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Procédé de fabrication en série d'ancres pour échappement d'horlogerie et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé La fabrication d'ancres pour échappement de pièces d'horlogerie est réalisée depuis de nombreuses années par un procédé classique consistant à découper d'abord des ébauches d'ancre dans une bande métallique puis, après une éventuelle opération de repassage, à usiner ces pièces indépendamment les unes des autres. Cet usinage qui se décompose en une série d'opérations de découpage, de perçage et de fraisage, est particulièrement délicat en raison de la dimension et de la fragilité des ancres.
On a déjà eu l'idée d'étamper des ancres dans la bande avant de les découper, pour les mettre de hauteur, en particulier pour faire ressortir le plot du dard. Ce procédé n'a cependant jamais été utilisé industriellement en particulier du fait de son imprécision ; on a en effet remarqué qu'il entraînait des déformations, en particulier au moment de la trempe.
La présente invention a précisément pour objet un procédé pour la fabrication en série d'ancres pour échappement d'horlogerie dans lequel chaque ancre est façonnée dans une bande et est mise de hauteur par une série d'opérations de fraisage, de forme et en des endroits prédéterminés, et séparée de la bande par au moins une opération de découpage. Ce procédé, qui ne présente pas les inconvénients cités, ne fait pas appel à des étampages et n'entraîne en conséquence pas d'écrouissage de la matière, susceptible de provoquer des tensions internes génératrices de déformation.
Il est caractérisé par le fait que les opérations de fraisage consistent en un fraisage transversal à la bande dégageant le corps de l'ancre, un fraisage de forme mettant la baguette de hauteur, un fraisage de forme dégageant les cornes de l'ancre, deux fraisages longitudinaux dégageant le plot du dard, et par le fait que le découpage consiste à for- mer les entrées des levées ainsi qu'à sortir le corps de l'ancre de la bande.
L'invention a également trait à une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif pour la mise sous tension de la bande, un dispositif de guidage de la bande à proximité du poste d'usinage, au moins un poste d'usinage dont le déplacement de la tête est commandé automatiquement de manière à réaliser le fraisage ou l'étampage désiré, et enfin un dispositif d'avance de la bande, formé d'un crochet dont l'extrémité s'engage contre le bord de ladite fraisure transversale pratiquée dans la bande pour dégager le corps de l'ancre et dont le mouvement d'avance est commandé, après chaque opération d'usinage,
par un dispositif asservi au dispositif de commande dudit poste d'usinage de manière à entraîner la bande sur une distance correspondant à celle séparant deux mêmes points de deux ancres voisines.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un procédé et ses variantes ainsi qu'une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Les fig. 1 à 8 représentent un segment d'une bande métallique à divers stades d'usinage.
Les fig. 9 et 10 représentent en coupe et en plan une ancre terminée.
La fig. 11 est une vue schématique d'une fraiseuse dont les fig. 12, 13, 14, 15 et 16 représentent des détails à plus grande échelle.
Les fig. 17, 18, 19, 20 et 21 représentent des vues partielles d'une presse à découper- Dans l'exemple représenté au dessin, le façonnage et la mise de hauteur des ancres dans leur bande B est obtenu par une série d'opérations de fraisage et d'étampage. Chacune de ces opérations est effectuée sur toute la longueur de la bande, ancre
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après ancre, avant de passer à l'opération suivante.
Ces opérations sont décrites ci-dessous a) Un fraisage transversal 1 (fig. 1 et 2) dégageant le corps de l'ancre d'épaisseur D ; b) Un fraisage en ogive 2 (fig. 2) dégageant la baguette de l'ancre d'épaisseur R ; c) un fraisage en ogive 3 (fig. 3) dégageant les cornes de l'ancre, la fraise de forme utilisée à cet effet présente une partie inclinée d'un angle a ; d) deux fraisages transversaux 4 et 5 (fig. 4) réalisés en une ou deux opérations, dégageant le plot de dard 6 ; e) un arrondissage de la partie supérieure du plot de dard (fig. 5) ; f) un découpage ou un perçage du trou de tige 7 ; g) un ou deux découpages pour les entrées 8 et 9 des levées ;
à cet effet on utilise des poinçons plus longs que la profondeur de ces entrées et mordant en conséquence sur la bande métallique de manière à leur assurer une solidité suffisante ; h) un découpage pour l'entrée d'ellipse 11 (fig. 9 et 10) ; i) un découpage du pourtour de l'ancre (fig. 8), et ceci à sa forme et à son diamètre définitifs, pour le sortir de la bande ; j) le perçage du trou de dard 10 qui est effectué de préférence en reprise ; k) le perçage des cornes de l'ancre qui est effectué lui aussi en reprise.
Bien entendu diverses variantes dans l'ordre de ces opérations peuvent être prévues de même que le groupement de certaines d'entre elles en une seule opération. C'est ainsi que l'on pourrait découper l'ancre (opération i) immédiatement après les fraisages pour remettre cette ancre en bande avant de procéder au découpage des entrées de levée (g) et d7el- lipse (h) ; ces deux découpages pourraient d'ailleurs être effectués en une seule opération.
Pour la mise en oeuvre du procédé on fait appel à des machines dont l'automation peut être plus ou moins poussée. Dans l'exemple représenté au dessin, la bande de métal à usiner B est supportée, sous la ,fraise 12, par un posage 13 placé sur une cale d'épaisseur 14, laquelle est fixée sur la table du bâti 15 de la fraiseuse. Le posage 13, avec ses accessoires, sert aussi de guide pour la bande de métal lors de son avance qui est assurée par un crochet 16, sur lequel un ressort 17 exerce sa pression. Le crochet 16 est articulé sur un axe 18 d'une coulisse 19 qui est animée d'un mouvement de va-et-vient sur un support glissière 20.
Ce mouvement alternatif est obtenu par l'intermédiaire d'un système à pompe 21 articulé sur la coulisse 19 d'une part, et à l'extrémité d'un levier 22 d'autre part. Le levier 22 articulé en 23 est commandé à partir d'une came 24 montée à l'extrémité d'un arbre 25. En venant buter sur le support glissière 20, une vis 26, réglable sur une plaque fixée à la coulisse 19, limite d'une façon précise l'avance de la bande de métal B lorsqu'elle est tirée par le crochet 16.
La tension de la bande à usiner, lors du travail de la fraise 12, est assurée, d'une part par le système à pompe 21 et, d'autre part, par une coulisse de tension 27 et un levier de serrage 28 (voir fig. 15 et 16).
L'arbre 25, qui est commandé par une roue 29 et une vis sans fin 30, est muni de différentes cames permettant d'obtenir une réalisation automatique et continue des fraisages de dégagement des différentes parties des ancres de montres. On trouve ainsi sur cet arbre : la came 24 permettant de créer le mouvement de la coulisse d'avance 19 par l'intermédiaire du levier 22 et de la pompe 21, une came 31 pour le soulèvement du crochet 16 par l'intermédiaire d'un doigt 32, une came 33 pour le soulèvement d'une coulisse porte-fraise 35 par l'intermédiaire d'un doigt 34, une came 36 pour le déplacement d'une coulisse transversale 38 et par suite de la fraise 12, par l'intermédiaire d'un bras 37,
et enfin une came 39 pour le desserrage de la bande de métal B par l'intermédiaire d'un doigt 40 qui agit lui-même sur le levier de serrage 28.
Ces différentes cames 24, 31, 33, 36 et 39 sont montées sur l'arbre 25 en synchronisme les unes avec les autres, ce qui permet d'effectuer successivement et automatiquement: l'avance de la bande par le crochet 16, un fraisage transversal de la bande B par la fraise 12, le desserrage de cette bande par le levier 28, et le soulèvement du crochet 16 et son déplacement vers l'arrière par le levier 22. Ensuite ce crochet 16 fait avancer la bande B de manière à effectuer plus loin sur la bande de métal une autre opération de fraisage transversal.
Le réglage de la profondeur de fraisage est assuré par un écrou 41 (voir fig. 11 et 12, cette dernière représentant, en coupe, le dispositif de réglage de la fraise 12). L'écrou 41, vissé sur l'arbre 42, est maintenu en position par une bague de blocage 43 à une hauteur telle que sa face inférieure 44 repose sur la bande de métal B lorsque la profondeur du fraisage est atteinte.
Les fig. 13 et 14 représentent le posage 13 et ses accessoires pour le maintien et le guidage de la bande de métal à usiner. Le posage 13 est muni de deux couvercles 45 et de deux plaquettes de serrage 46, lesquelles assurent le serrage de la bande de métal B par faction de deux ressorts 47 fixés sur la cale d'épaisseur 14. Des goupilles 48 empêchent tout glissement des plaquettes de serrage 46 lors de l'avance de la bande de métal B dans le sens f.
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Les fig. 15 et 16 représentent le dispositif de tension de la bande de métal à usiner.
Lors de son entraînement par le crochet 16 et pendant le travail de la fraise 12, la bande de métal B est serrée entre la coulisse de tension 27 et le levier de serrage 28 sous lequel un ressort 49 exerce sa pression. La coulisse de tension 27, réunie au bâti de la fraiseuse par le ressort 50, peut se déplacer à l'intérieur d'un support fixe 51. Le doigt 40, commandé par la came 39 (fig. 11), assure le soulèvement du levier de serrage 28 lorsque l'opération de fraisage de la bande de métal B est effectuée. La coulisse de tension 27 est alors ramenée en arrière par l'action du ressort de rappel 50. Puis, sous l'action de la came 39, le doigt de soulèvement 40 libère le levier de serrage 28 et la bande de métal est à nouveau serrée entre ce levier et la coulisse de tension 27 par le ressort 49.
Le déroulement des opérations de fraisage pour l'obtention des rainures transversales s'effectue donc de la façon suivante: La bande de métal à usiner étant en place sur le posage 13, la came 33, en agissant sur le doigt 34, provoque la descente de la fraise 12 à la profondeur de la rainure à exécuter, l'écrou de réglage 41 venant reposer par sa face inférieure 44 sur la bande de métal.
La came 36 assure le déplacement de la coulisse transversale 38 de la fraiseuse et, par suite, de la fraise 12 qui termine son travail.
La rainure 2 étant exécutée, la came 33 provoque le relèvement de la coulisse porte-fraise 35, et la came 36 le retour de la coulisse transversale 38 à sa position initiale. La came 39 assure le desserrage de la bande de métal par l'action du doigt 40 sur le levier de serrage 28, de sorte que la coulisse de tension 27 retourne en arrière, sous l'effet du ressort de rappel 50. Puis la même came 39 provoque le serrage à nouveau de la bande de métal par action sur le doigt 40 qui libère le levier de serrage 28 et permet au ressort 49 d'assurer son travail normal de pression.
Enfin, la came 24 occasionne le recul de la coulisse 19, tandis que la came 31 assure le soulèvement du crochet 16, puis sa retombée dans la rainure de dégagement du corps de l'ancre. Continuant son action, la came 24 provoque le déplacement inverse de la coulisse 19 et, par suite, l'avance de la bande de métal à usiner qui est tirée par le crochet 16 dans le sens f. Cette avance, limitée par la butée de la vis 26 sur le support glissière 20, est telle que la bande de métal se trouve à nouveau en place pour l'exécution d'une nouvelle fraisure transversale.
Il est à noter que la bande de métal pourrait être poussée au lieu d'être tirée par le crochet 16. La vis de réglage 26 limitant son déplacement d'une façon précise, serait alors placée du côté opposé de la coulisse longitudinale 19. Les fraisages longitudinaux 4 et 5 pour 1e dégagement du plot de dard 6 des ancres peuvent être exécutés de différentes façons.
On peut, par exemple, utiliser une fraise fixe. Dans ce cas, la fraise n'étant animée que d'un mouvement de rotation, le fraisage est effectué lors de l'avance de la bande de métal B. Puis la fraise est relevée par action de la came 33. Dès le dégagement du plot de dard 6 effectué, le crochet 16 continue de faire avancer la bande de métal jusqu'à l'emplacement voulu pour l'exécution du fraisage suivant, c'est-à-dire jusqu'à ce que la vis d'arrêt 26 vienne buter contre le support glissière 20.
On peut également utiliser une fraise mobile. Dans ce cas, la fraise étant descendue à la profondeur du fraisage à exécuter, une came, remplaçant la came 36, assure le déplacement de la coulisse longitudinale 52 (voir fig. 11) puis, le fraisage étant effectué, son retour à sa position initiale pour l'opération suivante.
Ces fraisages longitudinaux peuvent également être réalisés en une seule opération, le porte-outil étant incliné à 90o. Dans ce cas les deux fraisages longitudinaux sont exécutés simultanément par deux fraises-scies dont (écartement correspond à la largeur du plot de dard 6 des ancres. Le travail de fraisage est alors effectué comme dans l'un des deux cas précédents par avancée de la bande de métal B ou par déplacement de la coulisse longitudinale 52.
Pour l'exécution de l'arrondissage du plot de dard 8 (le porte-outil étant également incliné à 90o), une fraise concave effectue l'arrondissage du plot de dard, soit par avance de la bande de métal, soit par déplacement de la coulisse longitudinale 52 comme pour l'exécution des fraisages longitudinaux 4 et 5 précités.
Cet arrondissage peut aussi être exécuté par une fraise de forme, en une seule opération, avec les deux fraisages longitudinaux 4 et 5 de dégagement du plot de dard 6.
Pour la réalisation des opérations de découpage, la presse à découper comporte elle aussi différents aménagements représentés aux fig. 17, 18 et 19.
Les dispositifs de posage, de tension et d'avance de la bande de métal à travailler sont les mêmes que ceux décrits précédemment pour les opérations de fraisage, à l'exception de la commande du mouvement de la coulisse porte-crochet, et également des commandes de soulèvement du crochet et du levier de serrage de la bande de métal.
Pour le mouvement de va-et-vient de la coulisse porte-crochet 19, le système à pompe 21 du dispositif d'avance de la bande de métal B est articulé, d'une part, sur cette coulisse 19, et d'autre part, sur une came 53 montée sur un arbre 54, lequel est animé d'un mouvement de rotation alternatif. Ce mouvement de rotation alternatif de l'arbre 54 et de la
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came 53 est obtenu par l'intermédiaire d'une barre de liaison 55, elle-même montée, d'une part, sur une came à glissière 56, et d'autre part, sur l'axe d'un excentrique 57 d'une poulie de commande 58.
Le soulèvement du crochet 16 d'avance de la bande de métal est assuré par une barre de liaison 59 articulée, d'une part sur une came 60 montée sur l'arbre 54 et, d'autre part, sur un levier 65 solidaire d'une douille 62 (fig. 20 et 21). La came 60 montée sur l'arbre 54 provoque, par l'intermédiaire de la barre 59, un mouvement de rotation alternatif de la douille 62 qui est montée sur l'embase d'un axe 63 solidaire du bâti de la presse.
Cette douille 62 est en outre armée d'un cli- quet 64 sur lequel s'exerce la pression d'un ressort 65, et fait tourner, d'une façon discontinue et toujours dans le même sens, une douille centrale à rochet 66 munie d'encoches longitudinales 71 dans lesquelles vient s'engager le cliquet 64. En tournant, la douille centrale 66 fait coulisser une autre douille à rochet 68 montée sur l'axe fixe 63, la douille 68 étant munie d'une clavette 69 qui est engagée dans une rainure de l'axe fixe 63 (voir fig. 20).
La douille 68 portant le doigt 70 de soulèvement du crochet 16 est donc animée d'un mouvement vertical de bas en haut lorsqu'elle est soulevée par des dents 71 de la douille 66, et de haut en bas lorsqu'elle retombe au fond de ces dents. Ainsi par son doigt 70, la douille 68 soulève le crochet 16, puis le libère, cette action se reproduisant à chaque tour du volant de la presse.
Le soulèvement du levier de serrage 28 du dispositif de tension de la bande de métal B est obtenu par l'action d'un autre levier 72 articulé sur un support fixe 73 (fig. 19) et commandé par une barre de liaison 74 montée sur un axe excentré du volant 75 de la presse à découper.
Un bloc à colonnes 76 porte à la fois l'étampe et le posage 13, lequel, avec ses accessoires, reçoit et guide la bande de métal B.
Pour la dernière opération, c'est-à-dire le découpage des ancres, la matrice comporte intérieurement une poussette d'extraction non représentée dont la face inférieure s'applique sur la face travaillée des ancres, et doit avoir, de ce fait, un profil inverse avec, notamment, un orifice pour le logement du plot de dard 6.
Le déroulement des opérations de découpage s'effectue donc de la façon suivante La bande de métal étant en place sur le posage 13, l'étampe effectue son travail de découpage puis la partie supérieure du bloc à colonnes remonte, la poussette d'extraction sortant l'ancre de la matrice s'il s'agit de la dernière opération de découpage. La barre 74 provoque alors le desserrage 28, et le retour en arrière de la coulisse de tension 27 sous l'effet du ressort de rappel 50. Puis la même barre 74 assure le serrage à nouveau de la bande de métal par action sur le levier 72 qui libère le levier de serrage 28 et permet au ressort 49 d'assurer son travail normal de pression.
Commandée par la poulie 58 et par la barre de liaison 55 réunie à la came à glissière 56, la came 53 provoque ensuite le recul, vers le bloc à colonnes 76, de la coulisse porte-crochet 19, tandis que la came 60 assure le soulèvement du crochet 16 puis sa retombée dans la rainure de dégagement du corps de l'ancre, en actionnant la douille 68 munie du doigt de soulèvement 70. Continuant son action, la came 53 provoque enfin le déplacement inverse de la coulisse 19 et, par suite, l'avance de la bande de métal B qui est tirée par le crochet 16. Cette avance, limitée par la vis 26 qui vient buter contre le support glissière 20, est telle que la bande de métal se trouve à nouveau en place pour le découpage suivant.