Tête d'injection pour machine à monter les brosses Le brevet M, 325797 pour<B>:</B> Machine automatique pour la fabrication des brosses décrit une machine automatique à monter les brosses, utilisant, pour constituer les loquets, une nappe de fibres synthétiques continue se déroulant d'une bobine et qui est injectée laté ralement dans l'inséreur pour former les lo quets, lesquels sont coupés directement dans la nappe à la longueur requise pour la forma tion des touffes, la longueur des loquets étant variable suivant la hauteur des touffes qu'ils doivent constituer dans la brosse.
La tête d'injection de la machine décrite dans ce brevet comporte un tambour sur lequel la nappe forme un tour mort et deux pinces de serrage permettant d'immobiliser la nappe pen dant le sectionnement d'un loquet, la longueur du loquet étant déterminée automatiquement d'après le gabarit de la brosse à réaliser par une commande électronique faisant tourner le moteur d'entraînement de la nappe de la quan tité correspondant à la longueur exacte du lo quet.
La présente invention concerne une tête d'injection de la nappe de fibres dans l'insé- reur, et a pour but de créer une construction plus simple que celle décrite dans le brevet précité et dans laquelle le réglage de la lon gueur des loquets peut être assuré de faon précise par des cames, sans risque d'erreurs dues au rebondissement, malgré les vitesses de marche élevées de la machine.
Selon l'invention, la tête d'injection com prend deux pinces agencées de manière à pou voir serrer individuellement la nappe de fibres en vue de la faire pénétrer d'une longueur déterminée dans le canal d'injection de l'insé- reur maintenu à sa position haute, l'une de ces pinces dite fixe étant immobile pendant la majeure partie de la période comprise entre l'insertion de deux loquets successifs, l'autre dite mobile, exécutant pendant chacune de ces périodes un mouvement de va-et-vient dans une direction parallèle à l'axe de la nappe, la position de chacune de ces pinces étant dé terminée au début de chacune de ces périodes par deux cames, des organes électromagné tiques assurant le serrage individuel des deux pinces,
un autre organe électromagnétique pour effectuer le déplacement en va-et-vient de la pince mobile; et une cisaille coopérant avec la partie mobile de l'inséreur pour sectionner chaque loquet dans la nappe de fibres au début de chaque opération d'insertion.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les deux pinces coulissent dans une même glissière et elles présentent des pro longements venant en contact pour limiter la course de la pince mobile dans la direction avant, la came réglant la position de la pince fixe étant agencée de façon à régler positive ment la position de la pince fixe dans cette direction.
Avantageusement les organes électromagné tiques utilisés pour le serrage des pinces sont du type à bobine mobile dans un champ magnétique annulaire radial et ils comportent un levier articulé tournant autour de l'axe de la bobine mobile qui actionne la pince par l'intermédiaire d'une sphère coulissant sur ledit levier.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de la tête d'injection faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation de la partie supérieure de la machine équipée d'un inséreur de type connu et de cette forme d'exé cution de la tête d'injection, le second poste de travail étant occupé par un perçoir auto matique des manches.
La fig. 2 est une coupe longitudinale de la tête d'injection passant par la ligne<I>I1-11</I> de la fig. 3. La fi-. 3 est une vue en plan partielle mon trant la disposition des organes électromagné tiques de serrage des pinces.
La fig. 4 est une coupe verticale partielle passant par l'axe de l'organe électromagnétique utilisé pour déplacer la pince mobile.
La fig. 5 est une coupe axiale d'un organe électromagnétique de serrage des pinces, mon trant de quelle manière il coopère avec celles-ci.
La fig. 6 est une coupe horizontale par <I>VI-VI</I> de la fig. 1 de la partie mobile de l'in- séreur portant la cisaille-guillotine coopérant avec la platine de la pince fixe pour couper les loquets dans la nappe continue de fibres.
Dans la machine représentée sur la fig. 1, le bâti présente une table 1 portant les deux chariots 2 et 3 susceptibles de se déplacer dans des directions perpendiculaires et sur les quels sont fixés les porte-ouvrages 16. Au- dessus de la table, le bâti présente une traverse supérieure 401 sur laquelle sont fixés, au- dessus de chacun des porte-ouvrages 16, res pectivement un perçoir automatique de type quelconque 450 et un inséreur actionné direc tement par un organe électromagnétique 405 du type décrit dans le brevet précité.
Le mo teur principal 162 de la machine est également monté sur la traverse supérieure 401 et il en traîne, par une poulie 451 et une courroie 452, l'arbre principal 161 tournant dans des paliers (non représentés) montés dans un carter 453 renfermant le mécanisme de commande de la bielle 13 de la languette, laquelle se déplace en va-et-vient dans la partie mobile 62 de l'in- séreur.
La tête d'injection désignée dans son en semble par 454 est montée sur un berceau 20 coulissant sur la table 1. Sa plaque de base 455 coulisse sur des glissières 456 solidaires du berceau 20 et ellle est guidée sur ces glissières par des guides 457. La plaque 455 portant la tête d'injection 454 et les cames de com mande des pinces qui seront décrites ci-après peut ainsi être déplacée perpendiculairement au plan de la figure dans un but qui sera expliqué plus loin.
Sur la plaque de base 455,à gauche sur la fig. 2, est fixé un bloc 458 dans lequel cou lisse la butée arrière 459, la pince mobile 460 et la pince dite fixe 461 formant également butée avant. Ces trois pièces sont percées d'un canal laissant passer la nappe de fibres 11 qui est entraînée par l'ensemble des deux pinces de la droite vers la gauche de la fig. 2. Dans le prolongement des pinces et en arrière par rapport à l'inséreur, la plaque de base 455 porte un coussinet 462 dans lequel tourillonne un axe 463 portant à la partie inférieure une roue creuse 464 en prise avec une vis sans fin, non représentée sur les figures, vis soli daire de l'arbre 465 tournant dans des paliers prévus dans le berceau 20.
L'arbre 465 est entraîné au moyen de joints de cardan 466, 467 et de l'arbre télescopique 468 (fig. 1) par une roue à chaîne 469 tourillonnant sur le bâti de la machine, roue elle-même entraînée par la chaîne 470 et une roue à chaîne 471 calée sur l'arbre principal 161. A son extrémité supérieure, l'axe 463 porte les deux cames 472 et 473 commandant le déplacement des butées coopérant avec la pince mobile. La came 472 qui commande la butée arrière est du type à rampe périphérique extérieure, tandis que la came 473 actionnant la butée avant est du type à rampe intérieure.
Dans le bloc 458 de la tête d'injection est monté sous la butée 459 un coulisseau-474 soumis à l'action d'un res sort 475 agissant sur lui axialement pour rap peler son extrémité de droite portant un galet 476 contre la came 472. Ce coulisseau 474 est percé d'un trou vertical dans lequel est ajusté un tenon 477 descendant de la partie infé rieure de la butée 459, le bloc 458 présen tant, bien entendu, les fentes nécessaires pour permettre à la butée 459 d'effectuer le dépla cement maximum imposé par la came 472. La pince dite fixe 461 joue le rôle de butée avant, elle est, d'une façon analogue, rendue solidaire par un ergot 478 d'un second coulisseau 479 se déplaçant parallèlement à l'ensemble des pinces 460-46l et de la butée 459 dans le bloc 458.
A son extrémité de droite, sur la fig. 2, ce coulisseau 479 est conformé en crochet de manière à présenter le galet 480 qu'il porte à l'aplomb de la rampe intérieure de la came 473. Un ressort 481 portant contre un talon 482 solidaire du coulisseau 479 maintient le contact entre le galet 480 et la came 473. Chacune des deux pinces présente un corps muni d'un prolongement latéral 460a et 461a, prolongements qui viennent en contact lorsque la pince mobile 460 est déplacée vers l'avant, le prolongement 461a de la pince fixe 461 ser vant ainsi de butée à la pince mobile dans cette direction.
Le mouvement de la pince mobile 460 est commandé par le mécanisme suivant : sous la plaque de base 455 (fig. 4) est fixé un organe électromagnétique 483 formé par un noyau creux 484 en fer ou acier doui fixé dans l'axe d'un pot 485 en forme de cloche, de façon à ménager un entrefer annulaire 487. Sur le noyau est enroulée un bobine excitatrice 488 et dans l'entrefer 487 =se déplace axialement une bobine mobile de commande 489 parcou rue par un courant électrique continu. La car casse en matière isolante de la bobine mo bile 489 est fixée par son centre à une tige 490 coulissant axialement dans l'axe creux 484, tige qui porte à son extrémité libre une chape 491.
Un levier en équerre 492 pivotant autour d'un axe fixe 493 est articulé à l'une de ses extrémités à la chape 491, son autre extrémité en forme de fourche 492a est engagée sur un dé 494 tournant sur un tenon 495 solidaire de la pince 460 et se déplaçant dans une cou lisse 496 pratiquée dans le bloc 458 parallèle ment à la rainure 497 dans laquelle se dépla cent les extrémités supérieures des pinces 460 et 461.
Lorsque les deux bobines 488 et 489 sont parcourues simultanément par du courant continu, la bobine mobile 489 vient occuper une de ses positions extrêmes dans le champ magnétique annulaire créé par l'électro-aimant 484-485, de sorte que la pince mobile 460 est appliquée par l'intermédiaire de la tige 490 et du levier coudé 492 contre la butée arrière 459 ou contre la pince fixe avant 461 selon le sens du courant traversant la bobine mobile 489, le sens du courant dans la bobine 488 étant supposé fixe, et cette pince mobile est maintenue appliquée contre la butée par la force électromagnétique s'exerçant sur la bo bine mobile.
Cette force qui peut être très importante s'ajoute à l'action des ressorts 475 ou 481, suivant le cas, pour maintenir les ga lets 476 et 480 contre leurs cames respectives ce qui évite toute erreur de positionnement due au rebondissement éventuel des galets sur les cames dans une machine fonctionnant à grande vitesse.
Les deux pinces 460 et 461 sont agencées et commandées de la même manière, on va donc décrire l'une d'elles en regard de la fig. 5, la description étant valable pour l'autre. Le corps 460b de la pince 460 est traversé longi tudinalement par le canal 22 dans lequel passe la nappe l l de fibres continues. Au-dessus du corps 460b est monté un piston 498 prolongé à la partie inférieure par une partie plate 499 coulissant dans le corps 460b de façon à oc culter le canal 22 lorsque le piston 498 occupe sa position basse. Des ressorts 500 prenant appui, d'une part, sous le piston 498 et, d'autre part, contre le fond de logements appropriés prévus dans le corps 460b main tiennent normalement le piston 498 à sa posi tion haute.
La face supérieure du piston 498 présente une cavité semi-sphérique, dans la quelle vient se loger une sphère 501.
Sur le côté du bloc 458 de la tête d'in jection est monté par tout moyen convenable un organe électromagnétique de commande 502 comportant une bobine 503 mobile dans un champ magnétique annulaire radial, en tous points analogue à l'organe 483 de commande du déplacement de la pince mobile qui a été décrit en regard de la fig. 4. L'axe creux de cet organe 502 est traversé par une tige 504 solidaire de la bobine 503, tige qui est arti culée à l'extrémité d'un levier droit 505 pivo tant autour d'un axe 506 porté par une chape 507. La chape 507 est solidaire d'un plateau 508 tournant au moyen d'une butée à billes 509 sur le fond de la cloche de l'organe électro magnétique 502.
La sphère 501 logée dans la cavité supé rieure du piston 498 est percée d'un trou radial de diamètre suffisant pour laisser passer libre ment l'extrémité du levier 505. On conçoit qu'en faisant passer dans la bobine 503 un courant de sens convenable, cette bobine est déplacée vers le haut, ce quia pour effet de faire pivoter le levier 505 dans le sens abais sant le piston 498 et, par conséquent, serrant la pince 460. Lorsque celle-ci est déplacée par son mécanisme de commande, la sphère 501 entraîne le levier 505 en coulissant sur lui et ce levier tournant autour de l'axe de la tige 504 entraîne, par l'intermédiaire de la chape 507, le plateau 508 qui roule sur la butée 509.
Pour couper les loquets de la nappe de fibres 11, on a prévu une cisaille-guillotine qui comprend une platine 510 (fig. 2 et 6) formée par une plaque d'acier dur trempé, assemblée par queue d'aronde dans la pince fixe 461, de façon à affleurer la face avant de cette pince, platine percée d'un trou 22a prolongeant le canal d'injection 22.
Coopérant avec cette pla- tine, une cisaille mobile<B>511</B> (fig. 6) est mon tée sur la partie mobile 62 de l'inséreur. Cette cisaille 511 en acier dur trempé a la forme d'un U et elle est ajustée de façon à coulisser latéralement sur la partie mobile sous l'action de ressorts 512 qui l'appliquent contre la pla tine 510, elle est maintenue dans le sens ver tical par des portées 513 fraisées sur la partie mobile 62 de l'inséreur. Dans la base de 1'U de la cisaille est percé un trou 514, prolon geant le trou d'injection 71 prévu dans la par tie mobile de l'inséreur, qui, par conséquent, se trouve,
dans la position haute de celui-ci en regard du trou 22a prévu dans la platine 510.
Pour actionner les organes électromagné tiques de commande des pinces, il suffit d'in verser le sens du courant continu traversant leurs bobines mobiles, ceci peut être fait aisé ment au moyen de la chaîne de circuits décrits en regard de la fig. 12 du brevet déjà cité ; il n'y a donc pas lieu de décrire à nouveau ces circuits, il suffira de rappeler que chaque bobine mobile est associée à un disque percé de deux trous tournant en regard d'une cellule photoélectrique, qui produit ainsi deux im pulsions par tour dont la phase est réglée (par calage convenable du disque) de façon à pro duire les inversions de courant aux instants prédéterminés.
Il y a lieu de préciser que la vis comman dant la roue creuse 464 est à un filet, qu'elle fait un tour à chaque rotation complète de l'arbre principal 161, et que la roue 464 pré sente autant de dents que de loquets à insérer. Il y a donc lieu de changer cette roue lorsque le nombre de loquets varie et, par conséquent, de déplacer la plaque d'embase 455 par rap port au berceau 20, ce que permettent les glis sières 456-457.
A la période qui précède immédiatement l'injection de la nappe de fibres dans l'inséreur, les prolongements 460a et 46l a des deux pinces sont espacés l'un de l'autre de la lon gueur 1 (fi-. 2) correspondant à la longueur d'un loquet, la pince mobile 460 est au contact de la butée arrière 459, dont la position est déterminée par la came 472, tandis que la pince avant 461 occupe une position détermi née par la came 473 telle que la face avant de la platine 510 soit espacée de l'axe de l'insé- reur d'une distance égale à 1/2.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant : la nappe de fibres 11, se déroulant de la bobine sur laquelle elle est emmagasinée, passe d'abord dans le canon de la butée arrière 459 puis dans les deux pinces 460 et 461 en étant soutenue entre celles-ci par un tronçon de tube élastique 515, formé avantageusement par un ressort à boudin en fil de faible section, dont les extrémités sont serties dans les deux prolongements 460a et 461a des pinces fixe et mobile. Entre deux périodes d'insertion de loquets, l'extrémité de la nappe 11 affleure la platine<B>510</B> de la pince fixe.
Lorsque la partie mobile 62 de l'inséreur est en période de stagnation haute, on inverse le courant dans la bobine 503 commandant la pince mobile 460 afin de fermer cette pince, puis on fait la même opération pour la bobine commandant la pince 461 afin d'ouvrir cette dernière. Ceci fait, on inverse le sens du cou rant dans la bobine 489 de l'organe de com mande 483 assurant le déplacement de la pince mobile 460, de sorte que celle-ci est amenée par la fourchette 492a et le dé 494 en contact avec la pince fixe 461.
Dans ce mouvement, la nappe de fibres 11 qui est serrée dans la pince mobile 460 progresse de droite à gauche, sur la fig. 2, en passant à travers la pince fixe 461 ouverte, et pénètre dans le canal d'in jection 71 de l'inséreur, d'une longueur 1 égale à la distance séparant à l'origine les deux pin ces. Ensuite, on inverse à nouveau le sens du courant dans la bobine mobile 503 afin de fermer la pince fixe 461.
A ce moment, la partie mobile peut effec tuer sa course de descente ; dès qu'elle se pro duit, le fond de la partie en U de la cisaille 511 qui glisse contre la platine 510 de la pince fixe 461 et qui est entraînée par la partie mobile de l'inséreur coupe dans la bande de fibres 11 la longueur 1 de fibres qui vient d'être injectée dans l'inséreur par la tête d'in jection et qui est nécessaire pour constituer le loquet. Ensuite par inversion du sens du cou rant dans les bobines mobiles correspondantes, on ouvre la pince mobile 460 et on lui fait effectuer sa translation arrière pour la ramener contre la butée 459.
On est alors revenu aux conditions intiales et si le loquet suivant à insérer a la même longueur que le précédent, le cycle des opérations se continue sans modi fication de la position de la pince fixe 461 et de la butée 459.
Supposons, au contraire, que la longueur du nouveau loquet à insérer diffère de 2 A de celle du précédent. Pour que ce loquet reste centré dans l'inséreur, il est nécessaire que la distance séparant l'axe de l'inséreur du plan de coupe de la cisaille se déplace de A, c'est- à-dire que la platine 510 de la pince fixe avance ou recule de A suivant le sens de cette variation. Ce déplacement est obtenu par la came 473 par l'intermédiaire de la coulisse 479.
Pour que la longueur (lu loquet varie de 2 A, il faut que la course da la pince mobile 460 varie de 2 ,Z, et comme la pince fixe 461 for mant butée avant s'est déjà déplacée de A, la pince mobile devra être avancée ou reculée suivant le cas de : 2 A + A = 3 A. Ce dépla cement est assuré par la came 472 entraînée comme la came 473 par la roue creuse 464 tournant d'une dent à chaque tour de l'arbre principal. La disposition des rampes des cames est telle que le déplacement des butées 459 461 s'effectue en dehors de la période d'inser tion proprement dite, ces cames présentent des paliers laissant les butées immobiles pen dant les périodes d'insertion de loquets ayant des longueurs invariables.
La forme des cames dépend donc bien entendu du profil des brosses à réaliser ainsi que du nombre de touffes des- dites brosses, elles sont établies suivant une technique bien connue de l'homme du métier et il n'y a donc pas lieu de les décrire ici en détail. Pendant la fabrication d'un type de brosse, la tête d'injection reste immobile sur le bâti de la machine, sa position étant déterminée une fois pour toutes au moment du réglage grâce aux déplacements relatifs entre le bâti et le berceau 20 solidaire des glissières 456, d'une part, et de la plaque de base 455 de la tête d'injection 454 par rapport au berceau 20, d'autre part.
La translation relative entre l'in- séreur fixe et les porte-ouvrages 16 est obtenue comme dans la machine décrite dans le brevet cité au début de cette description au moyen des deux chariots 2 et 3. Bien que l'on ait indiqué au cours de la description que l'inversion du courant dans les bobines mobiles des appareils électromagné tiques de commande pouvait être obtenue par une chaîne de circuits électroniques, on pour rait utiliser, pour effectuer ces inversions, tout autre dispositif connu permettant de les réa liser à des instants précis du cycle de .fonc tionnement de la machine.