Lorsque le fil 41 doit être in troduit entre les rouleaux d'entraînement, une extrémité du fil est insérée dans une en taille 158 de la cheville et on tourne la che ville pour enrouler plusieurs tours du fil sur l'extrémité 154 dont le diamètre est le même que le diamètre intérieur de l'hélice qui doit être formée. La cheville sert donc à faire une courte section préparatoire de l'hélice avec le dernier tour 159 en ligne avec la rainure du rouleau 33.
Le bras coudé 149 est alors bas- cMl6 pour disposer ledit tour dans la rainure du rouleau inférieur 33 et le rouleau supé rieur 39 est mû dans sa, position opérative par, rapport à la cavité de la forme conforma- trice, le tour 159 étant ainsi engagé dans la dite forme. La cheville est alors retirée de la section préparatoire susdite par un mouve ment axial et le bras coudé est ramené dans sa position primitive où il s'appuie contre une butée appropriée (voir fig.1).
La ma chine peut alors être mise en marche et les rouleaux d'avancement coopéreront avec la forme pour faire une succession de circonvo lutions et produire un corps de fil hélicoïdal qui est automatiquement découpé en sections pouvant être employées comme filament de lampe.
Le mécanisme pour découper le fil en roulé en sections au lieu d'être constitue comme ci-décrit par des, organes actionnés mécaniquement, pourrait aussi être pourvu d'une commande électrique, la roue de mesu- rage étant alors employée pour fermer un cir cuit et actionner un électro-aimant disposé pour ac4;ionner l'organe découpeur.
Le passage du fil sur la roua de mesurage 49 est effectué de telle façon que tout con tact du fil 41 avec les côtés ou rebords 180 de la bobine 47 soit évité. Si le fil .était déli vré à. la roue de mesurage sans observer cette précaution, le fil, lors du déroulement de la bobine, serait mécaniquement écorché par les rebords de la bobine et il pourrait en résulter des ruptures. Comme représenté, la bobine 47 est située de façon que le parcours du fil par tant de la bobine soit pratiquement dans le même plan que la rainure de la roue de me- surage 49.
Grâce è cette disposition, la. possi bilité que le fil vienne entrer en contat avec les rebords de la. bobine est éliminée ainsi que toute rupture pouvant provenir de ce fait. La bobine '47 est maintenue en position de façon réglable et peut facilement être amenée à. une position exacte par rapport à la roue de mesurage. Le parcours du fil allant à, ladite roue est clairement représenté à la, fia. 22.
Une section de fil enroulée en hélice 40 obtenue par l'opération de mesurage :et de dé coupage constitue ainsi, comme représenté à la fig. 10, un élément de résistance consti tuant la source lumineuse qui peut être ap pliquée ,à une tige de lampe 176 et être sup portée par les fils de support 177. Ce type de corps do filament est .établi en forme d'un anneau ouvert et les extrémités sont fixées ou soudées aux fils d'entrée 178 et 179.
Comme représenté aux fig. 4 et 5, les rou= leaux d'entraînement du fil sont à proximité immédiate de la forme 52 et le fil est forcé directement à partir des rouleaux dans la forme. Cette amenée tangentielle du fil évite l'emploi d'un guide.
Comme représenté à la fig.27, on peut toutefois employer un guide 200. Ce guide peut être établi en deux pièces ayant des rai nures associées pour constituer un passage pour diriger le fil à la forme 201. Dans ce cas, on peut utiliser des rouleaux de com mande chanfreinés 202 et 203 de grandeur égale et le guide peut être conique en 204 de façon que son extrémité de sortie peut être rapprochée de la forme. La forme 201 peut être maintenue dans un support et être fixée au moyen d'une vis de blocage 205.
On a représenté le guide 200 muni de par ties formant douille afin que les rouleaux d'entraînement puisent saisir ou mordre le fil en un point tout près de l'extrémité du guide. Grâce à cette disposition le fil est en gagé par le guide avant d'être dégagé de la morsure des rouleaux de commande sur le fil de façon à assurer un mouvement d'avance ment continu et un guidage du fil sur un chemin uniforme exempt de coude lorsqu'il est dirigé dans la forme de la machine. L'or gane 201 peut être construit en acier et d'une seule pièce avec une tige 207 comme repré senté à la fig. 27, le bout de la tige, soit l'or gane 201, étant montré à plus grande échelle par la fig. 28.
Lors de la mise en fonctionnement, le fil est dirigé de la bobine 47 sur la roue de me- surage 49. L'extrémité libre du fil peut alors être appliquée au dispositif servant à former la courte section préparatoire et plu sieurs tours ou spires constituant cette sec tion peuvent être produits comme il a été dit ci-dessus préalablement à l'introduction du fil entre les rouleaux d'entraînement. Le rou leau supérieur 39 est soulevé et le dispositif pour la formation de la section préparatoire est mû pour appliquer les spires initiales au rouleau inférieur et pour poser la spire 159 (fig 25) dans la forme 52. Le rouleau supé rieur 39 peut alors être amené dans sa posi tion opérative en face du rouleau 33.
Quand le rouleau: supérieur est amené dans sa po sition opérative, son-arbre se relie automatique ment aux moyens de commande, et la. plaque de couverture qui porte ledit arbre est verrouil lée en position. Le moteur peut alors être mis en marche et les rouleaux d'avancement sont actionnés pour forcer le fil dans 1o forme conformatrice. La forme représentée a une cavité ou fente pour guider le fil et la. lar geur de la fente peut être légèrement plus grande que le diamètre du fil qui doit être enroulé.
Quand le fil entre dans la cavité de la forme conformatrice, il est devié de sa course d'avancement et s'il était laissé libre pour l'enroulement, il se produirait une hélice avec les spires en contact les unes avec les autres. La lèvre 55 associée avec la cavité agit toutefois pour espacer les spires lorsque les circonvolutions ou spires successives sortent de la forme. On a trouvé que pour enrouler un fil pour produire des filaments pour des lampes de différentes tensions, on peut utili ser la même forme même s'il existe une faible variation du diamètre des différents fils. On a également trouvé que le pas d'hélice peut rester le même pour des fils de diamètre dif férents.
Quand le fil enroulé sort, de la. forme, il passe par le guide 116 et par l'ouverture 125 de l'organe découpeur. Lorsque la roue de mesurage 49 a fait la. rotation nécessaire, l'organe découpeur est aetionné de façon qu'une hélice est découpée, qui a la. quantité de fil exacte comme mesuré avant l'opéra tion de découpage.
Les hélices séparées peuvent être déchar gées par un couloir approprié et a u désir on peut employer un compteur pour indiquer combien de coupes ont été faites et ainsi avoir le contrôle du nombre d'hélices pro duites.
Les rouleaux d'avancement du fil tour nant en sens inverses à. égale vitesse péri phérique peuvent être de même grandeur, mais on a vu plus haut que l'arrivée du fil à. la forme conformatriee peut aussi se faire au moyen de deux rouleaux de diamètre dif- férent, tournant aussi en sens inverses à la même vitesse périphérique, de façon que ces rouleaux puissent provoquer la formation d'une courbure préparatoire dans le fil préa lablement à l'introduction de celui-ci dans la forme conformatrice, ce qui peut être avanta geux pour l'enroulement ultérieur du fil en forme d'hélice, comme on l'a dit plus haut.