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Machine pour la fabrication automatique de pièces annulaires en travail continu.
La présente invention a pour objet une machine sur laquel- le on confectionne dans un cylindre de métal, en travail con - tinu, des pièces annulaires, par exemple des segments de piston.
De tels corps annulaires se fabriquaient, jusqu'ici, un à un et dans une douille cylindrique à l'aide de diverses ma- chines-outils à commande manuelle. Le travail consistait, d' abord, en une préparation et un travail préliminaire de la douille de métal, laquelle devait être dressée sur sa face frontale postérieure et dans l'alésage intérieur de laquelle, de ce côté, on taillait alors des filets. On vissait ensuite la douille sur un mandrin en porte-à-faux d'un tour pour le façonnage ultérieur et., à la suite de cette opération, on tournait l'alésage de la douille et on cylindrait la surface extérieure, de la douille à la mesure convenable. Dans une
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autre opération, on tronçonnait alors les divers segments dans le cylindre façonné intérieurement et- extérieurement.
Cette méthode de travail était longue et fastidieuse, augmentait les frais de fabrication et ralentissait la pro - duction.
La machine d'après la présente invention supprime ces inconvénients et permet la fabrication automatique de pièces annulaires en travail continu. L'ouvrier a simplement à insé - rer le cylindre brut dans la machine et à effectuer l'embraya- ge, et la machine transforme-mécaniquement et automatiquement le cylindre en anneaux finis. Il n'est effectué aucune remise en place de la pièce à travailler ni aucun échange d'outils, et l'ouvrier est à même de desservir sans peine plusieurs machines, car il n'a tout simplement qu'à introduire les douilles brutes.
La machine à action semi-automatique produit, par heure, environ 300 anneaux complètement finis et parfaitement iden - tiques. Ce rendement extraordinaire est favorisé par le fait que la machine produit simultanément, d'une manière simple, plusieurs anneaux (avantageusement 3 anneaux).
L'invention consiste essentiellement en ce que la machi - ne possède, outre la poupée qui influence la douille brute dans le sens de la rotation et la fait avancer automatique - ment, dans le sens longitudinal de la longueur de la pièce travaillée, trois porte-outils commandés mécaniquement,dont l'un est disposé dans la direction axiale et opère le façon - nage intérieur de la pièce, tandis que les deux autres sont disposés latéralement'l'un en face de l'autre et agissent extérieurement sur la surface cylindrique extérieure de la douille de matière.
Le dessin ci-joint représente un exemple d'exécution de la nouvelle machine à fabriquer des pièces annulaires.
La fig.1 est une vue de côté et de face.
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La fig.2 est une vue en plan avec coupe horizontale de la poupée.
La, fig.3 est une coupe horizontale montrant la disposi - tion et le montage du mécanisme de commande.
Les figs.4-6 montrent le schéma de travail suivant le - quel s'effectue la production des anneaux, dont un exemplaire est représenté en vue de côté et en coupe longitudinale à la fig. 7
La machine oomprend le bâti 1 à l'arrière duquel est monté l'arbre de commande principal 2 fournissant, par l'intermédi - aire de la poulie à courroie 3,tout le mouvement de commande de la machine. La poulie à courroie 3 est montée folle sur l' arbre principal 2 et peut, au moyen d'un accouplement 4, être embrayé pour la rotation de l' arbre. Cet accouplement 4 est influencé par un bras d'actionnement 5 fixé sur un axe d'em - brayage horizontal 6 qui porte, à son extrémité antérieure, un levier de manoeuvre 7.
Cet axe est encore pourvu d'un dis - que d'arrêt 8 possédant un évidement en forme de cran 9 et subissant l'action d'un ressort de traction 10 qui tend à faire tourner l'axe d'embrayage 6 à gauche et à. dégager ainsi l'accouplement 4 de la poulie de commande 3. Cette tendance à la rotation de l'axe d'embrayage 6 est interceptée par deux leviers d'arrêt 11 disposés l'un derrière l'autre, lesquels s'engagent par leurs extrémités antérieures échelonnées, en fo-rxne de becs, dans l'évidement en forme de cran 9 du disque d'arrêt 8.
Les deux leviers d'arrêt se trouvent, par leur extrémité postérieure, dans la trajectoire d'une came de dé - clenchement tournante 13 qui est portée, de manière à être déplaable, par un pignon 12 monté dans le bâti creux de la machine (fige. 1 et 3 ).
'Lorsque la came de déclenchement 13 du pignon 12 agit d' abord, dans sa rotation, contre le levier d'arrêt antérieur 11, celui-ci se dégage du cran 9 du disque, et le disque d'arrêt @
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8 peut, aidant à la traction du ressort 10, exécuter une petite rotation partielle gauche, jusqu'à ce qu'il Boit accroché et retenu par le beo du second levier 11 se trouvant derrière le premier.
Ensuite de cela, la came de déclenchement 13 appuie aus- si sur l'extrémité du second levier d'arrêt et soulève celui - oi, aveo son bec, hors du cran 9. Le disque d'arrêt 8 devient ainsi libre, exécute une rotation à gauche et débraye, en écartant l'accouplement 4, la commande principale 3-2.
De ce fait, la roue 12 et sa came de déclenchement 13 sont aussi arrêtées, et cette came maintient soulevé, par son bec, le levier d'arrêt postérieur, tandie que le bec du levier d'arrêt antérieur repose librement sur la périphérie du disque d'arrêt tournant entretempe.
Dans une rotation à droite subséquente de l'axe d'em - brayage 6 jusqu'au nouvel embrayage de la machine, l'aooou - plement 3-4 se ferme, le disque d'arrêt 3 retourne à sa po - sition avec son oran, et le beo du levier d'arrêt antérieur, qui reposait sur la périphérie du dispque. N'enclenche de nou- veau dans le cran 9 et bloque l'accouplement.
Le pignon à came 12 engrène aveo un pignon denté droit 14, monté sur un axe longitudinal 15, lequel porte, son - . extrémité extérieure, un disque à rainure-came 27 et, à son extrémité inférieure, une roue conique 16. Dans le prolonge - ment se trouve une autre partie d'axe longitudinale 18 por - tant une roue conique 17, un disque à rainure-came 25 et un disque à came 26.
La commande des deux parties d'axe longitudinales 15 et 18 est fournie par une roue dentée conique 19 qui engrène avec les deux roues dentées coniques 16 et 17 des axes longi - tudinaux. La roue 19 est calée sur un axe transversal 20 qui porte, à son extrémité antérieure, un disque à came 33 et un disque à rainure-came 21 et, à son extrémité postérieure,
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un autre disque à rainure-came 23. Sur l'axe transversal 20 est encore calée une roue hélicoïdale 24 qui est en prise avec une vis sans fin 28 se trouvant .en-dessous et montée sur 1' arbre de commande principal 2.
Celui-ci est partagé par un accouplement 29 servant uniquement à la mise au point et pouvant être influence par le débrayeur 30 pourvu d'un le - vier de manoeuvre 31.
Lorsque 1'accouplement 29 est débrayé, la partie posté - rieure de l'arbre de commande principal, qui commande l'axe transversal 20 et, par suite, les axes longitudinaux 15 et 18, est séparé de la commande. La partie antérieure de 1' arbre de commande principal 2 continue alors à tourner seule et transmet son mouvement, vers le haut, à la poupée 35 pour la pièce à travailler, laquelle poupée est fixée sur la table du bâti de la maohine.
La transmission de commande est fournie par une roue dentée droite qui est calée sur l' arbre de commande principal 2 et engrène, par l'intermédiai- re de roues de transmission 33, avec une autre roue dentée 34 qui est montée dans l'enveloppe de la poupée 35 et y est fixée sur un axe creux 40 traversant la poupée, de manière à pouvoir tourner, dans le sens longitudinal (fig.2)
Cet axe oreux 40 constitue le mandrin de serrage ser - vant de support à la douille cylindrique à tronçonner 43, laquelle est maintenue par un serrage intérieur.
Le mandrin de serrage 40 en forme d'axe creux est pourvu, à son extré - mité antérieure, de mâchoires de serrage radiales qui sont éoartées par une tige de commande axiale 42 pourvue d'une tête conique et peuvent être poussées vers l'extérieur.
Les mâchoires de serrage peuvent être établies en forme de coulisseaux et être déplacées seulement par la tige de commande à oône 42 vis-à-vis du mandrin de serrage 40, ou bien le. mandrin creux peut, comme dans l'exemple d'exécution représenté, être pourvu à son extrémité antérieure de fentes
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longitudinales, de manière à former des languettes élastiques sur lesquelles sont fixées les mâchoires de serrage et qui peuvent être écartées sous l'action du cône.
La commande longitudinale de la tige à cône 42 part de l'extrémité postérieure de l'axe servant de mandrin creux 40, laquelle dépasse la poupée 35. Là est fixé, sur l'axe 40, une bague-manchon 44 qui porte deux leviers de serrage laté - raux articulés et pourvus de roulettes de tête, lesquels leviers pénètrent à l'intérieur, par leurs extrémités libres, à travers des fentes longitudinales de l'axe creux 40. Les extrémités libres des leviers sont établies en forme de becs de pression et agissent contre un collet de butée pouvant être mis au point dans le sens longitudinal et disposé sur la tige à cône 42.
Devant la bague-manchon 44 est posé sur l'axe creux 40 un curseur conique 41 mobile dans le sens longitudinal, dont la surface conique s'enfonce, comme coin d'écartement, entre les roulettes de tête des leviers de serrage. Les leviers oscillent, de ce fait, vers l'extérieur et agissent, par leurs becs intérieure, contre le collet de la tige à cône 42 , qu'ils attirent alors en arrière.
La tête en forme de cône pousse ainsi les mâchoires de serrage en dehors et immobilise la pièce sur le mandrin 40.
L'actionnement du curseur conique 41 et, par suite, du cône de serrage 40 est opéré mécaniquement et à mouvements con - nexes par le disque à rainure-came 27 monté sur l'arbre lon- gitudinal 15 se trouvant dans le bâti 1 de la machine.
Ce disque à rainure-came commande un levier à deux bras 69 qui est porté par un support fixe 70, oscille autour de l'axe 68 et s'engage par son bras supérieur dans la rai - nure du curseur conique 41. Lorsque le curseur conique est déplacé vers l'intérieur, il se produit, comme il a été dit, l'action de serrage des mâchoires se trouvant sur l'arbre creux 40 ; lorsque le curseur se porte en arrière, la traction
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exercée sur la tige à cône 42 cesse, et les mâchoires de ser rage retournent radialement vers l'intérieur, de sorte que la pièce est libérée.
Sur l'extrémité antérieure de l'axe creux 40 , sur laquelle se monte la pièce à tronçonner, et derrière les mâchoires de serrage de cet axe, est disposée une douille d'insertion en forme d'assiette 39, pouvant se déplacer longitudinalement et subissant une action d'avance - ment, laquelle douille possède, sur sa face antérieure, un ' renfoncement conique. Dans ce renfoncement conique de la douille d'insertion 39 s'introduit la douille à tronçonner, par l'une de ses extrémités, de manière à y être centrée, tandis qu'elle est saisie, près de son extrémité antérieure, par les mâchoires de serrage de l'axe creux 40 sur lequel est montée la douille à tronçonner 43 (fig.2).
L'avancement de la douille d*insertion en forme d'assiette 39 est produit par un curseur à. crémaillère 38 qui s'engage dans une rainure périphérique de la douille 39. Le curseur à crémaillère 38 lui-même est influencé, dans le sens d'un déplacement longi - tudinal, par un pignon denté 37 avec lequel il engrène (fig.1) et qui est monté sur un axe 36 traversant la poupée 35 trans - versalement et portant, à son extrémité antérieure, un volant à main et, à son extrémité postérieure, une poulie à corde 45 à laquelle est suspendu un contrepoids 46 au moyen d'un organe- support flexible.
Le contrepoids 46 influence donc toujours l'arbre 56 dans le sens d'une rotation en sens inverse du mou- vement des aiguilles d'une montre et opère, par l'intermédiai - re de la roue dentée 37 montée sur l'arbre 36, le mouvement d'avance du curserur à crémaillère 38 qui, à son tour, pousse en avant la douille d'insertion 39. La douille à tronçonner 43 est ainsi appuyée, par son bord antérieur libre, contre une butée 67 qui est serrée dans un chevalet 66, mais peut aussi 'être tournée vers le haut et abaissée lorsqu'on intro - duit une nouvelle douille 43 dans la machine. Pour cela, la
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douille d'insertion 39 doit être aussi, au préalable, poussée en arrière sur l'arbre creux 40 de la poupée c'est-à-dire ame- née à la position qu'elle occupe sur le dessin.
Ceci se fait en tournant l'arbre à volant 36 de la poupée 35 dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, de manière à ramener en arrière le curseur à crémaillère 38 attaquant la douille d'insertion 39 et à él ever le contrepoids 46 de l'arbre 36, de sorte que ce contrepoids se trouve de nouveau dans sa position supérieure.
Il peut être maintenu dans cette position jusqu'à la fixation d'une nouvelle douille à tronçonner., et ce au moyen d'une cheville d'arrêt 47 qu'on introduit dans un trou de blocage prévu dans le palier latéral 35' de la poupée 35 (fig.2). Si, après la fixation de la nouvelle douille à tronçonner 43, on tire la cheville d'arrêt 47 en arrière, l'axe 36 subit de nouveau l'influence du contrepoids 46, et le curseur à crémaillère 38 , avec la douille d'insertion 39, pousse la douille à tronçonner 43 contre la butée de mise au point 67 placée devant elle.
Sur la table de la machine sont disposés en face l'un de l'autre, sur des glissières, deux porte-outils 48 et 51 pou - vant être amenés latéralement contre la face longitudinale de la douille à tronçonner 43. Le porte-outil 48 reçoit des outils à tronçonner et est commandé, dans le sens d'un dépla - cément, par le disque à rainure-came 23 de l'arbre transversal 20. La liaison de commande est établie par une cheville 49 dirigée vers le bas et N'engageant dans la rainure-came du disque 23. Le porte-outil opposé 51 est mû longitudinalement par le second disque à rainure-came 21 également fixé sur l' arbre transversal 20 et, pour cela, une cheville 52 du porte- outil s'engage dans la rainure-came du disque 21.
Sur le porte-outil 51 se trouve un second porte-outils à mouvements croisés 56 destiné à recevoir des outils de tournage 57. Ce porte-outils supérieur 56 est toujours repoussé dane sa posi -
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tion initiale par un ressort 58, mais est poussé forcément en avant par un doigt de pression 55 (figs.1 et 2).
Le doigt de pression 55 se trouve sur un axe 54 disposé dans le chariot inférieur 51 et dont l'extrémité extérieure porte un levier à roulette 53 qui est guidé par un disque à came 22 monté sur l' arbre transversal 20 devant le disque à rainure-came 21 qui opère l'avancement longitudinal du porte-outils entier à mou - vements croisés 51 -56 Axialement devant la douille à tron - çonner 43 se trouve le troisième porte-outils qui est égale - ment établi comme chariot à mouvements croisés et est consti - tué par un ohariot inférieur 69 à déplacement longitudinal et un chariot transversal 60 se trouvant sur le premier, ce der - nier étant repoussé dans sa position de départ par un ressort 61.
Le chariot supérieur 60 porte la tête de serrage pour le troisième outil 62 qui constitue l'outil d'alésage pour le façonnage intérieur de la douille à tronçonner. Le mouvement devancement du chariot inférieur 59 et du chariot supérieur 60 se trouvant sur ce dernier est fourni par le disque à rainure-came 25 monté sur l'arbre longitudinal 18. Le mouve - ment latéral du chariot supérieur 60 est commandé spécialement par le disque à came 26 également disposé sur l'arbre longi - tudinal 18.
Avec le disque à came 26 coopère un levier oscil - lant 63 pourvu d'un galet, lequel levier est monté sur un arbre 64 disposé dans le chariot inférieur 59 et porte un doigt de pression 65 qui pénètre vers le haut dans le chariot supérieur 60 et détermine son déplacement contre l'action du ressort 61, lorsque le disque à came 26 déplace le levier os - cillant 63.
Le mode d'action des divers groupes d'outils est visible dans les diagrammes de mouvement joints aux porte-outils dans la fig.2. Par a est désigné le point de départ du mouvement de travail, et les traits pleins désignent l'avancement de travail et le rendement de travail, tandis que les lignes
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pointillées indiquent les trajets de retour sans travail des outils.
L'outil d'alésage 62 du chariot à mouvements croises 59-60 entre sans effet dans la douille creuse, d'après le diagramme I, dans une direction verticale, attaque alors la - téralement la paroi intérieure du cylindre, s'y enfonce et retourne en effectuant le travail d'alésage, pour être alors, après avoir quitté la pièce, ramené au point de départ a
En marne temps travaille, sous l'action de la rainure-came 21 et du disque à came 22, le porte-outils latéral à mauve - ments croisés 51-56 portant les outils de tournage extérieurs 5?. Les outils de tournage avancent d'après le diagramme II, à partir du point de départ, verticalement contre la face longitudinale de la pièce à tronçonner,
se déplacent en arriè- re d'une certaine quantité vers la poupée et effectuent, en cela, le travail de tournage extérieur sur une certaine lon - gueur, sont alors ramenés perpendiculairement en arrière et retournent horizontalement à leur point de départ a.
Lorsque le tournage extérieur par les outils 57 est ter - miné, le chariot 48 guidé par le disque à rainure-came 23 en - tre en action par ses outils à tronçonner 50 Le chariot se déplace, d'après le diagramme III, verticalement contre la surface longitudinale de la pièce et effectue le tronçonnage en anneaux de la partie antérieure de la douille 43, déjà façonnée intérieurement et extérieurement, et un outil latéral 50' disposé devant les outils de tronçonnage 50 opère encore le dressage de la face frontale. Ceci est particulièrement visible dans les schémas de travail représentés aux figs.4-6 et montrant les diverses phases du travail de tronçonnage.
Les flèches dessinées indiquent le sens du travail et du mou - vement des outils.
La fig.4 montre le mouvement d'introduction et de péné - tration latérale de l'outil d'alésage intérieur 62 et fait voir que les outils de tournage extérieurs 57 se sont déjà avancés pour l'attaque de la pièce.
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La fig.5 montre le mouvement de retour de l'outil d'alé - sage 62 qui, après avoir quitté la douille 43, retourne à sa position initiale. Les outils de tournage extérieurs 57 ont également déjà terminé leur avancement longitudinal sur la surface extérieure de la pièce, ont tourné la quantité requi- se et se disposent à retourner en arrière, tandis que les ou - tils de tronçonnage 50 commencent déjà, de l'autre oôté, leur avancement vers la pièce.
La fig.6 montre l'approche et la pénétration des outils de tronçonnage 50 vis-à-vis de la pièce, de sorte que l'opé - ration donne finalement les trois anneaux finis 43' d'après la fig.7.
Si l'on veut biseauter d'une manière prononcée les arê - tes intérieures des anneaux produits, on peut y arriver d'une façon simple si, au lieu que l'outil de tournage intérieur 62, après avoir son déplacement latéral et sa pénétration dans l' alésage de la pièce, sorte de celui-ci en ligne droite à partir de cette position, on lui donne une position un peu reculée et qu'on lui fasse commencer son mouvement de sortie et d'alésage à partir de cette position. Il reste ainsi, dans l'extrémité d'anneau alésée, des rainures triangulaires aux endroits de tronçonnage, rainures dont les flancs latéraux inférieurs subsistent, après le tronçonnage des outils, sous forme de biseaux.
Il est avantageux de travailler simultanément avec un groupe d'outils, oomme on l'a supposé dans l'exemple d'exécu- tion, de manière à confectionner plusieurs anneaux à la fois.
Il est évident qu'on peut réaliser aussi la fabrication méca- nique d'anneaux dans le sens de l'invention et avec la même machine en ne faisant travailler chaque porte-outil qu'avec un outil simple, de manière à ne produire qu'un anneau à cha- que course de travail de la machine. Le rendement est alors certes inférieur, mais la fabrication est encore, dans ce cas,
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moins coûteuse et plus rationnelle que dans la fabrication usuelle d'anneaux à la main, mentionnée dans l'introduction.
Le mode d'action de la machine est, d'après ce qui a été dit concernant l'exemple d'exécution, le suivant : Après avoir relevé la butée de mise au point 67 et après avoir reculé la douille d'insertion 39 à l'aide de l'arbre à volant 36 et l' avoir bloquée momentanément au moyen de la cheville d'arrêt 47, on engage une douille brute 43 par-dessus l'extrémité de serrage de l'arbre creux 42 de la poupée 35, de manière qu'elle soit logée, par son extrémité postérieure, dans l'évidement conique de la douille d'insertion 39.
On rabat ensuite la butée de mise au point 67 , de manière qu'elle vienne se placer au-dessus de l'extrémité antérieure de la douille brute. On dégage alors la cheville d'arrêt 47, de sorte que l'arbre à volant 36 devient libre et subit l' action du contrepoids 46 qui l'influence dans le sens de la rotation. Le curseur à crémaillère 38 est également influencé ainsi dans le sens de l'avancement et pousse la douille d'in - sertion 39 en avant sur l'arbre de serrage creux 40.
Lorsqu' on embraye la machine par l'actionnement du levier d'embrayage 7, qui agit sur l'accouplement de commande 3-4, commence dé - j à l'action de serrage et de centrage de l'arbre creux de ser - rage 40 , lequel saisit intérieurement la douille à tronçonner 43, effectue son centrage et son serrage. L'embrayage de la commande opère, en outre, le mouvement de rotation de l'arbre creux de serrage 40 et, par suite, de la pièce 43, ainsi que le mouvement de l'arbre 20 porteur de disques à rainure-came en même temps que celui des arbres longitudinaux 15 et 18 com- mandés par l'arbre 20. Les disques à rainure-came montés sur les arbres entrent maintenant en action et commandent le mou - vement des trois porte-outils, dans une mesure correspondante, mécaniquement et automatiquement.
Le porte-outil à mouvements croisés 59 -60, avec l'outil de tournage intérieur 62, se porte
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en avant, se déplace latéralement, s'enfonce dans la pièce et retourne en arrière.
En même temps, le porte-outils à mouvements croisés 51 -56 avance également vers la pièce, s'enfonce et se déplace d'une certaine quantité vers la poupée pour le tournage extérieur, pour être alors rappelé et être ramené à la position initiale.
Le second porte-outils latéral 48 s'avance ensuite, avec les outils de tronçonnage 50, vers l'autre face de la pièce et effectue le tronçonnage, par lequel les trois anneaux finis deviennent alors libres et disparaissent par une voie d'éva - cuation. Le raccourcissement de la douille 43 provenant du tronçonnage est immédiatement compensé par l'arbre à volant 36 influencé dane le sens de la rotation par le contrepoids 46 , et ce par l'intermédiaire du curseur à crémaillère 38 , car, au même instant, l'arbre creux de serrage 40 est ouvert par le disque à rainure-came 27 par l'intermédiaire du cur - seur conique 41. La douille à tronçonner devient ainsi libre pour un court espaoe de temps et peut être avancée par la douille d'insertion jusqu'à la butée de mise au point 67.
Le disque à rainure-came 27 commande alors, au moyen du curseur conique 41, l'action de serrage de l'arbre creux 40 , de sorte que la pièce, qui a avancé dans la direction longitudinale, est de nouveau fixée et entraînée dans la rotation. Le mouve - ment de travail des trois porte-outils recommence maintenant de la manière déorite et conduit à la confection de trois au - tres anneaux, ensuite de quoi a lieu, de nouveau, l'avancement longitudinal de la douille à tronçonner 43 de la manière indi - quée. Le jeu se poursuit jusqu'à ce que la douille 43 ait été tronçonnée sur toute sa longueur et que la douille d'insertion 39 arrive à portée d'action des outils agissant latéralement.
A ce moment entre en aotion la came de déclenchement 13 du pignon 12 et agit sur les leviers 11, lesquels sortent du cran 9 du disque d'arrêt 8, de sorte que le ressort 10 agissant
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sur le disque d'arrêt entre en action et que se produisent, par suite de la rotation de oommande latérale de l'axe d'em- brayage 6, le débrayage de l'accouplement 4 et, par suite l' arrêt de la machine.
Par la rotation de l'arbre à volant 36, le curseur à cré - maillère 38 est ensuite rappelé et, avec lui, la douille d'in - sertion 39 ; contrepoids 46 , qui opère l'avancement de la pièce dans la direction longitudinale, est élevé, et la cheville d'arrêt 47 est mise en action pour le blocage momen @ tané de l'arbre. Peu de temps avant le débrayage automatique de la machine, le mandrin creux 40 s'est aussi, sous l'action du disque à rainure-came 27, de nouveau ouvert et a libéré le reste de la douille à tronçonner, lequel est déjà. tombé lui - même ou qu'on enlève à la main.
Ensuite, on introduit une nouvelle douille brute dans la maohine, après qu'on a, au préalable, relevé momentanément la butée de mise au point 67, et le travail recommence comme il a été décrit.
REVENDICATIONS.
1. Machine pour la fabrication de pièces annulaires tirées d'un cylindre de métal, caractérisée en ce que la ma - chine possède une poupée (35) qui fait tourner la douille brute (43 ) et la fait avancer automatiquement dans le sens longitudinal, après chaque opération, d'une quantité corres - pondant à la longueur de la section de pièce traitée, ainsi que trois porte-outils commandés mécaniquement, dont l'un est disposé dans la direction de l'axe de la pièce et effec - tue son façonnage intérieur, tandis que les deux autres porte- outils sont disposés latéralement en face l'un de l'autre et agissent contre la surface extérieure de la douille à tron - çonner en vue de son façonnage et de sa transformation en anneaux.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Machine for the automatic manufacture of annular parts in continuous work.
The object of the present invention is a machine on which annular parts, for example piston rings, are made in a metal cylinder, in continuous work.
Such annular bodies have heretofore been manufactured one by one and in a cylindrical sleeve using various manually operated machine tools. The work consisted, first, in a preparation and preliminary work of the metal sleeve, which was to be erected on its rear end face and in the internal bore from which, on this side, threads were then cut. The bushing was then screwed onto a one-turn cantilever mandrel for further shaping, and as a result, the bushing bore was rotated and the outer surface of the bushing was rolled. to the proper extent. In
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Another operation was to cut the various segments in the cylinder shaped internally and externally.
This working method was long and tedious, increased production costs and slowed down production.
The machine according to the present invention overcomes these drawbacks and allows the automatic manufacture of annular parts in continuous work. The worker simply has to insert the raw cylinder into the machine and perform the clutch, and the machine mechanically and automatically transforms the cylinder into finished rings. There is no replacement of the workpiece or any exchange of tools, and the worker is able to easily service several machines, because all he has to do is insert the raw sockets.
The semi-automatic machine produces approximately 300 completely finished and perfectly identical rings per hour. This extraordinary yield is favored by the fact that the machine produces simultaneously, in a simple manner, several rings (advantageously 3 rings).
The invention essentially consists in the fact that the machine has, in addition to the headstock which influences the raw bushing in the direction of rotation and automatically advances it, in the longitudinal direction of the length of the workpiece, three doors -mechanically controlled tools, one of which is arranged in the axial direction and operates the interior way - swimming of the part, while the other two are arranged laterally 'one in front of the other and act externally on the surface cylindrical outer material sleeve.
The accompanying drawing shows an example of the construction of the new ring part making machine.
Fig.1 is a side and front view.
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Fig.2 is a plan view with horizontal section of the doll.
La, fig.3 is a horizontal section showing the arrangement and mounting of the operating mechanism.
Figs. 4-6 show the working diagram according to which the production of the rings is carried out, an example of which is shown in side view and in longitudinal section in fig. 7
The machine includes the frame 1 at the rear of which is mounted the main control shaft 2 providing, through the intermediary of the belt pulley 3, all the control movement of the machine. The belt pulley 3 is mounted loose on the main shaft 2 and can, by means of a coupling 4, be engaged for rotation of the shaft. This coupling 4 is influenced by an actuating arm 5 fixed to a horizontal clutch pin 6 which carries, at its front end, an operating lever 7.
This pin is also provided with a stop disc 8 having a notch-shaped recess 9 and undergoing the action of a tension spring 10 which tends to rotate the clutch pin 6 to the left and at. thus disengage the coupling 4 from the control pulley 3. This tendency to rotate the clutch shaft 6 is intercepted by two stop levers 11 arranged one behind the other, which engage by their stepped front ends, in fo-rxne of beaks, in the notch-shaped recess 9 of the stop disc 8.
The two stop levers are, by their rear end, in the path of a rotating release cam 13 which is carried, so as to be movable, by a pinion 12 mounted in the hollow frame of the machine ( freezes. 1 and 3).
'When the triggering cam 13 of the pinion 12 acts first, in its rotation, against the front stop lever 11, the latter is released from the notch 9 of the disc, and the stop disc @
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8 can, helping to pull the spring 10, execute a small left partial rotation, until it is hooked and retained by the beo of the second lever 11 located behind the first.
Then, the trigger cam 13 also presses on the end of the second stop lever and lifts it, with its beak, out of the notch 9. The stop disc 8 thus becomes free, executes a rotate to the left and disengage, by moving the coupling 4 aside, the main control 3-2.
As a result, the wheel 12 and its trigger cam 13 are also stopped, and this cam keeps the rear stop lever raised by its beak, while the beak of the front stop lever rests freely on the periphery of the rotating stop disc.
In a subsequent clockwise rotation of the clutch shaft 6 until the machine is again engaged, the aooou - ple 3-4 closes, the stop disc 3 returns to its position with its oran, and the beo of the anterior stop lever, which rested on the periphery of the dispque. Do not engage again in notch 9 and block the coupling.
The cam pinion 12 meshes with a straight toothed pinion 14, mounted on a longitudinal axis 15, which carries its -. outer end, a cam groove disc 27 and, at its lower end, a bevel wheel 16. In the extension there is another longitudinal axle part 18 carrying a bevel wheel 17, a groove disc. cam 25 and a cam disc 26.
The control of the two longitudinal axis parts 15 and 18 is provided by a bevel gear 19 which meshes with the two bevel gear wheels 16 and 17 of the longitudinal axes. The wheel 19 is wedged on a transverse axle 20 which carries, at its front end, a cam disc 33 and a groove-cam disc 21 and, at its rear end,
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another cam-groove disc 23. On the transverse axle 20 is still wedged a helical wheel 24 which engages with a worm 28 lying below and mounted on the main drive shaft 2.
This is shared by a coupling 29 serving only for focusing and being able to be influenced by the clutch 30 provided with an operating lever 31.
When the coupling 29 is disengaged, the rear part of the main drive shaft, which controls the transverse axis 20 and hence the longitudinal axes 15 and 18, is separated from the drive. The front part of the main drive shaft 2 then continues to rotate on its own and transmits its movement, upward, to the headstock 35 for the workpiece, which headstock is fixed on the table of the frame of the maohine.
The drive transmission is provided by a straight toothed wheel which is wedged on the main drive shaft 2 and meshes, through transmission wheels 33, with another toothed wheel 34 which is mounted in the casing. of the doll 35 and is fixed there on a hollow shaft 40 passing through the doll, so as to be able to turn, in the longitudinal direction (fig. 2)
This oreux axis 40 constitutes the clamping mandrel serving as a support for the cylindrical bush to be cut off 43, which is held by an internal clamping.
The hollow shaft-shaped clamping mandrel 40 is provided at its anterior end with radial clamping jaws which are moved apart by an axial control rod 42 with a conical head and can be pushed outwards. .
The clamping jaws can be established in the form of slides and be moved only by the oone control rod 42 vis-à-vis the clamping mandrel 40, or else the. hollow mandrel can, as in the exemplary embodiment shown, be provided at its front end with slots
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longitudinal, so as to form elastic tongues on which the clamping jaws are fixed and which can be moved apart under the action of the cone.
The longitudinal control of the cone rod 42 starts from the rear end of the shaft serving as a hollow mandrel 40, which exceeds the headstock 35. There is fixed, on the shaft 40, a sleeve-ring 44 which carries two levers. side clamps articulated and provided with head rollers, which levers penetrate inside, by their free ends, through longitudinal slots of the hollow shaft 40. The free ends of the levers are established in the form of jaws of pressure and act against a stop collar which can be adjusted in the longitudinal direction and disposed on the cone rod 42.
In front of the sleeve-ring 44 is placed on the hollow shaft 40 a conical slider 41 movable in the longitudinal direction, the conical surface of which is inserted, as a spacer wedge, between the head rollers of the clamping levers. The levers oscillate, therefore, outward and act, by their inner jaws, against the collar of the cone rod 42, which they then attract back.
The cone-shaped head thus pushes the clamping jaws out and immobilizes the part on the chuck 40.
The actuation of the conical slider 41 and, consequently, of the clamping cone 40 is effected mechanically and in parallel movements by the groove-cam disc 27 mounted on the longitudinal shaft 15 located in the frame 1 of the machine.
This groove-cam disc controls a lever with two arms 69 which is carried by a fixed support 70, oscillates around the axis 68 and engages by its upper arm in the groove of the conical slider 41. When the slider conical is moved inwards, it occurs, as has been said, the clamping action of the jaws on the hollow shaft 40; when the slider goes backwards, the traction
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exerted on the cone rod 42 ceases, and the clamping jaws return radially inward, so that the workpiece is released.
On the anterior end of the hollow shaft 40, on which the part to be cut is mounted, and behind the clamping jaws of this axis, is arranged an insertion sleeve in the form of a plate 39, able to move longitudinally and undergoing an advancing action, which bush has, on its front face, a conical recess. In this conical recess of the insertion sleeve 39 is introduced the cutting sleeve, by one of its ends, so as to be centered therein, while it is gripped, near its anterior end, by the jaws for tightening the hollow shaft 40 on which the cutting sleeve 43 is mounted (fig.2).
Advancement of the plate-shaped insert bush 39 is produced by a slider. rack 38 which engages in a peripheral groove of the sleeve 39. The rack slide 38 itself is influenced, in the direction of longitudinal displacement, by a toothed pinion 37 with which it meshes (fig.1 ) and which is mounted on an axle 36 passing transversely through the doll 35 and carrying, at its anterior end, a handwheel and, at its posterior end, a rope pulley 45 from which is suspended a counterweight 46 by means of 'a flexible support organ.
The counterweight 46 therefore always influences the shaft 56 in the direction of an anti-clockwise rotation and operates, through the intermediary of the toothed wheel 37 mounted on the shaft 36. , the advance movement of the rack cursor 38 which, in turn, pushes the insertion sleeve 39 forward. The cutting sleeve 43 is thus pressed, by its free leading edge, against a stop 67 which is clamped in easel 66, but can also be turned up and down when inserting a new bush 43 into the machine. For this, the
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Insertion bush 39 must also be pushed back beforehand on the hollow shaft 40 of the headstock, that is to say brought to the position it occupies in the drawing.
This is done by turning the flywheel shaft 36 of the headstock 35 in a clockwise direction, so as to bring back the rack slider 38 attacking the insert bush 39 and to lift the counterweight 46 of shaft 36, so that this counterweight is again in its upper position.
It can be maintained in this position until the fixing of a new cutting sleeve., And this by means of a stop pin 47 which is introduced into a locking hole provided in the side bearing 35 'of doll 35 (fig. 2). If, after fixing the new cut-off sleeve 43, the stop pin 47 is pulled back, the pin 36 is again influenced by the counterweight 46, and the rack slide 38, with the sleeve of insertion 39, pushes the cutting sleeve 43 against the focusing stop 67 placed in front of it.
On the machine table are arranged opposite each other, on slides, two tool holders 48 and 51 which can be brought laterally against the longitudinal face of the cutting sleeve 43. The tool holder 48 receives cutting tools and is controlled, in the direction of movement, by the cam-groove disc 23 of the transverse shaft 20. The control connection is established by a pin 49 directed downwards and Not engaging in the cam groove of the disc 23. The opposing tool holder 51 is moved longitudinally by the second cam groove disc 21 also fixed on the transverse shaft 20 and, for this, a pin 52 of the tool holder. engages in the cam groove of the disc 21.
On the tool holder 51 is a second tool holder with crossed movements 56 intended to receive turning tools 57. This upper tool holder 56 is always pushed back into its position -
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tion by a spring 58, but is forced forward by a pressure finger 55 (figs.1 and 2).
The pressure finger 55 is located on an axis 54 arranged in the lower carriage 51 and the outer end of which carries a roller lever 53 which is guided by a cam disc 22 mounted on the transverse shaft 20 in front of the grooved disc. -cam 21 which operates the longitudinal advancement of the entire tool-holder with crossed movements 51 -56 Axially in front of the cutting-off sleeve 43 is the third tool holder which is also established as a cross-movement carriage and is constituted by a lower carriage 69 with longitudinal displacement and a transverse carriage 60 located on the first, the latter being pushed back into its starting position by a spring 61.
The upper carriage 60 carries the clamping head for the third tool 62 which constitutes the boring tool for the interior shaping of the cut-off sleeve. The forward movement of the lower carriage 59 and of the upper carriage 60 on the latter is provided by the cam groove disc 25 mounted on the longitudinal shaft 18. The lateral movement of the upper carriage 60 is specially controlled by the disc. cam 26 also disposed on the longitudinal shaft 18.
With the cam disc 26 cooperates an oscillating lever 63 provided with a roller, which lever is mounted on a shaft 64 arranged in the lower carriage 59 and carries a pressure finger 65 which penetrates upwards into the upper carriage 60. and determines its displacement against the action of the spring 61, when the cam disc 26 moves the oscillating lever 63.
The mode of action of the various tool groups can be seen in the movement diagrams attached to the tool holders in fig. 2. By a is designated the starting point of the work movement, and the solid lines denote the work progress and the work output, while the lines
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dotted lines indicate work-free return paths of the tools.
The boring tool 62 of the cross slide 59-60 goes into the hollow sleeve without effect, according to diagram I, in a vertical direction, then laterally attacks the inner wall of the cylinder, sinks into it. and returns by performing the reaming work, to be then, after leaving the part, brought back to the starting point a
While working, under the action of the groove-cam 21 and the cam disc 22, the lateral cross-shaped tool holder 51-56 carrying the external turning tools 5 ?. The turning tools advance according to diagram II, from the starting point, vertically against the longitudinal face of the part to be cut,
move backwards by a certain amount towards the headstock and carry out, in this, the external turning work for a certain length, are then brought back perpendicularly and return horizontally to their starting point a.
When the external turning by the tools 57 is finished, the carriage 48 guided by the cam-groove disc 23 comes into action by its cutting tools 50 The carriage moves, according to diagram III, vertically against the longitudinal surface of the part and performs the ring-cutting of the front part of the sleeve 43, already shaped internally and externally, and a lateral tool 50 'placed in front of the cutting tools 50 still operates the dressing of the front face. This is particularly visible in the work diagrams shown in figs. 4-6 and showing the various phases of the cutting work.
The arrows drawn indicate the direction of work and the movement of the tools.
Fig. 4 shows the movement of insertion and lateral penetration of the inner reaming tool 62 and shows that the outer turning tools 57 have already advanced for the attack of the workpiece.
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Fig. 5 shows the return movement of the boring tool 62 which, after leaving the bush 43, returns to its initial position. The outer turning tools 57 have also already completed their longitudinal feed on the outer surface of the workpiece, have turned the required quantity and are about to turn back, while the cut-off tools 50 are already starting, from l on the other hand, their advancement towards the room.
Fig. 6 shows the approach and penetration of the cutting tools 50 towards the workpiece, so that the operation finally gives the three finished rings 43 'according to fig. 7.
If one wants to bevel in a pronounced way the internal edges of the produced rings, this can be achieved in a simple way if, instead of the internal turning tool 62, after having its lateral displacement and its penetration in the bore of the workpiece, sort of it in a straight line from this position, it is given a somewhat backward position and made to start its exit and bore movement from that position . There thus remain, in the end of the bored ring, triangular grooves at the cutting points, grooves of which the lower lateral sides remain, after the cutting of the tools, in the form of bevels.
It is advantageous to work simultaneously with a group of tools, as assumed in the example execution, so as to make several rings at the same time.
It is obvious that it is also possible to carry out the mechanical manufacture of rings in the sense of the invention and with the same machine by only making each tool holder work with a simple tool, so as to produce only 'a ring for each working stroke of the machine. The yield is then certainly lower, but the manufacture is still, in this case,
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less expensive and more rational than in the usual manufacture of rings by hand, mentioned in the introduction.
The mode of action of the machine is, according to what has been said concerning the example of execution, as follows: After raising the focusing stop 67 and after having retracted the insertion sleeve 39 to using the flywheel shaft 36 and having it blocked momentarily by means of the stop pin 47, a blank sleeve 43 is engaged over the clamping end of the hollow shaft 42 of the tailstock 35 , so that it is housed, by its rear end, in the conical recess of the insertion sleeve 39.
The focusing stop 67 is then folded down, so that it comes to be placed above the anterior end of the blank socket. The stop pin 47 is then released, so that the flywheel shaft 36 becomes free and is subjected to the action of the counterweight 46 which influences it in the direction of rotation. The rack slide 38 is also influenced in the direction of travel in this way and pushes the insert sleeve 39 forward onto the hollow clamping shaft 40.
When the machine is engaged by actuating the clutch lever 7, which acts on the control coupling 3-4, the action of clamping and centering the hollow shaft of clamping begins. rage 40, which internally grasps the cutting sleeve 43, performs its centering and tightening. The clutch of the control operates, moreover, the rotational movement of the hollow clamping shaft 40 and, consequently, of the part 43, as well as the movement of the shaft 20 carrying cam-groove discs. same time as that of longitudinal shafts 15 and 18 controlled by shaft 20. The cam-groove discs mounted on the shafts now come into action and control the movement of the three tool holders, to a corresponding extent, mechanically and automatically.
The cross-motion tool holder 59 -60, with the inner turning tool 62, is carried
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forward, move sideways, sink into the room, and return back.
At the same time, the cross-motion tool holder 51 -56 also advances towards the workpiece, sinks and moves a certain amount towards the headstock for external turning, to be then recalled and returned to the initial position. .
The second lateral tool holder 48 then advances, with the cutting tools 50, towards the other face of the workpiece and carries out the cutting, by which the three finished rings then become free and disappear through an evacuation path. cuation. The shortening of the sleeve 43 resulting from the cutting off is immediately compensated by the flywheel shaft 36 influenced in the direction of rotation by the counterweight 46, and this by means of the rack slider 38, because, at the same instant, the The hollow clamping shaft 40 is opened by the cam-groove disc 27 via the conical slider 41. The cutting sleeve thus becomes free for a short time and can be advanced by the insertion sleeve. up to the focusing stop 67.
The cam-groove disc 27 then controls, by means of the conical slider 41, the clamping action of the hollow shaft 40, so that the workpiece, which has advanced in the longitudinal direction, is again fixed and drawn in. the rotation. The working movement of the three tool holders now begins again in the deorite manner and leads to the making of three more rings, after which again the longitudinal advancement of the cutting sleeve 43 of the as indicated. The play continues until the sleeve 43 has been cut off along its entire length and the insertion sleeve 39 comes within range of action of the tools acting laterally.
At this moment, the triggering cam 13 of the pinion 12 comes into motion and acts on the levers 11, which come out of the notch 9 of the stop disc 8, so that the spring 10 acting
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on the stop disc comes into action and that, as a result of the lateral rotation of the clutch shaft 6, the clutch disengages the coupling 4 and, consequently, the machine stops. .
By the rotation of the flywheel shaft 36, the slider 38 is then recalled and, with it, the insertion sleeve 39; counterweight 46, which operates the advance of the workpiece in the longitudinal direction, is raised, and the stop pin 47 is put into action for the momentary blocking of the shaft. Shortly before the machine was automatically disengaged, the hollow mandrel 40 also opened again, under the action of the cam-groove disc 27, and released the rest of the cut-off sleeve, which is already there. fallen by itself or removed by hand.
Then, a new raw bush is introduced into the maohine, after having previously temporarily raised the focusing stop 67, and the work begins again as described.
CLAIMS.
1. Machine for the manufacture of annular parts drawn from a metal cylinder, characterized in that the machine has a headstock (35) which turns the blank sleeve (43) and automatically advances it in the longitudinal direction, after each operation, an amount corresponding to the length of the workpiece section being processed, as well as three mechanically controlled tool holders, one of which is arranged in the direction of the workpiece axis and performs its internal shaping, while the other two tool holders are disposed laterally opposite one another and act against the outer surface of the cutting sleeve for its shaping and its transformation into rings.
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