EP1557227A1 - Dispositif de fabrication de ressorts en spirales pour matelas à mouvements indépendants - Google Patents

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EP1557227A1
EP1557227A1 EP04290182A EP04290182A EP1557227A1 EP 1557227 A1 EP1557227 A1 EP 1557227A1 EP 04290182 A EP04290182 A EP 04290182A EP 04290182 A EP04290182 A EP 04290182A EP 1557227 A1 EP1557227 A1 EP 1557227A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire
pusher
wheel
turns
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04290182A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Coissard
Wilfrid Tanter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
La Continentale Simmons Cie
La Compagnie Continentale Simmons SAS
Original Assignee
La Continentale Simmons Cie
La Compagnie Continentale Simmons SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by La Continentale Simmons Cie, La Compagnie Continentale Simmons SAS filed Critical La Continentale Simmons Cie
Priority to EP04290182A priority Critical patent/EP1557227A1/fr
Publication of EP1557227A1 publication Critical patent/EP1557227A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F3/00—Coiling wire into particular forms
    • B21F3/02—Coiling wire into particular forms helically

Definitions

  • the invention generally relates to devices for manufacture of spiral springs for mattresses.
  • the invention relates to a first aspect a device for making springs spirals for mattresses from a wire, this device comprising means for driving the wire in translation longitudinally, a barrel pierced with a longitudinal orifice through which the thread runs, a roulette disposed in the longitudinal extension of the orifice, spacing means for varying selectively the longitudinal spacing between the orifice and roulette, a pusher placed near the roulette, moving means for moving selectively the pusher in one direction transverse substantially perpendicular to the direction longitudinal, the wire coming out of the orifice abutting on the wheel and conforming in a scroll that scrolls in front of the pusher, the radius of the turn being function the distance between the wheel and the barrel and the pitch of said turn being a function of the position transverse of the pusher.
  • WO 03/033190 A1 discloses a device of manufacture in which the means for varying selectively the longitudinal spacing between the orifice and roulette and the means to move selectively the pusher are constituted by a motor driving cams of profiles adapted to the shape of the spring.
  • Cams are specific to one type of spring. To produce a different type of spring, it is necessary to manufacture new cams, profiles different. The exact determination of the profile of the cams is long and tedious, and requires many tests.
  • the present invention aims to to overcome the defects mentioned above.
  • the device of the invention for otherwise consistent with the generic definition given in the preamble above is essentially characterized in that the spacers of the roulette wheel comprise a spacer motor, and the means of movement of the pusher comprise a driving member independent movement of the motor spacer.
  • the drive means of the wire comprise a drive member for driving independent of the organs spacing and displacement motors.
  • the device includes digital means to drive the means driving the wire, and / or the spacing means of the wheel, and / or the pusher moving means.
  • the spring comprises a plurality of turns
  • the digital means including an interface defining the characteristics of each of the turns individually, and being able to control the device for making springs with turns comply with the characteristics defined by means of the interface.
  • the characteristics defining the turns include at least the diameter of the turn and its pitch, and may also include the length of the wire constituting the turn.
  • digital means include maps of axes which control the means of training of the wire, the wheels of the wheel, and the means for moving the pusher, and a calculator managing the axes maps.
  • changes in speed drive the wire, the distance between the wheel and the barrel, and the transverse position of the pusher are determined by the digital means by interpolation.
  • the device comprises a knife adapted to sever the wire, and means for actuating the knife, these means being controlled by the means digital.
  • the knife is movable in translation along a vertical axis perpendicular to the directions longitudinal and transverse, the actuating means of the knife comprising an actuating motor member rotating, and a connecting rod converting the movement of rotation of the drive motor member in one translational movement of the knife.
  • the actuating motor member is a non-contact sliding type electric motor.
  • the means of training of the wire include rollers of higher drive and lower pinching wire between them, and a device belt drive, drive rollers being rotated by the drive member of training through the device of transmission.
  • the driving motor member is a non-contact sliding type electric motor.
  • the spacing means of the caster include an electric jack spacer actuated by the spacer motor.
  • the spacer motor is a non-contact sliding type electric motor.
  • the pusher moving means include a powered displacement actuator actuated by the displacement motor.
  • the displacement motor is a non-contact sliding type electric motor.
  • the roulette is free to rotate around of a transverse axis of rotation.
  • the invention method of making spiral springs for mattress from a wire using a device comprising means for driving the wire in translation longitudinally, a barrel pierced with a longitudinal orifice through which the thread runs, a roulette disposed in the longitudinal extension of the orifice, spacing means for varying selectively the longitudinal spacing between the orifice and roulette, a pusher placed near the roulette, moving means for moving selectively the pusher in one direction transverse substantially perpendicular to the direction longitudinal, the wire coming out of the orifice abutting on the wheel and conforming in a scroll that scrolls in front of the pusher, the radius of the turn being function the distance between the wheel and the barrel and the pitch of said turn being a function of the position cross-section of the pusher, characterized in that means of spacing the wheel include an organ spreading motor, and the means for moving the pushers include a motor moving member independent of the spacer motor.
  • the drive means of the wire include an independent drive motor member drive units for spacing and displacement.
  • the device of manufacturing includes digital means to drive the means for driving the wire, and / or the means spacing of the roulette wheel, and / or the means of moving the pusher.
  • the spring comprises a plurality of turns
  • the digital means including an interface defining the characteristics of each of the turns individually, and being able to control the device for making springs with turns comply with the characteristics defined by means of the interface.
  • the characteristics defining the turns include at least the diameter of the turn and its pitch, and can also include the length of the wire constituting the turn.
  • the steps of the two basic turns constituting opposite ends of the spring are choose zero or close to zero.
  • the diameters of the two turns of flag following the basic turns are chosen relatively larger than the diameters of the turns of based.
  • digital means include maps of axes which control the means of training of the wire, the wheels of the wheel, and the means for moving the pusher, and a calculator managing the axes maps.
  • the manufacturing device can still understand a knife able to cut the thread, and means actuating the knife, the drive being interrupted before the knife is actuated.
  • the means for actuating the knife are driven by digital means.
  • the device 20 shown in FIG. intended for the manufacture of spiral springs for mattress 10.
  • An example of such a spring is shown in Figure 1. It consists of a wire metal section, shaped into a plurality of successive circular turns 11, the centers of these turns being all aligned along a main axis X-X '.
  • Each turn is characterized by its diameter D and its step P.
  • the diameter D corresponds to the distance, considered in projection in a plane perpendicular to the main axis X-X ', separating a first point from the turn and a second point located 180 ° from the first following said turn.
  • the pitch P corresponds to the distance, considered in projection on the main axis X-X ', separating the two ends of the turn.
  • the spring 10 shown in FIG. each of its two opposite ends a first set of 12 turns of diameters D and pitch P relatively small, and in the center a second set 13 of turns of diameters D and of pitch P relatively great.
  • the device 20 for manufacturing the spring 10 comprises, as shown in FIG. 2, a frame 21, means for storing the wire 1 in the form of a coil, no represented, means 22 for straightening the wire 1, means 30 for driving the wire 1 in translation next a longitudinal direction, a barrel 40 pierced with a longitudinal hole 41 through which the thread 1 runs driven by the means 30, a wheel 50 disposed in the longitudinal extension of the orifice 41, means spacing 52 to selectively vary the longitudinal spacing between the orifice 41 and the roulette 50, a rod 90 extending from the frame in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction around which the turns 11 the spring are wound, a pusher 60 arranged to near the wheel 50 and having one end 61 disposed along the rod 90, means for move 62 to selectively move the pusher 60 in a substantially transverse direction along the rod 90, and a knife 80 to cut the wire 1 a the last turn of the formed spring.
  • the rod 90 is integral with the frame 21 and extends from one transverse side before it.
  • the wire 1 coming out of the orifice 41 abuts on the roulette 50, which results in it bending in a plane substantially perpendicular to the direction transverse and conforms in a turn 11 that wraps around the stem 90.
  • This spire 11 scrolls in contact on a transverse side before the pusher 60, this one transversely urging said turn 11 and him conferring a twist depending on the position transverse of the pusher.
  • the diameter D of the turn 11 thus formed is function of the spacing between the wheel 50 and the barrel 40, and the pitch P of said turn is a function of the transverse position of the pusher 60.
  • Wire 1 is stored as a coil of diameter 60 to 80 centimeters, about 1 meter high, and weighing approximately 900 kilograms.
  • the storage means typically comprise minus a moving reel in rotation about an axis vertical or horizontal, on which the coil is mounted 1.
  • the wire 1 is driven longitudinally by the means of training 20 from the reel to barrel 40, the transverse front side of the frame 21, the reel rotating as thread 1 scrolls.
  • the recovery means 22 are interposed between the drive means 30 and the storage means, and include first and second rectifiers 221 straightening the thread 1 respectively according to the direction transverse and in a vertical direction perpendicular to the longitudinal directions and cross.
  • the first rectifier 221 includes a plurality of rollers 222 mounted free in rotation relative to the frame 21 around transverse axes, on the front side of frame 21, these pebbles being distributed at short distance one of the others along a portion of trajectory longitudinal, rectilinear, of the wire 1.
  • These rollers 222 are arranged alternately above and below the wire 1, in working positions, the spacing between the wire and the axes of rotation being chosen so that the wire 1 scrolls along a longitudinal straight line substantially tangential to the rollers 222, in grooves peripherals of these.
  • rollers 222 and their axes are moreover vertically relative to frame 21, to against the solicitation of springs 223 which tend to recall the rollers 221 in their position of the rollers above wire 1 being moving up and those under wire 1 being mobile down.
  • the second rectifier 221 is identical to the first, with the exception that the rollers are mounted on vertical axes, and are movable transversely.
  • the training means 20 comprise two assemblies each consisting of a drive roller upper 32 and a lower drive wheel 33, these rollers being rotatable relative to the frame 21, on the front side of it, around axes of rotation transversals 321/331.
  • the rotational axes 321/331 of the rollers of training higher and lower 32 and 33 of the same together are mounted vertically one above the other, the upper and lower rollers 32 and 33 extending in the same vertical longitudinal plane, tangentially to each other. They are each provided with a peripheral groove, respectively 322/332, the wire 1 being engaged in the grooves 322/332 upper and lower rollers 32/33, at the point of contact between these rollers.
  • the sections of the two grooves 322/332 are identical and are determined in such a way that the 1 is pinched between the two lower and upper rollers 32/33 of the same set when they roll one against the other, so that the wire 1 is driven by the pebbles.
  • the two sets of two training rollers are arranged next to each other along the wire 1, as seen in Figure 2.
  • Wire 1 passes through three guide tubes longitudinal 91 integral with the frame 21, arranged just before the first set of drive rollers 32/33 by following the direction of thread 1, between the two sets of rollers 32/33, and between the second set of rollers 32/33 and the barrel 40.
  • This barrel 40 is a massive metal piece, substantially disk-shaped transverse axis, pierced according to its diameter by the longitudinal orifice 41.
  • This orifice has a round section of slightly diameter greater than that of wire 1.
  • the barrel 40 is rigidly fixed on the frame 21, removably.
  • the wheel 50 is rotatably mounted relative to the frame 21 about an axis of rotation 51. It has a peripheral groove 53.
  • the means 52 for spacing the roulette 50 comprise a spacer motor 521
  • the means 62 for moving the pusher comprise a displacement motor 621 independent of the spacer motor 521.
  • Spacer motor members 521 and displacement 621 are mechanically completely independent, so that it is possible to vary very freely and conveniently the pace and the diameter of the turns 11, without interference of the one on the other.
  • the means 30 for driving the wire 1 include a motor drive member 31 independent of the spacers 521 and displacement 621.
  • the device of manufacture 20 includes digital means 70 for control the means 30 for driving the wire 1, and / or the means 52 spacing the wheel 50, and / or means 62 for moving the pusher 60.
  • These digital means 70 comprise an interface 71, shown in Figure 5, to define the characteristics of each of the turns 11 individually, these digital means being able to control the device to make springs 10 including the turns 11 conform to the characteristics defined using the interface 71.
  • the characteristics defining the turns 11 comprise at least the diameter D of the turn 11 and its not P.
  • these features include also the length L of the wire 1 constituting the turn 11.
  • the interface 71 includes a seizure screen 711 on which displays a table to fill and a keyboard used to fill in the table.
  • the table comprises a line for each turn 11 of the spring 10, and three columns, where are respectively entered the diameter, pitch and length of wire of each turn.
  • the spring 10 is divided into several turns successive steps: a basic turn 14, constituting a end of the spring 10, a roof turn 15, which follows the base turn 14, normal turns 16, following the turn of flags 15, another turn of flag 15, which follows the normal turns, and finally another turn of base 14, which constitutes another end of the spring 10.
  • the base turns are slightly shorter than others and extend over an angular range slightly less than 360 °.
  • the table can be recorded in a memory of digital means 70. It is possible to memorize the characteristics of several types of springs, corresponding to several manufacturing campaigns to perform. Table corresponding to the spring to be made is just recalled before the start of the manufacturing campaign, so than the time needed to reconfigure the device manufacturing is extremely short. The rate occupation of the machines can be very high.
  • the means in addition to the interface 71 include 72 axis maps that drive the means 30 of driving the wire 1, the means 52 of spacing the roulette, and the means 62 for moving the pusher 60, and a computer 73 managing the axis cards 72.
  • the axis cards 72 are in the example of embodiment illustrated in Figures 2 to 5 of the mark Schneider and type CAY 33.
  • the computer 73 is chosen for its speed of calculation. It is also brand Schneider, and presents a polling time of less than 4 milliseconds.
  • the digital means 70 are programmed so as to optimize the cycle time.
  • the program gives the initiative to the axes maps 72 in relation to the calculator 73, the axis cards 72 coming to take their instructions to the calculator 73 as soon as a place is available in the buffer of the axis card 72.
  • the driving motor member 31 is an engine non-contact sliding type, rigidly fixed on the frame 21, and rotating a motor shaft 311 transversal.
  • the training means 30 comprise furthermore, a belt transmission device 34 of the rotational movement of the motor shaft 311 to the rollers 32 upper and lower 31, shown in Figure 4.
  • rollers of training 32/33 are for this purpose integral in rotation of the drive axes 321/331, these axes extending transversely through the frame 21 and protruding by respective free ends a rear side of the frame 21.
  • the device for transmission 34 comprises a belt 341 notched on its two faces, a transverse return axis 342 mounted movably in rotation on the frame 21, and a set of wheels or notched rollers 343, integral in rotation of the shaft motor 311, the return axis 342 and the ends free of 321/331 drive shafts, these wheels notches 343 meshing with the toothed belt 341.
  • rollers of higher and lower drives each have a diameter of about 150 millimeters.
  • Their respective grooves 322/332 each have a rectangular triangle section, basic about 2 millimeters, and height about 1 millimeter. These grooves are suitable for threads 1 of a diameter between 1.2 and 3 millimeters, and preferably between 1.5 and 2.1 millimeters.
  • the upper drive rollers 32 are linked to the frame 21 by a slide connection allowing a slight vertical translation of these pebbles relatively at frame 21, upwards with respect to a position of rest in which the upper training rollers 32 are in contact with the lower drive rollers 33.
  • the training means 30 include two support trolleys 35, the axes 321 being mounted fixed in translation vertical and free in rotation each on a trolley by through ball bearings.
  • Each carriage 35 is connected to the frame 21 by two cages rollers, the rollers being interposed between two vertical guide rails secured to the carriage 35, and two vertical complementary rails integral with the frame 21.
  • the training means 30 further include return means 36 urging each carriage 35 towards its rest position when it moves upwards.
  • these means of recall 36 include for each carriage 35 a stop solid 361 secured to the frame 21 and disposed above the carriage 35, the abutment 361 and the carriage 35 being mutually spaced vertically.
  • This stop 361 has a hole extending vertically.
  • Ways 36 still include a rod 362 secured to the carriage 35 and extending vertically therefrom, engaged freely in translation in the orifice of the stopper, and elastic washers 363 stacked around the rod 362, over the entire space between the abutment 361 of the trolley 35.
  • the elastic washers 363 are compressed when the carriage 35 moves upwards, and they Solicit this one down.
  • the drive means 30 typically allow a maximum vertical translation of the trolleys of 1 millimeter.
  • the means 52 for spacing the wheel 50 include a 522 gauge electric actuator at linear guide, powered by the motor spacer 521.
  • the spacer motor 521 is an engine electrical type sliding contactless.
  • Spacer cylinder 522 moves longitudinally, in two opposite possible directions, a longitudinal carrier rod 523, of section rectangular, the wheel 50 being freely mounted in rotation about its axis of rotation 51 on a end of this carrier rod opposite the cylinder.
  • the spacer means 50 finally comprise a guide block 524 integral with the frame 21, pierced with a rectangular section guide hole to the section of the carrier rod 523, in which this carrier rod is engaged and slides freely.
  • the axis of rotation 51 of the wheel 50 extends in the transverse direction and is located, according to the vertical direction, slightly above the orifice longitudinal 41 of the barrel 40.
  • the groove 53 of the roulette is located in the same vertical longitudinal plane that the longitudinal hole 41 of the barrel 40, so that the wire 1 coming out of this orifice comes into contact with the groove 53, slightly below the axis of rotation 51 of the wheel 50, and causes it to rotate in a clockwise direction when we consider the roulette 50 face as in the figure 3.
  • the rod 90 stretches slightly below one end of the longitudinal orifice 41 facing the caster 50, and present, perpendicular to the direction cross section, a round section.
  • the stem in this position extends substantially along the axis of symmetry the spring formed by the manufacturing device.
  • the pusher 60 has an elongated shape, rectangular section. It extends in a vertical plane longitudinal, oblique, and has a flat face turned one side transverse front. Its free end 61 surrounds the rod 90 about a quarter of its circumference, a lower side of this rod 90. A end opposite the free end 61 is located relatively lower and, depending on the direction longitudinal, relatively more on the side of the roulette 50 that the free end 61. This opposite end is welded to a support plate 63.
  • the displacement means 62 of the pusher 60 include an electric displacement cylinder 621 to linear guide actuated by the driving member of displacement 622.
  • This displacement motor member 622 is an engine electrical type non-sliding contact, the cylinder and the motor member being rigidly fixed on one side transverse rear of the frame 21.
  • Displacement cylinder 621 moves transversally, in two opposite possible directions, a transverse support rod 623, of section rectangular, the support plate 63 being rigidly fixed on one end of this carrier rod opposite to the cylinder.
  • the transverse carrier rod 623 extends across an orifice formed in the frame 21 in which this rod carrier is engaged and slides freely.
  • the pusher 60 is movable transversely between extreme and advanced positions. In his retracted position, the pusher 60 extends in the same vertical longitudinal plane that the longitudinal hole 41 of the barrel 40 and that the groove 53 of the wheel 50. In its advanced position, the pusher 60 is located relatively more forward than in its remote position.
  • the manufacturing device in addition to the knife 80, comprises means 81 for actuating the knife 80, driven by digital means 70.
  • the knife 80 is mobile relative to the frame 21 in translation next the vertical axis.
  • the means 81 for actuating the knife 80 comprise a rotary actuator 811, a crankshaft, not shown, rotated by the driving member 811 and a connecting rod 812 converting the rotational movement of the crankshaft in a movement of translation of the knife 80.
  • the driving actuator 811 is an engine slip-type non-contact type, rigidly fixed on the frame 21.
  • the knife 80 is movable between a position of rest, relatively higher, and a cutting position, relatively lower.
  • a crankshaft corresponds to a round trip of the knife 80 from its position resting at its cutting position.
  • the knife 80 is arranged so that the gun 40 plays the role of counter-blade, the knife 80 in its movement towards its cutting position passing flush from the end of the longitudinal orifice 41 turned towards roulette 50.
  • the rod 90 is arranged in the vertical extension of the movement of the knife 80.
  • the manufacturing device that has been described above has many advantages.
  • the different movements of the machine are mechanically independent and controlled by the means digital.
  • the device makes it possible to obtain particularly simple springs whose spikes have returned from an inner side of the turns, and not projections outward of the turns.
  • the spikes are constituted by the free ends of the wire constituting the spring.
  • the manufacturing device enables to simply get basic turns 14 perpendicular to the axis of symmetry of the spring 10. It is enough for that to choose the steps of these two turns of base 14 equal to zero by filling in the table on the screen input. It happens that the basic turns present naturally, in the absence of action of the pusher, a step slightly negative. We then program a weak step, close to zero, to correct this natural not slightly negative and get flat base turns.
  • the device allows to freely program the pitch and the diameter of each turn of the spring to produce. It is thus possible to produce a very wide range of spring shapes, including including springs comprising turns of pitch and diameters with a very wide dispersion.
  • the device allows for example to produce a spring consisting of large spiers, with a small spire interposed between each pair of large turns contiguous, which was not possible with the machines of the prior art.
  • the manufacturing device is able to produce springs having a succession of brutal discontinuities in pitch and diameter of turns.
  • the fact that the wheels of the roulette wheel are mechanically totally independent of others movements of the machine makes it possible to produce springs including coils with a much larger diameter than earlier machines allowed.
  • the diameter of the turns thus varies from 20 to 250 millimeters, and is preferably in the range 30 to 200 millimeters.
  • the manufacturing device can also handle wire of larger diameter than the machines of the prior art. These wires have a diameter between 1.2 and 3 millimeters, and preferably a diameter of between 1.5 and 2.1 millimeters.
  • the manufacturing device can reach a rate of 100 springs per minute at maximum, and typically 70 springs per minute.
  • Electric motors were chosen of the type without sliding contact because these motors are particularly fast. They allow to obtain a constant torque at zero speed, and therefore to maintain position the roulette and the pusher.
  • the cylinders were chosen to guide linear because such cylinders allow positioning very precise roulette and pusher.
  • the selected technologies for engines and cylinders contribute, with the programming of digital means, to obtaining a high-end manufacturing machine cadence and high precision.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de fabrication de ressorts en spirales pour matelas à partir d'un fil métallique (1), ce dispositif comprenant des moyens (30) pour entraîner le fil (1) longitudinalement, un canon (40), une roulette (50), des moyens (52) pour faire varier l'écartement entre le canon (40) et la roulette (50), un poussoir (60), des moyens (62) pour déplacer transversalement le poussoir (60), le fil sortant du canon (40) venant buter sur la roulette (50) et se conformant en une spire qui défile devant le poussoir (60), le rayon de la spire étant fonction de l'écartement entre la roulette (50) et le canon (40) et son pas de la position transversale du poussoir (60). Selon l'invention, les moyens (52) d'écartement de la roulette (50) comprennent un organe moteur d'écartement (521), et les moyens (62) de déplacement du poussoir (60) comprennent un organe moteur de déplacement (621) indépendant de l'organe moteur d'écartement (521). <IMAGE>

Description

L'invention concerne en général les dispositifs de fabrication de ressorts en spirales pour matelas.
Plus précisément, l'invention concerne selon un premier aspect un dispositif de fabrication de ressorts en spirales pour matelas à partir d'un fil métallique, ce dispositif comprenant des moyens pour entraíner le fil en translation longitudinalement, un canon percé d'un orifice longitudinal à travers lequel défile le fil, une roulette disposée dans le prolongement longitudinal de l'orifice, des moyens d'écartement pour faire varier sélectivement l'écartement longitudinal entre l'orifice et la roulette, un poussoir disposé à proximité de la roulette, des moyens de déplacement pour déplacer sélectivement le poussoir suivant une direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale , le fil sortant de l'orifice venant buter sur la roulette et se conformant en une spire qui défile devant le poussoir, le rayon de la spire étant fonction de l'écartement entre la roulette et le canon et le pas de ladite spire étant fonction de la position transversale du poussoir.
Des dispositifs de ce type sont connus de l'art antérieur, et notamment de la demande de brevet internationale WO 03/033190 A1 qui révèle un dispositif de fabrication dans lequel les moyens pour faire varier sélectivement l'écartement longitudinal entre l'orifice et la roulette et les moyens pour déplacer sélectivement le poussoir sont constitués d'un moteur entraínant des cames de profils adaptés à la forme du ressort.
Ces dispositifs présentent de nombreux défauts.
Les cames sont spécifiques à un type de ressort. Pour produire un ressort de type différent, il est nécessaire de fabriquer de nouvelles cames, de profils différents. La détermination exacte du profil des cames est longue et fastidieuse, et demande de nombreux essais.
De plus, la gamme de formes de ressorts qu'il est possible de produire avec de tels dispositifs est très limitée. Il n'est pas mécaniquement faisable de fabriquer un ressort constitué de spires de caractéristiques trop différentes les unes des autres.
Enfin, quand on veut modifier légèrement une caractéristique du ressort produit, en conservant les mêmes cames, le réglage de la machine est particulièrement difficile. Les différents paramètres qu'il est possible d'ajuster sur la machine ont chacun une influence sur plusieurs des caractéristiques du ressort. La modification sur la caractéristique recherchée peut conduire involontairement à des modifications parasites sur d'autres caractéristiques du ressort.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de pallier les défauts mentionnés ci-dessus.
A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les moyens d'écartement de la roulette comprennent un organe moteur d'écartement, et les moyens de déplacement du poussoir comprennent un organe moteur de déplacement indépendant de l'organe moteur d'écartement.
Dans un mode de réalisation possible de l'invention, les moyens d'entraínement du fil comprennent un organe moteur d'entraínement indépendant des organes moteurs d'écartement et de déplacement.
Ces caractéristiques sont particulièrement avantageuses quand on considère que le dispositif comprend des moyens numériques pour piloter les moyens d'entraínement du fil, et/ou les moyens d'écartement de la roulette, et/ou les moyens de déplacement du poussoir.
De préférence, le ressort comprend une pluralité de spires, les moyens numériques comprenant une interface permettant de définir les caractéristiques de chacune des spires individuellement, et étant apte à piloter le dispositif pour réaliser des ressorts dont les spires sont conformes aux caractéristiques définies à l'aide de l'interface.
Les caractéristiques définissant les spires comprennent au moins le diamètre de la spire et son pas, et peuvent également comprendre également la longueur du fil constituant la spire.
Par exemple, les moyens numériques comprennent des cartes d'axes qui pilotent les moyens d'entraínement du fil, les moyens d'écartement de la roulette, et les moyens de déplacement du poussoir, et un calculateur gérant les cartes d'axes.
Avantageusement, les évolutions de la vitesse d'entraínement du fil, de l'écartement entre la roulette et le canon, et de la position transversale du poussoir sont déterminées par les moyens numériques par interpolation.
Par ailleurs, le dispositif comprend un couteau apte à sectionner le fil, et des moyens d'actionnement du couteau, ces moyens étant pilotés par les moyens numériques.
De plus, le couteau est mobile en translation suivant un axe vertical perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale, les moyens d'actionnement du couteau comprenant un organe moteur d'actionnement rotatif, et une bielle convertissant le mouvement de rotation de l'organe moteur d'actionnement en un mouvement de translation du couteau.
Dans ce cas, l'organe moteur d'actionnement est un moteur électrique de type sans contact glissant.
On notera encore que les moyens d'entraínement du fil comprennent des galets d'entraínement supérieur et inférieur pinçant le fil entre eux, et un dispositif de transmission par courroie, les galets d'entraínement étant entraínés en rotation par l'organe moteur d'entraínement par l'intermédiaire du dispositif de transmission.
Dans ce cas, l'organe moteur d'entraínement est un moteur électrique de type sans contact glissant.
De préférence, les moyens d'écartement de la roulette comprennent un vérin électrique d'écartement actionné par l'organe moteur d'écartement.
Dans ce cas, l'organe moteur d'écartement est un moteur électrique de type sans contact glissant.
De même, les moyens de déplacement du poussoir comprennent un vérin électrique de déplacement actionné par l'organe moteur de déplacement.
Dans ce cas encore, l'organe moteur de déplacement est un moteur électrique de type sans contact glissant.
Enfin, la roulette est libre en rotation autour d'un axe de rotation transversal.
L'invention concerne selon un second aspect une méthode de fabrication de ressorts en spirales pour matelas à partir d'un fil métallique, à l'aide d'un dispositif comprenant des moyens pour entraíner le fil en translation longitudinalement, un canon percé d'un orifice longitudinal à travers lequel défile le fil, une roulette disposée dans le prolongement longitudinal de l'orifice, des moyens d'écartement pour faire varier sélectivement l'écartement longitudinal entre l'orifice et la roulette, un poussoir disposé à proximité de la roulette, des moyens de déplacement pour déplacer sélectivement le poussoir suivant une direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, le fil sortant de l'orifice venant buter sur la roulette et se conformant en une spire qui défile devant le poussoir, le rayon de la spire étant fonction de l'écartement entre la roulette et le canon et le pas de ladite spire étant fonction de la position transversale du poussoir, caractérisée en ce que les moyens d'écartement de la roulette comprennent un organe moteur d'écartement, et les moyens de déplacement du poussoir comprennent un organe moteur de déplacement indépendant de l'organe moteur d'écartement.
Avantageusement, les moyens d'entraínement du fil comprennent un organe moteur d'entraínement indépendant des organes moteurs d'écartement et de déplacement.
Ces caractéristiques sont particulièrement avantageuses quand on considère que le dispositif de fabrication comprend des moyens numériques pour piloter les moyens d'entraínement du fil, et/ou les moyens d'écartement de la roulette, et/ou les moyens de déplacement du poussoir.
Par ailleurs, le ressort comprend une pluralité de spires, les moyens numériques comprenant une interface permettant de définir les caractéristiques de chacune des spires individuellement, et étant apte à piloter le dispositif pour réaliser des ressorts dont les spires sont conformes aux caractéristiques définies à l'aide de l'interface.
Les caractéristiques définissant les spires comprennent au moins le diamètre de la spire et son pas, et peuvent comprendre également la longueur du fil constituant la spire.
Avantageusement, les pas des deux spires de base constituant des extrémités opposées du ressort sont choisis nuls ou proches de zéro.
De préférence, les diamètres des deux spires de pavillon suivant les spires de base sont choisis relativement plus grands que les diamètres des spires de base.
Par exemple, les moyens numériques comprennent des cartes d'axes qui pilotent les moyens d'entraínement du fil, les moyens d'écartement de la roulette, et les moyens de déplacement du poussoir, et un calculateur gérant les cartes d'axes.
Dans ce cas, les évolutions de la vitesse d'entraínement du fil, de l'écartement entre la roulette et le canon, et de la position transversale du poussoir sont déterminées par les moyens numériques par interpolation.
Le dispositif de fabrication peut encore comprendre un couteau apte à sectionner le fil, et des moyens d'actionnement du couteau, l'entraínement du fil étant interrompu avant l'actionnement du couteau.
Dans ce cas, les moyens d'actionnement du couteau sont pilotés par les moyens numériques.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement ) limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
  • la figure 1 est une vue de dessus d'un ressort à spirales pour matelas susceptible d'être produit par le dispositif de la figure 2,
  • la figure 2 est une vue de face d'un côté avant d'un dispositif selon l'invention,
  • la figure 3 est une vue de face agrandie d'un détail III de la figure 2,
  • la figure 4 est une vue en perspective d'une ) face arrière de dispositif de la figure 2,
  • la figure 5 est une représentation schématique de l'écran de l'interface du dispositif de la figure 2, et
  • la figure 6 est un schéma de principe des moyens numériques de pilotage du dispositif de la figure 2.
Le dispositif 20 représenté sur la figure 2 est destiné à la fabrication de ressorts en spirales pour matelas 10. Un exemple de ressort de ce type est représenté sur la figure 1. Il est constitué d'un fil métallique de section ronde, conformé en une pluralité de spires circulaires 11 successives, les centres de ces spires étant tous alignés le long d'un axe principal X-X'. Chaque spire est caractérisée par son diamètre D et son pas P. Comme on le comprend mieux en considérant la figure 5, le diamètre D correspond à la distance, considérée en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe principal X-X', séparant un premier point de la spire et un second point situé à 180° du premier en suivant ladite spire. Le pas P correspond à la distance, considérée en projection sur l'axe principal X-X', séparant les deux extrémités de la spire.
Le ressort 10 représenté sur la figure 1 comprend à chacune de ses deux extrémités opposées un premier ensemble 12 de spires de diamètres D et de pas P relativement petits, et au centre un second ensemble 13 de spires de diamètres D et de pas P relativement plus grands.
Le dispositif 20 de fabrication du ressort 10 comprend, comme le montre la figure 2, un bâti 21, des moyens de stockage du fil 1 sous forme de bobine, non représentés, des moyens 22 de redressement du fil 1, des moyens 30 pour entraíner le fil 1 en translation suivant une direction longitudinale, un canon 40 percé d'un orifice longitudinal 41 à travers lequel défile le fil 1 entraíné par les moyens 30, une roulette 50 disposée dans le prolongement longitudinal de l'orifice 41, des moyens d'écartement 52 pour faire varier sélectivement l'écartement longitudinal entre l'orifice 41 et la roulette 50, une tige 90 s'étendant à partir du bâti suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale autour de laquelle les spires 11 du ressort viennent s'enrouler, un poussoir 60 disposé à proximité de la roulette 50 et présentant une extrémité libre 61 disposée le long de la tige 90, des moyens de déplacement 62 pour déplacer sélectivement le poussoir 60 selon une direction sensiblement transversale le long de la tige 90, et un couteau 80 pour sectionner le fil 1 une fois la dernière spire du ressort formée.
La tige 90 est solidaire du bâti 21 et s'étend d'un côté transversal avant de celui-ci.
Le fil 1 sortant de l'orifice 41 vient buter sur la roulette 50, ce dont il résulte qu'il se courbe dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction transversale et se conforme en une spire 11 qui s'enroule autour de la tige 90 . Cette spire 11 défile au contact d'un côté transversal avant du poussoir 60, celui-ci sollicitant transversalement ladite spire 11 et lui conférant une torsion fonction de la position transversale du poussoir.
Le diamètre D de la spire 11 ainsi formée est fonction de l'écartement entre la roulette 50 et le canon 40, et le pas P de ladite spire est fonction de la position transversale du poussoir 60.
Le fil 1 est stocké sous forme de bobine de diamètre 60 à 80 centimètres, de hauteur 1 mètre environ, et d'un poids de 900 kilogrammes approximativement.
Les moyens de stockage comprennent typiquement au moins un dévidoir mobile en rotation autour d'un axe vertical ou horizontal, sur lequel est montée la bobine de fil 1. Le fil 1 est entraíné longitudinalement par les moyens d'entraínement 20 à partir du dévidoir jusqu'au canon 40, du côté transversal avant du bâti 21, le dévidoir tournant au fur et à mesure que le fil 1 défile.
Les moyens de redressement 22 sont interposés entre les moyens d'entraínement 30 et les moyens de stockage , et comprennent des premier et second redresseurs 221 redressant le fil 1 respectivement suivant la direction transversale et suivant une direction verticale perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale.
Le premier redresseur 221 comprend une pluralité de galets 222 montés libres en rotation relativement au bâti 21 autour d'axes transversaux, du côté avant du bâti 21, ces galets étant répartis à courte distance les uns des autres le long d'une portion de trajectoire longitudinale, rectiligne, du fil 1. Ces galets 222 sont disposés alternativement au-dessus et au-dessous du fil 1, dans des positions de travail, l'écartement entre le fil et les axes de rotation étant choisi pour que le fil 1 défile suivant une ligne droite longitudinale sensiblement tangentielle aux galets 222, dans des gorges périphériques de ceux-ci.
Les galets 222 et leurs axes sont par ailleurs mobiles verticalement relativement au bâti 21, à l'encontre de la sollicitation de ressorts 223 qui tendent à rappeler les galets 221 dans leur position de travail, les galets situés au-dessus du fil 1 étant mobiles vers le haut et ceux situés sous le fil 1 étant mobiles vers le bas.
Le second redresseur 221 est identique au premier, à l'exception du fait que les galets sont montés sur des axes verticaux, et sont mobiles transversalement.
Les moyens d'entraínement 20 comprennent deux ensembles constitués chacun d'un galet d'entraínement supérieur 32 et d'un galet d'entraínement inférieur 33, ces galets étant mobiles en rotation relativement au bâti 21, du côté avant de celui-ci, autour d'axes de rotation transversaux respectifs 321/331.
Les axes de rotations 321/331 des galets d'entraínement supérieur et inférieur 32 et 33 d'un même ensemble sont montés verticalement l'un au-dessus de l'autre, les galets supérieur et inférieur 32 et 33 s'étendant dans un même plan longitudinal vertical, tangentiellement l'un par rapport à l'autre. Ils sont pourvus chacun d'une gorge périphérique, respectivement 322/332, le fil 1 étant engagé dans les gorges 322/332 des galets supérieur et inférieur 32/33, au point de contact entre ces galets.
Les sections des deux gorges 322/332 sont identiques et sont déterminées de telle façon que le fil 1 soit pincé entre les deux galets inférieur et supérieur 32/33 d'un même ensemble quand ceux-ci roulent l'un contre l'autre, de telle sorte que le fil 1 est entraíné par les galets.
Les deux ensembles de deux galets d'entraínement sont disposés l'un à côté de l'autre le long du fil 1, comme on le voit sur la figure 2.
Le fil 1 traverse trois tubes de guidage longitudinaux 91 solidaires du bâti 21, disposés juste avant le premier ensemble de galets d'entraínement 32/33 en suivant le sens de défilement du fil 1, entre les deux ensembles de galets 32/33, et entre le second ensemble de galets 32/33 et le canon 40.
Ce canon 40 est une pièce métallique massive, sensiblement en forme de disque d'axe transversal, percé selon son diamètre par l'orifice longitudinal 41. Cet orifice présente une section ronde de diamètre légèrement supérieur à celui du fil 1. Le canon 40 est rigidement fixé sur le bâti 21, de façon amovible.
La roulette 50 est montée libre en rotation relativement au bâti 21 autour d'un axe de rotation 51. Elle présente une gorge périphérique 53.
Selon l'invention, les moyens 52 d'écartement de la roulette 50 comprennent un organe moteur d'écartement 521, et les moyens 62 de déplacement du poussoir comprennent un organe moteur de déplacement 621 indépendant de l'organe moteur d'écartement 521.
Les organes moteur d'écartement 521 et de déplacement 621 sont mécaniquement complètement indépendants, de telle sorte qu'il est possible de faire varier de façon très libre et commode le pas et le diamètre des spires 11, sans interférence de l'un sur l'autre.
De plus, les moyens 30 d'entraínement du fil 1 comprennent un organe moteur d'entraínement 31 indépendant des organes moteurs d'écartement 521 et de déplacement 621.
On accroít ainsi encore la flexibilité du dispositif de fabrication, puisque celui-ci est doté de trois mouvements ajustables sans interférence de l'un sur l'autre.
Les caractéristiques exposées ci-dessus sont particulièrement avantageuses quand le dispositif de fabrication 20 comprend des moyens numériques 70 pour piloter les moyens 30 d'entraínement du fil 1, et/ou les moyens 52 d'écartement de la roulette 50, et/ou les moyens 62 de déplacement du poussoir 60.
Ces moyens numériques 70 comprennent une interface 71, représentée sur la figure 5, permettant de définir les caractéristiques de chacune des spires 11 individuellement, ces moyens numériques étant aptes à piloter le dispositif pour réaliser des ressorts 10 dont les spires 11 sont conformes aux caractéristiques définies à l'aide de l'interface 71.
Les caractéristiques définissant les spires 11 comprennent au moins le diamètre D de la spire 11 et son pas P.
De préférence, ces caractéristiques comprennent également la longueur L du fil 1 constituant la spire 11.
Dans une variante de réalisation, il est possible de déterminer la longueur L par calcul à partir des autres caractéristiques de la spire 11 et des caractéristiques des spires 11 voisines.
Néanmoins ce calcul est complexe et il est préférable de faire entrer la longueur L par l'utilisateur. L'utilisateur peut par exemple lire ces longueurs L dans des tables, en fonction de paramètres prédéterminés tels que le diamètre et le pas de la spire 11, des spires voisines, et du matériau constituant le fil 1.
L'interface 71 comprend un écran de saisie 711 sur lequel s'affiche un tableau à remplir et un clavier servant à remplir le tableau.
Comme on le voit sur la figure 5, le tableau comprend une ligne pour chaque spire 11 du ressort 10, et trois colonnes, où sont renseignés respectivement le diamètre, le pas et la longueur de fil de chaque spire.
Le ressort 10 est divisé en plusieurs spires successives : une spire de base 14, constituant une extrémité du ressort 10, une spire de pavillon 15, qui suit la spire de base 14, des spires normales 16, suivant la spire de pavillons 15, une autre spire de pavillon 15, qui suit les spires normales, et enfin une autre spire de base 14, qui constitue une autre extrémité du ressort 10.
Les spires de bases sont légèrement plus courtes que les autres et s'étendent sur une plage angulaire légèrement inférieur à 360°.
Une fois le tableau renseigné, celui-ci peut être enregistré dans une mémoire des moyens numériques 70. Il est possible de mémoriser les caractéristiques de plusieurs types de ressorts, correspondant à plusieurs campagnes de fabrication à effectuer. Le tableau correspondant au ressort à fabriquer est rappelé juste avant le début la campagne de fabrication, de telle sorte que le temps nécessaire pour reconfigurer le dispositif de fabrication est extrêmement court. Le taux d'occupation des machines peut ainsi être très élevé.
Comme on le voit sur la figure 6, les moyens numériques 70, outre l'interface 71, comprennent des cartes d'axes 72 qui pilotent les moyens 30 d'entraínement du fil 1, les moyens 52 d'écartement de la roulette, et les moyens 62 de déplacement du poussoir 60, et un calculateur 73 gérant les cartes d'axes 72.
Les cartes d'axes 72 sont dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2 à 5 de marque Schneider et de type CAY 33.
Le calculateur 73 est choisi pour sa vitesse de calcul. Il est également de marque Schneider, et présente un temps de scrutation inférieur à 4 millisecondes.
Les moyens numériques 70 sont programmés de façon à optimiser le temps de cycle. A cet effet, le programme donne l'initiative aux cartes d'axes 72 par rapport au calculateur 73, les cartes d'axes 72 venant prendre leurs instructions auprès du calculateur 73 dès qu'une place est disponible dans la mémoire tampon de la carte d'axe 72.
Les évolutions de la vitesse d'entraínement du fil 1, de l'écartement entre la roulette 50 et le canon 40, et de la position transversale du poussoir 60 entre deux pas de calculs sont déterminées par les moyens numériques 70 par interpolation.
L'organe moteur d'entraínement 31 est un moteur électrique de type sans contact glissant, fixé rigidement sur le bâti 21, et entraínant en rotation un arbre moteur 311 transversal. Les moyens d'entraínement 30 comprennent en outre un dispositif de transmission par courroie 34 du mouvement de rotation de l'arbre moteur 311 aux galets d'entraínement supérieur 32 et inférieur 31, représenté sur la figure 4.
Les galets d'entraínements 32/33 sont à cet effet solidaires en rotation des axes d'entraínement 321/331, ces axes s'étendant transversalement à travers le bâti 21 et faisant saillie par des extrémités libres respectives d'un côté arrière du bâti 21.
Comme on le voit sur la figure 4, le dispositif de transmission 34 comprend une courroie 341 crantée sur ses deux faces, un axe de renvoi transversal 342 monté mobile en rotation sur le bâti 21, et un ensemble de roues ou de galets crantés 343, solidaires en rotation de l'arbre moteur 311, de l'axe de renvoi 342 et des extrémités libres des axes d'entraínement 321/331, ces roues crantées 343 engrenant la courroie crantée 341 .
Les galets d'entraínements supérieur et inférieur présentent chacune un diamètre d'environ 150 millimètres. Leurs gorges respectives 322/332 présentent chacune une section en triangle rectangle, de base environ 2 millimètres, et de hauteur environ 1 millimètre. Ces gorges sont adaptées pour des fils 1 d'un diamètre compris entre 1,2 et 3 millimètres, et de préférence entre 1,5 et 2,1 millimètres.
Les galets d'entraínement supérieurs 32 sont liés au bâti 21 par une liaison glissière autorisant une légère translation verticale de ces galets relativement au bâti 21, vers le haut par rapport à une position de repos dans laquelle les galets d'entraínement supérieur 32 sont au contact des galets d'entraínement inférieur 33.
A cet effet, les moyens d'entraínement 30 comprennent deux chariot de support 35, les axes d'entraínement 321 étant montés fixes en translation verticale et libre en rotation chacun sur un chariot par l'intermédiaire de roulements à billes.
Chaque chariot 35 est lié au bâti 21 par deux cages à rouleaux, les rouleaux étant interposés entre deux rails de guidage verticaux solidaires du chariot 35, et deux rails complémentaires verticaux solidaires du bâti 21.
Les moyens d'entraínement 30 comprennent encore des moyens de rappel 36 sollicitant chaque chariot 35 vers sa position de repos quand celui-ci se déplace vers le haut.
Comme on le voit sur la figure 2, ces moyens de rappel 36 comprennent pour chaque chariot 35 une butée massive 361 solidaire du bâti 21 et disposée au-dessus du chariot 35, la butée 361 et le chariot 35 étant mutuellement espacés verticalement. Cette butée 361 présente un orifice s'étendant verticalement. Les moyens de rappel 36 comprennent encore une tige 362 solidaire du chariot 35 et s'étendant verticalement à partir de celui-ci, engagée libre en translation dans l'orifice de la butée, et des rondelles élastiques 363 empilées autour de la tige 362, sur tout l'espace séparant la butée 361 du chariot 35.
Ainsi, les rondelles élastiques 363 sont comprimées quand le chariot 35 se déplace vers le haut, et elles sollicitent celui-ci vers le bas.
Les moyens d'entraínement 30 autorisent typiquement une translation verticale maximum des chariots de 1 millimètre.
Les moyens 52 d'écartement de la roulette 50 comprennent un vérin électrique d'écartement 522 à guidage linéaire, actionné par l'organe moteur d'écartement 521.
L'organe moteur d'écartement 521 est un moteur électrique de type sans contact glissant.
Le vérin d'écartement 522 déplace longitudinalement, dans les deux sens opposés possibles, une tige porteuse longitudinale 523, de section rectangulaire, la roulette 50 étant montée libre en rotation autour de son axe de rotation 51 sur une extrémité de cette tige porteuse opposée au vérin.
Les moyens d'écartement 50 comprennent enfin un bloc de guidage 524 solidaire du bâti 21, percé d'un orifice de guidage de section rectangulaire correspondant à la section de la tige porteuse 523, dans lequel cette tige porteuse est engagée et coulisse librement.
L'axe de rotation 51 de la roulette 50 s'étend suivant la direction transversale et est situé, selon la direction verticale, légèrement au-dessus de l'orifice longitudinal 41 du canon 40.
La gorge 53 de la roulette est située dans le même plan longitudinal vertical que l'orifice longitudinal 41 du canon 40, de telle sorte que le fil 1 sortant de cet orifice vient en contact avec la gorge 53, légèrement en dessous de l'axe de rotation 51 de la roulette 50, et entraíne celle-ci en rotation dans le sens horaire quand on considère la roulette 50 de face comme sur la figure 3.
On voit sur cette même figure 3 que la tige 90 s'étend légèrement en dessous d'une extrémité de l'orifice longitudinal 41 tournée vers la roulette 50, et présente, perpendiculairement à la direction transversale, une section ronde. La tige dans cette position s'étend sensiblement suivant l'axe de symétrie du ressort formé par le dispositif de fabrication.
Le poussoir 60 présente une forme allongée, de section rectangulaire. Il s'étend dans un plan vertical longitudinal, en oblique, et présente une face plate tournée d'un côté transversal avant. Son extrémité libre 61 entoure la tige 90 sur environ un quart de sa circonférence, d'un côté inférieur de cette tige 90. Une extrémité opposée à l'extrémité libre 61 est située relativement plus bas et, suivant la direction longitudinale, relativement plus du côté de la roulette 50 que l'extrémité libre 61. Cette extrémité opposée est soudée sur une plaque de support 63.
Les moyens de déplacement 62 du poussoir 60 comprennent un vérin électrique de déplacement 621 à guidage linéaire actionné par l'organe moteur de déplacement 622.
Cet organe moteur de déplacement 622 est un moteur électrique de type sans contact glissant, le vérin et l'organe moteur étant rigidement fixé d'un côté transversal arrière du bâti 21.
Le vérin de déplacement 621 déplace transversalement, dans les deux sens opposés possibles, une tige porteuse transversale 623, de section rectangulaire, la plaque de support 63 étant rigidement fixée sur une extrémité de cette tige porteuse opposée au vérin.
La tige porteuse transversale 623 s'étend à travers un orifice ménagé dans le bâti 21 dans lequel cette tige porteuse est engagée et coulisse librement.
Le poussoir 60 est mobile transversalement entre des positions extrêmes avancée et reculée. Dans sa position reculée, le poussoir 60 s'étend dans le même plan vertical longitudinal que l'orifice longitudinal 41 du canon 40 et que la gorge 53 de la roulette 50. Dans sa position avancée, le poussoir 60 est situé relativement plus à l'avant que dans sa position reculée.
Le dispositif de fabrication, outre le couteau 80, comprend des moyens 81 d'actionnement du couteau 80, pilotés par les moyens numériques 70.
Comme on le voit sur la figure 2, le couteau 80 est mobile relativement au bâti 21 en translation suivant l'axe vertical.
Les moyens 81 d'actionnement du couteau 80 comprennent un organe moteur d'actionnement 811 rotatif, un vilebrequin, non représenté, entraíné en rotation par l'organe moteur 811 et une bielle 812 convertissant le mouvement de rotation du vilebrequin en un mouvement de translation du couteau 80.
L'organe moteur d'actionnement 811 est un moteur électrique de type sans contact glissant, rigidement fixé sur le bâti 21.
Le couteau 80 est mobile entre une position de repos, relativement plus haute, et une position de coupe, relativement plus basse. Un tour de vilebrequin correspond à un aller-retour du couteau 80 de sa position de repos à sa position de coupe.
Le couteau 80 est agencé de telle sorte que le canon 40 joue le rôle de contre-lame, le couteau 80 dans son déplacement vers sa position de coupe passant au ras de l'extrémité de l'orifice longitudinal 41 tournée vers la roulette 50.
On notera que la tige 90 est disposée dans le prolongement vertical du déplacement du couteau 80.
La découpe du fil 1 est effectuée selon la séquence d'opérations qui va être maintenant décrite, dans l'ordre indiqué ci-dessous. Toutes les opérations sont commandées automatiquement par les moyens numériques 70.
  • 1/ L'organe moteur d'entraínement 31 est mis à l'arrêt, ce qui interrompt le mouvement du fil 1.
  • 2/ La roulette 50 est écartée du canon 40 par le vérin d'écartement 522.
  • 3/ Le couteau 80 est actionné par l'organe moteur 811.
  • 4/ L'organe moteur d'entraínement 31 est remis en fonctionnement pour la fabrication du ressort suivant.
    • Le dispositif de fabrication qui a été décrit ci-dessus présente de multiples avantages.
    Il est particulièrement simple d'un point de vue mécanique.
    Les différents mouvements de la machine sont mécaniquement indépendants et contrôlés par les moyens numériques.
    Le dispositif permet d'obtenir de façon particulièrement simple des ressorts dont les pointes sont rentrées d'un côté intérieur des spires, et non en saillies vers l'extérieur des spires. Les pointes sont constituées par les extrémités libres du fil métallique constituant le ressort.
    Il est important d'obtenir des pointes rentrées car les ressorts de matelas sont mis en sachets, ces pointes pouvant déchirer le sachet si elles font saillies vers l'extérieur. Pour cela, il suffit de choisir les diamètres des deux spires de pavillon 15 relativement plus grands que les diamètres des spires de base 14 en renseignant le tableau de l'écran de saisie.
    Par ailleurs, le dispositif de fabrication permet d'obtenir simplement des spires de base 14 perpendiculaires à l'axe de symétrie du ressort 10. Il suffit pour cela de choisir les pas de ces deux spires de base 14 égal à zéro en renseignant le tableau de l'écran de saisie. Il arrive que les spires de base présentent naturellement, en l'absence d'action du poussoir, un pas légèrement négatif. On programme alors un pas faible, proche de zéro, pour corriger ce pas naturel légèrement négatif et obtenir des spires de base plates.
    On peut souligner également que le dispositif permet de programmer librement le pas et le diamètre de chaque spire du ressort à produire. Il est ainsi possible de produire une gamme de forme de ressort très étendue, y compris des ressorts comprenant des spires de pas et de diamètres présentant une très large dispersion. Le dispositif permet par exemple de produire un ressort constitué de grandes spires, avec une petite spire intercalée entre chaque paire de grandes spires contiguës, ce qui n'était pas possible avec les machines de l'art antérieur.
    Plus généralement, le dispositif de fabrication est apte à produire des ressorts présentant une succession de discontinuités brutales dans le pas et le diamètre des spires.
    Le fait que les moyens d'écartement de la roulette soient mécaniquement totalement indépendants des autres mouvements de la machine permet de produire des ressorts comprenant des spires d'un diamètre beaucoup plus grand que ce que les machines antérieures permettaient. Le diamètre des spires varie ainsi de 20 à 250 millimètres, et se situe de préférence dans l'intervalle 30 à 200 millimètres.
    Le dispositif de fabrication peut également traiter des fils métalliques de diamètres plus gros que les machines de l'art antérieur. Ces fils présentent un diamètre compris entre 1,2 et 3 millimètres, et de préférence un diamètre compris entre 1,5 et 2,1 millimètres.
    Le type de moteur choisi et la programmation des moyens numériques permettent d'atteindre des cadences de fabrication très importantes. Pour des ressorts de matelas typiques, le dispositif de fabrication peut atteindre une cadence de 100 ressorts par minutes au maximum, et typiquement 70 ressorts par minutes.
    Il est possible de reconfigurer très rapidement le dispositif de fabrication pour passer d'une campagne de fabrication d'un type de ressort donné à un nouveau type de ressort. Il suffit de rappeler le tableau de caractéristiques du nouveau type de ressort de la mémoire des moyens numériques. Le taux d'occupation des machines est donc augmenté.
    Les moteurs électriques ont été choisis du type sans contact glissant car ces moteurs sont particulièrement rapides. Ils permettent d'obtenir un couple constant à vitesse nulle, et donc de maintenir en position la roulette et le poussoir.
    Par ailleurs, les vérins ont été choisis à guidage linéaire car de tels vérins permettent un positionnement très précis de la roulette et du poussoir. Les technologies choisies pour les moteurs et les vérins contribuent, avec la programmation des moyens numériques, à l'obtention d'une machine de fabrication de haute cadence et de haute précision.
    On comprend donc bien que le dispositif de fabrication et la méthode de fabrication associée sont extrêmement novateurs par rapport à l'art antérieur. Tous les mouvements de la machine ont été repensés, et les moyens de contrôles de ces mouvements sont entièrement différents.

    Claims (30)

    1. Dispositif de fabrication de ressorts en spirales pour matelas à partir d'un fil métallique (1), ce dispositif comprenant des moyens (30) pour entraíner le fil (1) en translation longitudinalement, un canon (40) percé d'un orifice longitudinal (41) à travers lequel défile le fil (1), une roulette (50) disposée dans le prolongement longitudinal de l'orifice (41), des moyens d'écartement (52) pour faire varier sélectivement l'écartement longitudinal entre l'orifice (41) et la roulette (50), un poussoir (60) disposé à proximité de la roulette (50), des moyens de déplacement (62) pour déplacer sélectivement le poussoir (60) suivant une direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale , le fil sortant de l'orifice (41) venant buter sur la roulette (50) et se conformant en une spire qui défile devant le poussoir (60), le rayon de la spire étant fonction de l'écartement entre la roulette (50) et le canon (40) et le pas de ladite spire étant fonction de la position transversale du poussoir (60), caractérisé en ce que les moyens (52) d'écartement de la roulette (50) comprennent un organe moteur d'écartement (521), et les moyens (62) de déplacement du poussoir (60) comprennent un organe moteur de déplacement (621) indépendant de l'organe moteur d'écartement (521).
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (30) d'entraínement du fil (1) comprennent un organe moteur d'entraínement (31) indépendant des organes moteurs d'écartement et de déplacement (521, 621).
    3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens numériques (70) pour piloter les moyens (30) d'entraínement du fil (1), et/ou les moyens (52) d'écartement de la roulette (50), et/ou les moyens (62) de déplacement du poussoir (60) .
    4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort (10) comprend une pluralité de spires, les moyens numériques (70) comprenant une interface (71) permettant de définir les caractéristiques de chacune des spires individuellement, et étant apte à piloter le dispositif pour réaliser des ressorts dont les spires sont conformes aux caractéristiques définies à l'aide de l'interface (71).
    5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les caractéristiques définissant les spires comprennent au moins le diamètre de la spire et son pas.
    6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les caractéristiques définissant les spires comprennent également la longueur du fil constituant la spire.
    7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens numériques (70) comprennent des cartes d'axes (72) qui pilotent les moyens (30) d'entraínement du fil (1), les moyens (52) d'écartement de la roulette (50), et les moyens (62) de déplacement du poussoir (60), et un calculateur (73) gérant les cartes d'axes (72).
    8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les évolutions de la vitesse d'entraínement du fil, de l'écartement entre la roulette (50) et le canon (40), et de la position transversale du poussoir (60) sont déterminées par les moyens numériques (70) par interpolation.
    9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un couteau (80) apte à sectionner le fil (1), et des moyens (81) d'actionnement du couteau (80), ces moyens étant pilotés par les moyens numériques (70).
    10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le couteau (80) est mobile en translation suivant un axe vertical perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale, les moyens d'actionnement (81) du couteau (80) comprenant un organe moteur d'actionnement (811) rotatif, et une bielle (812) convertissant le mouvement de rotation de l'organe moteur d'actionnement (811) en un mouvement de translation du couteau (80) .
    11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'organe moteur d'actionnement (811) est un moteur électrique de type sans contact glissant.
    12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que les moyens (30) d'entraínement du fil (1) comprennent des galets d'entraínement supérieur et inférieur (32, 33) pinçant le fil (1) entre eux, et un dispositif de transmission par courroie (34), les galets d'entraínement (32, 33) étant entraínés en rotation par l'organe moteur d'entraínement (31) par l'intermédiaire du dispositif de transmission (34).
    13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe moteur d'entraínement (31) est un moteur électrique de type sans contact glissant.
    14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les moyens (52) d'écartement de la roulette (50) comprennent un vérin électrique d'écartement (522) actionné par l'organe moteur d'écartement (521).
    15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'organe moteur d'écartement (521) est un moteur électrique de type sans contact glissant.
    16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les moyens (62) de déplacement du poussoir (60) comprennent un vérin électrique de déplacement (622) actionné par l'organe moteur de déplacement (621).
    17. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'organe moteur de déplacement (621) est un moteur électrique de type sans contact glissant.
    18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la roulette (50) est libre en rotation autour d'un axe de rotation transversal (51).
    19. Méthode de fabrication de ressorts en spirales pour matelas à partir d'un fil métallique (1), à l'aide d'un dispositif comprenant des moyens (30) pour entraíner le fil (1) en translation longitudinalement, un canon (40) percé d'un orifice longitudinal (41) à travers lequel défile le fil (1), une roulette (50) disposée dans le prolongement longitudinal de l'orifice (41), des moyens d'écartement (52) pour faire varier sélectivement l'écartement longitudinal entre l'orifice (41) et la roulette (50), un poussoir (60) disposé à proximité de la roulette (50), des moyens de déplacement (62) pour déplacer sélectivement le poussoir (60) suivant une direction transversale sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, le fil (1) sortant de l'orifice (41) venant buter sur la roulette (50) et se conformant en une spire qui défile devant le poussoir (60), le rayon de la spire étant fonction de l'écartement entre la roulette (50) et le canon (40) et le pas de ladite spire étant fonction de la position transversale du poussoir (60), caractérisée en ce que les moyens (52) d'écartement de la roulette (50) comprennent un organe moteur d'écartement (521), et les moyens (62) de déplacement du poussoir (60) comprennent un organe moteur de déplacement (621) indépendant de l'organe moteur d'écartement (521).
    20. Méthode selon la revendication 19, caractérisée en ce que les moyens (30) d'entraínement du fil (1) comprennent un organe moteur d'entraínement (31) indépendant des organes moteurs d'écartement et de déplacement (521, 621).
    21. Méthode selon la revendication 19 ou 20, caractérisée en ce que le dispositif de fabrication comprend des moyens numériques (70) pour piloter les moyens (30) d'entraínement du fil (1), et/ou les moyens (52) d'écartement de la roulette (50), et/ou les moyens (62) de déplacement du poussoir (60).
    22. Méthode selon la revendication 21, caractérisée en ce que le ressort (10) comprend une pluralité de spires, les moyens numériques (70) comprenant une interface (71) permettant de définir les caractéristiques de chacune des spires individuellement, et étant apte à piloter le dispositif pour réaliser des ressorts dont les spires sont conformes aux caractéristiques définies à l'aide de l'interface (71).
    23. Méthode selon la revendication 22, caractérisée en ce que les caractéristiques définissant les spires comprennent au moins le diamètre de la spire et son pas.
    24. Méthode selon la revendication 23, caractérisée en ce que les caractéristiques définissant les spires comprennent également la longueur du fil constituant la spire.
    25. Méthode selon la revendication 23 ou 24, caractérisée en ce que les pas des deux spires de base (14) constituant des extrémités opposées du ressort (10) sont choisis nuls ou proches de zéro.
    26. Méthode selon la revendication 25, caractérisée en ce que les diamètres des deux spires de pavillon (15) suivant les spires de base (14) sont choisis relativement plus grands que les diamètres des spires de base (14).
    27. Méthode selon l'une quelconque des revendications 21 à 26, caractérisée en ce que les moyens numériques (70) comprennent des cartes d'axes (72) qui pilotent les moyens (30) d'entraínement du fil (1), les moyens (52) d'écartement de la roulette (50), et les moyens (62) de déplacement du poussoir (60), et un calculateur (73) gérant les cartes d'axes (72).
    28. Méthode selon l'une quelconque des revendications 21 à 27, caractérisée en ce que les évolutions de la vitesse d'entraínement du fil, de l'écartement entre la roulette (50) et le canon (40), et de la position transversale du poussoir (60) sont déterminées par les moyens numériques (70) par interpolation.
    29. Méthode selon l'une quelconque des revendications 20 à 28, caractérisée en ce que le dispositif de fabrication comprend un couteau (30) apte à sectionner le fil (1), et des moyens (81) d'actionnement du couteau, l'entraínement du fil (1) étant interrompu avant l'actionnement du couteau (80).
    30. Méthode selon la revendication 29 en combinaison avec la revendication 21, caractérisée en ce que les moyens (81) d'actionnement du couteau (80) sont pilotés par les moyens numériques (70).
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