Machine pour l'exécution de fils hélicoïdaux. Cette invention se rapporte à une machine pour l'exécution de fils hélicoïdaux, par exem ple de reliure, pour assujettir, à la forme de livres, des piles de feuilles présentant des perforations propres à recevoir de tels fils.
Lette machine est caractérisée par un man drin rotatif disposé au centre d'organes con- formateurs rotatifs, le mandrin étant monté librement entre lesdits organes et étant retenu par eux, chacun de ceux-ci présentant une sé rie de rainures annulaires espacées entre elles d'une distance égale à un pas prédéterminé et les rainures de chaque organe étant. décalées longitudinalement par rapport à celles des autres organes, la surface du mandrin dans la région des parties rainurées desdits organes étant unie et de section uniforme, par des moyens d'entraînement.
pour faire tourner le mandrin et les organes conformateurs et com prenant un dispositif d'entraînement flexible pour le mandrin, pour permettre à celui-ci de se déplacer transversalement par rapport aux organes conformateurs et par des moyens des tinés à permettre le réglage de la. position des organes conformateurs radialement par rap port au mandrin.
Le dessin représente, à. titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine. La fig. I est une vue en plan de dessus de la machine.
La fig. 2 est une élévation latérale de cette machine et de son moteur d'entraînement. La fi-. 3 est une élévation frontale de la machine.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4--4 de la fig. 2.
La fi-. 5 est une élévation de détail de devant, agrandie, de l'extrémité avant du mé canisme conformateur.
La fig. 6 est une élévation latérale des par ties représentées en fig. 5, et la fig. 7 est une coupe agrandie du fil dans sa forme finale.
Dans les dessins, le chiffre 10 désigne le socle de la machine d'où s'élèvent les quatre montants 11 pour supporter l'embase 18 du moteur et la table 12 sur laquelle est monté le mécanisme conformateur. Comme le mon trent plus clairement les fig. 1 et 2 du dessin, le mécanisme conformateur reposant sur la table 12 comprend un arbre entraîneur 13 qui est supporté à rotation dans un bloc. de palier 14 boulonné à la table 12. L'extrémité, en sail lie arrière, de l'arbre 13 est munie d'une pou lie 15 qui est reliée par une courroie 16 au moteur 17 monté sur la plate-forme 18.
A l'extrémité avant de l'arbre 13 est reliée une roue dentée entraîneuse 19 qui est en prise avec trois roues dentées entraînées 20, 21 et 22 montées à rotation sur des arbres suppor tés par le bloc de palier 14. Les trois roues dentées 20, 21, 22 sont disposées en triangle autour de la roue dentée entraîneuse 19 pla- eée au centre (fig. 4) et sont semblables à. celle-ci, de sorte que toutes ces roues sont mises en rotation à la même vitesse par l'arbre 13, les roues 20, 21, 22 tournant cependant en sens opposé au sens de rotation de la roue 19.
Aux roues dentées 19, 20, 21 et 22 sont accouplées les extrémités arrière de quatre arbres flexibles 23, 24, 25 et 26, respective ment, dont les extrémités avant sont reliées aux organes cylindriques allongés rotatifs<B>27,</B> 28, 29 et 30, respectivement. Ainsi, les quatre organes cylindriques 27 à 30 sont mis en rota tion, au moyen des arbres flexibles 23 à 26 et des roues dentées 19 à 22, à la même vitesse par l'arbre 13.
Les organes cylindriques 28, 29 et 30 ont, cependant, chacun un diamètre plus grand que celui de l'organe 27 (fig. 5), de sorte que leur vitesse périphérique est plus grande que la vitesse périphérique de l'organe 27, On remarquera aussi que le sens de rota tion des roues dentées est tel que les organes 28, 29 et 30 tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, quand on regarde la fig. 5, tan dis que . l'organe 27 tourne en sens inverse, quand on regarde la même figure.
L'organe cylindrique 27 fonctionne comme un mandrin, puisque le filament est enroulé autour de lui et est flottant par le fait qu'il n'est pas supporté par des paliers, mais. est simplement limité à un espace ayant des di- mensions transversales plus grandes que l'aire de section de cet organe et ménagé entre les organes 28, 29 et 30 qui sont en position rela tive triangulaire autour de cet organe 27 (fig. 5). Ainsi, l'organe 2 7 est susceptible d'un léger mouvement transversal par rap port aux organes 28, 29 et 30.
Le mouvement longitudinal de l'organe 27, toutefois, est limité par sa connexion avec l'arbre entraî neur 23 qui est relié de manière détachable à cet organe par l'accouplement 35 -attaché, par exemple, par une vis de serrage, à l'ex trémité arrière réduite de cet organe. Le man drin 2 7 peut être ainsi facilement retiré de la machine et remplacé par un autre mandrin 27 de diamètre différent en vue de la formation d'un autre élément relieur ayant un diamètre interne différent.
La longueur de l'organe ou mandrin 27 est plus gmande que celle des organes 28, 29, 30, dé sorte que ses extrémi. tés font saillie au-delà des extrémités de ceux- ci (fig. 2), et la surface externe de cet organe est unie sur toute sa longueur.
Les trois organes cylindriques 28, 29, 30 sont supportés, en une position relative prédé terminée par rapport au mandrin rotatif 27, par deux montants 36 et 36'. Ces deux mon tants sont placés sur une cuvette d'égoutte ment 37 et sont maintenus en position verti cale au moyen de deux plaques 38, 38 qui sont boulonnées aux jambes latérales de ces mon tants.
Les deux montants 36 et 36' étant de construction semblable, sauf quant au type de palier-support utilisé dans chaciui d'eux, comme il sera expliqué ci-après, il est suffi sant de décrire Fan d'eux seulement en détail. A cet effet, on a représenté en fig. 5 et 6 une vue de détail du montant avant 36.
Comme le montrent les fig. 5 et 6, le mon tant avant 36 comprend une paire 'de jambes espacées 40, 40, aux parties terminales supé rieures desquelles est assujetti un organe 41 de forme annulaire, disposé verticalement entre ces jambes.
Dans l'organe 41 sont ména gées trois ouvertures radiales espacées entre elles de 120 et à travers chacune desquelles passe un support 42 muni d'un filetage sur sa partie terminale extérieure et ayant à son extrémité intérieure un support 43 en forme d'U qui s'engage dans une rainure annulaire ménagée dans l'organe cylindrique associé à lui. Sur l'extrémité extérieure filetée de cha que organe 42 est vissé un écrou 44 qui appuie sur le pourtour de l'organe annulaire 41.
L'extrémité intérieure de chacun des écrous 44 est munie d'un rebord 46 ayant une surface externe chanfreinée qui est en contact avec une saillie ménagée sur um bloc 47 assujetti à l'organe annulaire 41, par exemple par la vis 48. Chaque écrou 44 est muni d'une partie extérieure moletée 45 à l'aide de laquelle l'écrou peut être manié pour faire avancer ou reculer son support 43 et, par suite, fixer la limite extérieure du mouvement de l'extré mité avant de son organe cylindrique par rap port au mandrin 27.
Les supports 43' des organes 42' du montant 36' diffèrent des sup ports 43 en ce qu'ils sont de forme annulaire et s'adaptent sur les parties terminales arrière réduites des organes 28, 29 et 30, les extré mités avant des supports 43' étant d'épaisseur réduite, de sorte qu'elles ne font pas saillie au-delà des pourtours des organes 28, 29 et 30. Ainsi, à la différence des supports 43, les supports 43' fixent définitivement les positions des parties arrière des organes 28, 29 et 30 par rapport au mandrin 27.
On comprendra. par ce qui précède que, par la manoeuvre des éerous 44 et 44', les organes 28, 29 et 30 peuvent être réglés radia- lement par rapport au mandrin 27. Le réglage des organes 28, 29, 30 est tel qu'avec un man drin de diamètre particulier, le fil à confor mer maintiendra les organes 28, 29 et 30 hors de contact avec ce mandrin, comme le montre la fig. 5, tout en étant fermement engagé et comprimé. Ce réglage dépendra, bien entendu, de l'épaisseur ou du calibre du fil dans l'exé cution du relieur.
Les extrémités avant. des organes 28, 29 et 30, c'est-à-dire les parties de ces organes qui font saillie en avant de l'organe annulaire 41, présentent chacune une série de rainures annulaires 49, les rainures de ces séries étant uniformément espacées les unes des autres d'une distance égale à un pas prédéterminé de l'hélice suivant laquelle le fil doit être con formé. Les rainures de chaque organe sont dé calées longitudinalement par rapport. aux rai nures des autres organes, ce décalage dépen dant de la position de la ligne de contact des rainures de cet organe avec l'hélice en forma tion.
Ainsi, puisque les organes 28, 29 et 30 sont espacés de l20 autour du mandrin 27 et que ce fil est introduit d'abord entre l'organe 29 et le mandrin 27, les rainures de l'organe 28 sont en avance d'un tiers de la distance entre celles-ci sur les rainures de l'organe 29, et les rainures de l'organe 29 sont en avance de la même distance sur les rainures de l'organe 28, les rainures précédentes de l'organe 29 étant ainsi en avance de la même distance sur les rainures suivantes de l'organe 30.
La configuration de la section transversale des rainures dépend du calibre du fil utilisé et, généralement., elle est. d'une profondeur moindre que le diamètre du plus petit calibre de fil à conformer par les organes 28, 29 et 30 et d'une longueur aux extrémités ouvertes approximativement égale au diamètre du plus gros fil à conformer par ces organes. Par exemple, si les organes 28, 29 et 30 sont pré vus pour conformer des fils ayant un dia mètre compris entre 1 et 2 mm environ, la profondeur de chaque rainure sera approxi mativement 0,75 mm, tandis que sa. profon deur à l'extrémité ouverte sera approximative ment 2 mm. Chaque rainure aura donc une forme quelque peu triangulaire.
Dans le fonctionnement de la machine représentée, le fil ou filament 50 passe d'abord dans la première rainure de l'organe cylin drique ou de contact 29 et entre l'organe 29 et le mandrin 27, puis entre ce dernier et. la première rainure du cylindre 28 qui est. en avance sur la première rainure du mandrin 29 d'un tiers du pas de l'hélice en formation, ensuite entre le mandrin 27 et la première rainure du cylindre 30 qui est en avance sur la première rainure du cylindre 28, puis entre le mandrin et la seconde rainure du cylindre 29 et ainsi de suite, le fil étant ainsi avancé progressivement par les rainures successives des organes de contact 28, 29 et 30 vers les extrémités avant de ces organes. Pendant. cet.
avancement progressif du fil 50, il est con formé autour du mandrin 27 en une hélice dont le pas est déterminé par les espacements des rainures 49 des organes de contact 28, 29 et 30.
Par le fait que les vitesses périphériques des organes 28, 29, 30 sont plus grandes que la vitesse périphérique du mandrin 27, ces organes, par le contact. de frottement de leurs rainures 49 avec le filament 50, engendrent une chaleur de frottement d'intensité suffi sante pour échauffer le filament à une tem pérature où il est facilement moulable autour du mandrin 27. En outre, par suite de cette chaleur de frottement et de la pression exercée par les organes de contact 28, 29 et 30 sur le filament 50, la forme de la section de celui-ci est modifiée de la forme circulaire à une forme sensiblement triangulaire et se conformant quelque peu à la section des rainures 49.
Cette forme modifiée du filament, qui est représentée en fig. 7, est avantageuse dans les relieurs du fait qu'au contact plus large est présenté aux feuilles de papier qu'il n'est pos sible avec la forme circulaire, ce qui dimi nue le danger de détérioration du livre le long de ses bords de reliure.
En même temps, cette forme de section donne au fil une résistance et une rigidité plus grandes dans le sens axial sans affecter notablement la flexibilité du relieur en hélice dans son ensemble dans le sens longitudinal. Ceci est d'un avantage par ticulier avec les relieurs faits de matière ther moplastique ou analogue.
Le fil métallique 50 est amené d'une bo bine 51 montée à rotation (fig. 3) sur un pied 52 qui peut être placé dans toute position par rapport au mécanisme conformateur. Sur son trajet de la bobine 51 au mécanisme confor- mateur, le fil 50 passe à travers un orifice de guidage ménagé dans un organe de guidage 53 assujetti à un côté de la table 12. Du guide 53, le fil passe entre les rouleaux de tension 54 et 56.
Le rouleau 54 est monté à rotation sur une fusée portée par un montant 55 assu jetti à la table 12 près du guide fixe 53. Le rouleau supérieur 56 est monté à rotation sur une fusée portée par un bloc 57 qui est monté à coulisse dans un chemin de guidage vertical ménagé dans le montant 55. Le bloc 57 com porte un passage taraudé disposé verticale ment, dans lequel se visse une tige filetée 58 dirigée verticalement à travers le chemin de guidage du bloc 57 et munie d'une manette 59 fixée à son extrémité supérieure externe.
ainsi, par rotation de la tige filetée 58 à l'aide de la manette 59, on peut varier la position du bloc 57 à l'intérieur du chemin de guidage du montant 55 et, par suite, la position du rouleau 56 par rapport au rou leau 5-l. De préférence, la position relative de ces deux rouleaux est telle qu'il y a une légère pression sur le fil 50 pendant qu'il passe entre eux, pour déterminer une légère tension vers l'arrière ou tension de réglage sur la partie du fil fourni de ces rouleaux au mécanisme con formateur.
Comme on le voit plus clairement en fig. 1, le rouleau 56 comporte un certain nombre de rainures annulaires 60 dont cha cune est de dimension propre à tenir compte des fils compris entre des limites de calibre prédéterminées.
Pendant la conformation du fil en une hélice sur les parties opérantes, en saillie en avant, des organes 27 à 30, la chaleur engen drée est telle qu'il est nécessaire de prévoir un agent refroidisseur pour maintenir la tempé rature du fil entre certaines limites. Dans l'appareil représenté, l'agent refroidisseur est fourni au moyen d'un robinet 61 (fig. 1 à 3)
supporté par une console 39 en position con venable au-dessus des organes 27 à 30 et relié par un tuyau 65 à une pompe rotative 63 con tenue dans un récipient 62 destiné à l'agent refroidisseur. La pompe 63 est entraînée par un. moteur 64 supporté par le récipient 62 qui est monté sur le socle 10 de la machine. L'agent refroidisseur déchargé sur la partie de fil en formation est recueilli dans la Bu vette 37 et passe de là par un drain 66 dans un tuyau de retour 67 qui se vide dans le récipient 62, comme le montre plus claire ment la fig. 3.
Le fil 50, comme il a été dit, est conformé par les organes de contact 28, 29 et 30 autour du mandrin 27 en une hélice de pas prédéter miné, ce pas correspondant à une hélice de diamètre prédéterminé. Si on doit former une hélice de diamètre plus grand sur l'appareil en employant un calibre de fil tombant entre les limites pour lesquelles les rainures 49 des organes 28, 29 et 30 ont été étudiées, il suf fit de substituer un nouveau mandrin 27 du diamètre désiré entre les organes 28, 29, 30 et de réajuster ces organes par rapport au nouveau mandrin.
Dans ce cas, le pas de l'hé lice plus grande formée sera probablement trop court pour les écartements des perfora tions des feuilles à former par cette hélice, et des moyens sont donc prévus pour donner à cette hélice plus grande son pas correct en vue de la reliure. Comme le montrent plus clairement. les fig. 5 et 6, ces moyens comprennent une partie sensiblement. verticale d'une tige coudée 68 qui fait contact. avec la surface périphérique externe de la partie du mandrin ''7 en saillie au-delà des extrémités avant des organes cy lindriques 28, 29 et 30.
Cette partie de la tige 68 est en une position telle, par rapport au man drin 27, que son point de contact avec celui-ci soit éloigné de la dernière rainure des organes de contact, d'une distance égale à la distance comprise entre les spires de l'hélice ayant le pas désiré. Ainsi, lorsque le fil ou filament conformé en hélice est fourni en avant sur le mandrin 27, les spires sont. étalées par la tige 68 au pas désiré et comme la matière thermo plastique est encore chaude et, par conséquent, facilement moulable, les spires prendront et retiendront facilement ce nouveau pas, le fil, une fois refroidi, conservant en permanence ce pas.
La tige 68 possède une partie supérieure disposée horizontalement, qui passe à travers une ouverture horizontale ménagée dans la partie supérieure de l'organe annulaire 41 du mon tant 36, et est assujettie en position au moyen d'une vis de serrage 69. L'extrémité inférieure de la partie sensiblement verticale est assujet tie à une extrémité d'un ressort. 70 qui est relié par son autre extrémité à une plaque 71 assujettie à l'une des plaques latérales 38 et disposée pour maintenir élastiquement la tige 68 en contact avec le mandrin 27.
Le fil finalement conformé est amené du mandrin 27 à une partie en forme d'auge 72 qui est munie d'un dispositif indicateur pour mesurer facilement. le fil à des longueurs pré déterminées lorsqu'il est fourni à travers cette partie et indiquer à l'opérateur les longueurs suivant lesquelles les fils conformés en hé lice doivent être coupés. L'organe 72 est monté sur l'extrémité supérieure d'un montant ré glable 73 supporté par une console 74 assu jettie à l'extrémité avant de la table 12.
Le montant 73 et la console 74 comportent des fentes dirigées longitudinalement, dans les quelles passe un boulon 75, de telle sorte que le montant 73 peut être réglé par rapport à la console 74, rendant. ainsi l'auge 7 réglable par rapport à l'extrémité de décharge du man drin 27.
Tandis qu'une forme préférée de l'inven tion a été décrite et représentée avec une ma chine pour exécuter des éléments relieurs en hélice, il doit être entendu qu'elle peut avoir d'autres applications. Dans une variante, au lieu de faire les organes 28, 29 et 30 de dia mètre différent de celui du mandrin 27, toutes les parties peuvent être faites du même dia mètre et les vitesses différentes à la surface de celles-ci peuvent. être obtenues en variant la construction des roues dentées 19 à 22. Les vitesses périphériques des organes 28, 29 et 30 peuvent aussi être variées l'une par rapport à l'autre dans certaines conditions.