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Machine à Former des Hélices Intercalaires destinées à des Raccords à Vis.
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La présente invention est relative à une méthode et des moyens servant confectionner des hélices intercalaires en fil métallique du genre qui a été fréquemment suggéré pour emploi dans les raccords à vis d'un élément mâle et d'un élé- ment femelle, dans lesquels le fil de l'hélice est en prise avec les filetages externe et interne des éléments respectifs.
L'invention a trait plus particulièrement à des hélices inter- calaires utilisant un fil dont la section transversale est autre que circulaire, comme on l'a décrit par exemple dans le brevet belge No. 432.428.
Alors qu'ordinairement les ressorts à boudin ne demandent en général qu'un certain degré d'homogénéité et de précision des dimensions du fil métallique dont l'enroulement est fait, ainsi qu'un certain degré de précision pour ce qui est des di- mensions extérieures et intérieures de l'enroulement terminé, les hélices Intercalaires du genre envisagé ici doivent avoir, en plus des caractéristiques d'un ressort à boudin, un degré exceptionnel de précision en ce qui concerne la section trans- versale et le pas appropriés du fil métallique de l'article fini. L'invention a donc pour objet de prévoir une méthode et des moyens par lesquels on puisse confectionner une hélice en fil métallique de manière à satisfaire ,les exigences demandées pour l'intercalation dans un raccord à vis.
La méthode con- forme A l'invention comprend les diverses phases d'opération depuis la matière du fil jusqu'à l'hélice terminée, et les moyens de mise en oeuvre conformes l'invention consistent en une machine pour la production d'hélices intercalaires de dimensions exactes et comportant une queue susceptible d'être saisie par un outil quand l'hélice doit être engagée dans un élément femelle fileté.
Le fil utilisé pour la confection d'une hélice inter- calaire devra être dur, mais pourtant ductile et d'une bonne élasticité La matière employée devra être antirouille et /
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devra avoir des qualités de faible coefficient de friction par rapport aux matières des éléments du raccord auquel l'hélice intercalaire est destinée. Dans certains cas, le fil devra résister aussi à l'attaque des produits de la com- bustion des moteurs gaz. Des matières telles que le bronze durci et l'acier inoxydable se sont montrées particulièrement adaptées pour cet emploi.
La section transversale du fil de l'hélice intercalaire pourra être ronde ou carrée, ou encore pourra revêtir une forme portions latérales convergentes, comme, par exemple, une section transversale en losange ou piriforme, dont description donnée dans le brevet No. 432.428 mentionné plus haut, le choix de cette section dépendant des sections transversales des filetages des éléments femelles et mâles en relation avec lesquels l'hélice intercalaire est appeléeêtre employée. Dans l'hélice terminée, le fil de- vra être lisse et s'adapter étroitement aux rainures de file- tage des éléments mâle et femelle, et, en particulier, dans le cas des sections de fil ayant une des dernières formes men- tionnées qui ont une ligne de symétrie, cette ligne de symé- trie de n'importe quelle section transversale devra coincider avec un rayon de l'hélice.
En d'autres termes, aucun voile- ment ou faussage de la section du fil ne devra se présenter par rapport R' l'axe du fil. En général, le diamètre extérieur de l'hélice intercalaire devra être plus grand que celui du trou taraudé afin d'assurer une tension de ressort suffisante, mais ne devra pas être si grand qu'il rende l'introduction de l'hélice difficile, voire même Impossible. La moitié anté- rieure au moins de la première spire devra être sous-dimensionnée afin de faciliter cette introduction, et il est recommandé de pratiquer une encoche tout près de la base de la queue afin de pouvoir détacher cette dernière en la brisant en cet endroit une fois l'intercalation de l'hélice terminée.
En formant l'hélice à partir de fil métallique de
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section transversale quelconque, le fil initial plus ou moins rectiligne est courbé en spirale. Les efforts de courbage auxquels il est soumis au cours de cette opération modifient la section transversale initiale du fil si on forme la spirale de la manière usuelle, ce qui a pour effet qu'une section ini- tialement ronde ne sera plus circulaire dans l'hélice terminée, et qu'une section initialement carrée ne sera plus d'équerre par suite de la compression des portions intérieures et de la tension des portions extérieures.
En outre, il y a lien de tenir compte du fait que le fil est généralement livré sous la forme usuelle, c'est-à-dire enroulé sur des tambours ou des bobines d'un diamètre assez réduit, de sorte que ce fil est courbé dès le début et par suite comporte initialement ce qu'on appelle généralement dans la partie un "tors", ce qui signifie que les particules du fil qui devraient être disposées, en quelque sorte, en lignes droites parallèlement l'axe du fil, forment en réalité des hélices d'un pas élevé. Dans un fil rond, ce tors est sans conséquence.
Par contre, dans les fils de sections différentes, en particulier dans le cas des fils en losange ou piriformes, un tors de ce genre entraînerait une inclinaison des spires de l'hélice intercalaire finale et, par suite, rendrait le fil impropre à l'emploi envisagé.
La méthode et les moyens qui font l'objet de l'invention ser- vent produire des hélices intercalaires qui répondent aux conditions énumérées et remédient aux inconvénients inhérents à la manière usuelle d'enrouler un fil métallique en spirale.
Etant donné que les hélices intercalaires des derniers types de sections mentionnés sont parmi les plus dificles à produire, la méthode et les moyens conformes Itinvention seront décrits principalement au sujet d'un fil piriforme dont la section transversale peut se définir approximativement comme ayant la forme d'un triangle A sommet arrondi ou tronqué et dont la base coincide avec la corde d'un segment de cercle.
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Toutefois, il faut comprendre que cette méthode, avec ou sans variations ou modifications, peut tout aussi bien s'appliquer du fil de sections différentes, comme, par exemple, du fil carré ou en losange, ou même du fil de section asymétrique, et que la portée de l'invention ne sera limitée que par les revendications en appendice.
D'autres objets et détails de l'invention seront mis en évidence par la description donnée ci-après et par le dessin en annexe qui en illustre des formes d'application à titre d'exemple.
Dans le dessin:
Figs. 1 et 2 sont respectivement une élévation de c8té et une vue de face en plan d'une hélice intercalaire du type envisagé par l'invention.
Fig. 3 est une élévation de face d'une portion de la machine utilisée pour confectionner des hélices intercalaires conformes l'invention, cette portion comprenant un guide-fil, un tranchant ou coupoir, et le dispositif former les spirales.
Fig. 4 est une élévation de face partiellement en coupe d'une autre portion de la même machine, comprenant un dispositif redresser les fils et un mécanisme d'alimentation.
Fig. 5 est une coupe longitudinale du dispositif à former les spirales suivant la ligne 5-5 de la Fig. 3.
Fig. 6 est une coupe prise suivant la ligne 6-6 de la
Fig. 5 et représentant la partie arrière du dispositif à former les spirales.
Figs. 7 et 8 sont respectivement une élévation de coté et une élévation de face de la partie antérieure du mandrin du dispositif à former les spirales.
Fig. 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la Fig. 3 et illustrant le dispositif de tranchage ou coupoir.
Fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig 3 et illustrant le guide-fil.
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Fig. 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la Fig. 4 représentant le mécanisme d'alimentation, et Fig. lla est une élévation de côté de ce dernier.
Figs. 12 et 13 sont respectivement une élévation de côté et une vue en plan par en dessus d'une machine automatique incorporant les mêmes principes que la machine à commande ma- nuelle illustrée par les Figs. 3 à 11, et
Fig. 14 est un schéma de cames correspondant la ma- chine des Figs. 12 et 13.
Indépendamment de la section transversale du fil de l'hélice intercalaire à produire, c'est-à-dire qu'elle soit de la section représentée par les Figs. 1 et 2, ou qu'elle soit d'une autre section, par exemple en forme de losange, qut on désire obtenir, il est recommandable de partir d'un fil à section circulaire. Si la matière utilisée est un acier inoxydable contenant, par exemple, 18% de chrome et 8% de nickel, le fil pourra être d'abord recuit, décapé, puis nettoyé et recouvert d'une couche d'oxyde; la phase de nettoyage devant aussi avoir lieu dans le cas où la matière est un bronze approprié.
On réduit ensuite le diamètre du fil nettoyé en l'étirant par passage dans une matrice qui sera de préférence en l'une des matières base de carbure, comme, par exemple, une matrice confectionnée en la matière mise sur le marché sous le nom commercial de carboloy Ce formage froid a en même temps pour effet de rendre la surface du fil lisse et d'augmenter la résistance la traction, à savoir, par exemple, de 90.000 livres par pouce carré pour le fil recuit à 150. 000 livres par pouce carré pour le fil de diamètre réduit. Toute paille présente dans le fil initial sera aussi repérée au cours de cette phase opératoire. La grosseur requise laquelle le fil doit être réduit pourra se déter- miner expérimentalement. Le fil est ensuite revêtu d'une autre couche d'oxyde par chauffage.
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Le fil rond en acier inoxydable ainsi préparé, ou si la matière utilisée est du bronze, le fil nettoyé et réduit 3 la grosseur voulue et ayant les qualités désirées est alors formé par étirage en le faisant passer entre des rouleaux ou cylindres cannelés susceptibles d'être réglés de telle façon qu'on peut contrôler l'épaisseur du fil. Dans le but de me- surer l'épaisseur d'un fil de section autre que circulaire ou carrée, on pourra se servir d'un micromètre ayant une butée inférieure et une butée supérieure, chacune d'elles étant cannelée pour correspondre la forme désirée du fil.
Pour les raisons qui ont été indiquées plus haut, la forme sous laquelle on étire le fil par la dernière opération d'étirage mentionnée devra être légèrement différente de celle qu'on désire obtenir dans l'hélice intercalaire finale afin de tenir compte des changements ultérieurs qui surviennent au cours de la formation en spirale. Cette différence peut être déterminée expérimentalement. Si l'on désire obtenir dans l'hélice intercalaire une forme de fil comme celle repré- sentée sur les Figs. 1 et 2, l'angle des côtés convergents de la section transversale du fil avant la formation en spirale devra être prévu légèrement plus étroit et la portin arrondie légèrement plus grande.
D'une manière analogue, pour obtenir dans l'hélice intercalaire un fil de section en forme de lo- sange, l'angle extérieur devra être prévu légèrement plus étroit avant la formation en spirale et l'angle intérieur légèrement plus large. La différence requise dépend de plu- sieurs facteurs, en particulier de la hauteur de la section transversale du fil et du diamètre de l'hélice.
Avant la formation en spirale, tout "tors" du fil pouvant se présenter, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, dans le cas de fil fourni sur tambour ou bobine de diamètre relativement réduit et par suite d'autres causes entraînant un manque d'uniformité, devra être éliminé ou tout au moins
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enlevé dans une mesure suffisante pour que le fil soit exempt de torsion sur une longueur appréciable. Ce résultat peut s'obtenir en faisant passer le fil entre des rouleaux ou cy- lindres redresseurs cannelés en conformité avec la section transversale du fil.
Après cette opération, le fil pourra être enroulé sur des tambours ou bobines de diamètre relati- vement très fort afin d'éviter toute tension sur le fil qui est maintenant prêt être travaillé pour produire l'hélice intercalaire 10 désirée, comme on la voit illustrée sur les
Figs. 1 et 2. A cette fin, l'extrémité libre du fil est saisie et maintenue droite de manière à former la queue 11 représen- tée sur la Fig. 2; puis, en faisant tourner l'extrémité saisie, le fil est formé en hélice, tout en étant guidé intérieurement et extérieurement, pour lui donner la forme que l'hélice inter- calaire est appelée à avoir une fois en position entre les rainures de filetage d'un élément mâle fileté et d'un élément femelle également fileté.
D'une manière approximative, la première spire 12 pourra être légèrement plus étroite que le reste des spires de l'hélice intercalaire. Le guidage est nécessaire non seulement dans le but d'obtenir les pas et dia- mètres intérieurs et extérieurs désirés, mais encore dans le but d'empêcher le fil de s'incliner; ou, en d'autres termes, pour assurer que la ligne de symétrie de toute section trans- versale du fil coïncide avec un rayon de l'hélice. Une fois qu'une longueur suffisante de fil pour une hélice a été for- mée en spirale, on tranche le fil en 13 de préférence en biais par rapport 11 l'axe du fil afin de produire une arête aiguë susceptible d'entrer en prise avec la matière de l'élément femelle après l'intercalation de l'hélice.
Si le tranchage du fil se produit avant que l'hélice soit complètement ter- minée, toute portion de fil droit restant devant le bord sera aussi formée en spirale afin de terminer le produit.
Une fois que cesse la force de torsion appliquée la queue
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pendant la formation en hélice du fil et que l'hélice finie se trouve libérée à d'autres égards aussi, elle se détendra pour prendre un diamètre extérieur plus grand qu'elle n'avait au cours de la formation en spirale. Ce plus fort diamètre peut s'utiliser comme mesure pour calibrer l'hélice tant au point de vue des dimensions requises que des propriétés d'élasticité désirées de la matière. Ceci est important par suite du fait que le coefficient de friction du fil sera trop élevé, et partant inacceptable, si le diamètre de l'hélice libérée est trop grand, et l'effet désiré de calage du fil entre les flancs des spires du filetage taraudé de l'élément femelle sera trop faible si ce diamètre est sous-dimensionné.
Finalement, l'hélice intercalaire pourra être encochée en 14, par exemple, tout près de la base de la queue, dans le but de faciliter le détachement de'cette dernière une fois l'in tercalation de l'hélice terminée.
Un exemple de machine fonctionnant la main pour con- fectionner des hélices intercalaires conformément à l'inven- tion est représenté sur les Figs. 3 à 11 du dessin. Cette machine comprend un guide-fil 15, un mécanisme de tranchage ou coupe-fil 16 et un mécanisme 17 former le fil en spirale (Fig. 3), de même qu'un dispositif redresseur de fil 18 et un dispositif d'alimentation ou alimenteur 19 (Fig. 4). Les deux derniers mécanismes cités 18 et 19 pourront être suppri- més si l'on a soin que le fil 20, dont les hélices interca- laires sont confectionnées, soit rectiligne et exempt de "tors" et si l'on se propose d'alimenter la machine en fil à la main.
Toutefois, l'emploi d'un alimenteur mécanique comme celui re- présenté en 19 est recommandable afin d'assurer qu'au moment où l'on commence la mise en spirale d'une hélice intercalaire, la longueur correcte de fil ait pénétré dans le mécanisme de mise en spirale. Les mécanismes mentionnés 15à 19 pourront être montés sur un bâti commun 21 comprenant un montant 22 et une
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plaque de montage verticale 23, ainsi qu'on le voit clairement sur la Fig. 5. Le montant 22 et la plaque 23 portent les pa- liera 24 et 25 respectivement pour le mécanisme de mise en spirale et sa commande. A cette fin, le montant 22 comporte un alésage 26, et une douille 27 est engagée dans ledit alésage et fixée au montant au moyen de boulons 28.
La douille est évidée intérieurement tout près de ses extrémités de manière recevoir les roulements à billes 29 et 30 dont les chemins intérieurs 31 et 32 sont montés sur un arbre 33 et espacés entre eux par un manchon 34. Une bride 35 àune des extrémités de l'arbre 33 porte contre le chemin de roulement 30, tandis que l'autre extrémité de l'arbre est filetée en 36 afin de pouvoir recevoir un écrou 37. Une bague entretoise 38 porte contre l'autre chemin de roulement 31 et une manivelle 39 est clavetée sur l'arbre en 40 et maintenue en position par ledit écrou 37. L'arbre 33 est creux sur au moins une longueur suf- fisante pour recevoir et loger dans un alésage 41 un mandrin 42 susceptible de s'y déplacer dans le sens axial et qui y est calé au moyen d'une clavette 43 s'engageant dans une rai- nure 44.
Une bague 45 avec vis de réglage 46 et adaptée pour venir buter contre la bride 35 pourra être ajustée de manière à limiter la longueur dont le mandrin 42 pourra être déplacé à l'intérieur de l'arbre 33 Il est donc clair, par ce qui précède, qu'on peut faire pivoter le mandrin 42 en tournant la manivelle 39 et que ce mandrin est libre de se déplacer axialement dans les limites définies dans le sens indiqué par la bague 45 au cours de cette rotation.
Des moyens sont prévus dans le but de déplacer le mandrin axialement au cours de sa rotation en conformité avec le pas d'une hélice intercalaire qu'on doit former en spirale sur ledit mandrin. A cette fin, sa partie avant est filetée en 47, et le pas et de préférence aussi la forme du filetage seront conformes à ceux de l'hélice intercalaire. Cette partie
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filetée est en prise avec une structure fixe écrou que nous allons maintenant décrire. La plaque verticale de bâti 23 comporte un alésage 48 coaxial avec l'alésage 26 du montant 22. Un manchon 49 est engagé dans l'alésage 48 et porte avec une bride solidaire 50 contre la face antérieure de la plaque 23.
A l'intérieur du manchon 49, une douille 51 est logée et filetée intérieurement en 52 conformément au pas et la forme de l'hélice intercalaire confectionner sur la machine.
Une hélice de fil métallique 53 sensiblement de la longueur de la douille 51 et du morne type que ladite hélice interca- laire, est calée dans le filetage 52 et en prise avec le file- tage 47 du mandrin 42. Par suite, si l'on tourne la manivelle 39 pour faire pivoter le mandrin 42, ce dernier se vissera ou se dévissera selon le sens de la rotation, par suite du fait qu'il est en prise avec l'écrou constitué par l'hélice 53 immobilisée dans la douille 51.
A l'avant de la douille 51, une matrice 54 est prévue qui est filetée intérieurement en 55 de la même manière que la douille en 52. La matrice comporte une bride 56 par la- quelle elle porte contre la bride 50 du manchon 51. La matrice s'engage aussi avec l'intérieur du manchon 49 afin d'y être correctement centrée. Un jeu de boulons 57 est prévu afin de relier d'une manière desserrable la matrice 54 et la douille 51 et cela dans une position telle vis-à-vis l'une de l'autre que le filetage intérieur de la matrice constitue le prolon- gement vrai et exact du filetage intérieur de la douille.
Des moyens de fixation 59 avec boulons 60 engagent la bride 56 et assujettissent l'ensemble du manchon 49, de la douille 51 et de la matrice 54 à la plaque de bâti 23. Il ressort clairement de ce qui précède qu'un espace hélicoïdal reste libre entre la partie avant du mandrin et la matrice par suite du fait que toutes deux,sont filetées conformément au pas et 4 la section transversale du fil dont on doit former une @
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hélice intercalaire à l'aide de la machine, et que l'hélice 53 ne dépasse pas dans la matrice.
En outre, il est clair que la matrice 54, qui sera de préférence durcie, ne sert pas seulement guider le fil en vue d'empêcher l'inclinaison des spires au cours de la formation de la spirale, mais encore qu'elle sert à calibrer le fil, c'est-à-dire qu'elle fonc tionne comme un outil d'étirage pour former les sections transversales des spires de la manière correcte, notamment si la section initiale du fil était légèrement sur-dimensionnée.
On prend soin que le fil à former en spirale puisse être fourni audit espace hélicoïdal tout près de la douille 51 et dans un plan sensiblement à angle droit par rapport à l'axe du mandrin. Dans ce but, la matrice est évidée en 58 ainsi qu'on le voit clairement sur la Fig. 3.
Afin de pouvoir saisir l'extrémité d'un fil à former en hélice, l'extrémité avant du mandrin est mortaisée diamé- tralement en 61. Ainsi qu'on peut le voir sur les Figs. 7 et 8, la mortaise ou encoche 61 aboutit par son extrémité 62 dans la rainure de la première spire 63 du filetage du man- drin, et cette spire est plus étroite que le reste de manière à produire la spire 12 de l'hélice intercalaire représentée sur les Figs. 1 et 2. En outre, l'extrémité 62 est légèrement évasée en vue de faciliter l'entrée du fil dans le sens radial de la flèche a sur la Fig. 8. Par suite du mortaisage du mandrin, son extrémité forme deux saillies 64 et 65. Une de ces saillies, dans le dessin la saillie 64, est bien arrondie en 66 à l'endroit où la courbure entre la queue 11 et la première spire 12 doit être formée.
En face de l'arrondi, en 66, l'autre saillie est inclinée vers le bas en 67 jusqu'au fond de la mortaise dans un but qui sera expliqué ci-après.
En outre, le flanc de la mortaise qui fait partie de la saillie 65 pourra être pourvu d'une rainure 68 conforme :1 la
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forme de la portion de fil appelée s'engager dans le filetage 55 de la matrice 54. La rainure 68 sert à empêcher le fil de s'incliner dans la mortaise 61. Ainsi que nous l'avons indiqué plus haut, la matrice doit être réglée de telle façon par rap- port à la douille filetée 51 que les spires 55 de la rainure du filetage de la matrice 54 soient exactement en correspon- dance avec les spires de rainure 47 du mandrin.
En outre, l'évidement en secteur 58 de la matrice est situé de telle façon qu'on puisse y faire passer le fil 20 pour aboutir dans la mortaise 61 lorsque le mandrin est dans sa position d'ex- trémité déterminée par le réglage de la bague 45, et que la portion de fil entre le mandrin et le mécanisme coupe-fil 16 puisse prendre la position tangentielle par rapport au mandrin, ainsi qu'on le voit sur la Fig. 3. Sensiblement dans les limites du secteur 58, un petit rouleau-guide 69 sera de pré- férence disposé tout près du mandrin afin d'empêcher l'extré- mité d'un fil tranché par le mécanisme coupe-fil de se re- dresser dans la Fig. 3. Ce rouleau 69 est tourillonné dans un support 70 fixé la paroi avant 23.
Il y a lieu de comprendre que la structure illustrée de la douille 51 avec l'hélice 53, la matrice 54 et le mandrin 42, est susceptible d'être modifiée, la seule chose essentielle étant que le pas du filetage de la douille et la portion du mandrin en prise avec lui soit identique à celui de la matrice 54 et de la portion conjuguée du mandrin. Toutefois, la structure illustrée est celle du type préféré, par suite du fait qu'elle ne demande qu'un seul et unique type de filetage du mandrin, de sorte que la douille et la matrice peuvent être disposées très près l'une de l'autre, indépendamment de la longueur de l'hélice intercalaire qu'on désire former.
Outre cela, seule la matrice a besoin d'être en matière durcie, alors que la douille peut être en matière courante, étant
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donné que l'hélice 53 peut facilement se remplacer une fois usée afin d'assurer le fonctionnement précis de la machine.
De plus, il est clair que le marne mécanisme de mise en spi- rale peut s'employer à la confection d'hélices intercalaires de divers diamètres dans certaines limites et de diverses sections transversales de fil, à l'exception du mandrin, de la douille et de la matrice qu'il est facile de changer selon la forme et les dimensions qu'on désire donner à l'hélice intercalaire à confectionner.
Le mécanisme coupe-fil, clairement représenté sur les Figs. 3, 6 et 9, est d'un type qui tranche le fil en biais par rapport à son axe afin de produire l'arête 13 qu'on voit sur la Fig. 2. Sous ce rapport, il est indifférent que la surface produite par ce tranchage soit plane ou courbe. Dans la forme d'application illustrée, le mécanisme comprend le coupe-fil 71 qui se compose d'un disque 72 d'un segment su- périeur à un demi-cercle avec une tige 73. Le flanc 74 du disque qui constitue la corde du segment est rainuré en 75 de manière à guider le fil 20 qui passe dessus vers l'évide- ment 58 dans le cas où l'extrémité du fil doit être engagée dans la mortaise du mandrin ainsi qutil en sera fait la des- cription ci-après.
La tige 73 est tourillonnée dans une douille ou coussinet 76 monté dans la paroi 23, cette douille étant fixée . la paroi 23 par des moyens tels que le boulon 77. Une pièce durcie 78 est aussi fixée à la douille ou coussinet 76 et à la paroi 73 au moyen des boulons 79, afin de coopérer avec le disque coupe-fil 72. La pièce 78 a une face arquée 80 conforme à la circonférence arquée du disque 72 et est rainurée en 81 de manière guider le fil dans la position de la Fig. 3.
Il ressort de ce qui précède que si l'on fait tourner le coupe-fil dans le sens des aiguilles d'une montre, sur la Fig. 3, le fil sera tranché entre le disque 72 et la pièce 78, et cela en biais par rapport à
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l'axe du fil, ce qui aura pour effet de former l'arête vive 13 de l'hélice intercalaire des Figs. 1 et 2. La tige 73 comporte une rallonge 82 à section carrée qui possède une extrémité filetée 83. Sur la rallonge 82 sont montés un le- vier 84 et une butée basculable 85 avec une entretoise ou pièce d'écartement 86 placée entre eux. Un écrou 87 sur l'extrémité filetée 83 maintient en place les éléments 84 à 86 et empêche la tige 73 de se déplacer dans le sens axial.
Un ressort 87' fixé à l'extrémité 83 du levier 84 et au bâti en 89 tendfaire tourner la tige du coupe-fil 73 dans le sens des aiguilles d'une montre, sur la Fig. 6, pour prendre la position de non-fonctionnement de la Fig. 3 Intermédiaire entre la tige et l'extrémité 88, une bielle 90 est articulée sur le levier 84 en 91. L'autre extrémité de la bielle 90 est articulée en 92 sur une manivelle 93 qui est tourillonnée avec son arbre 94 dans la paroi 23 Sur la façade de la paroi 23 un levier à main 95 est fixé à l'arbre 94 au moyen d'un écrou 96. La pièce de butée 85 est de longueur telle qu'elle peut porter sur le mandrin-42 et est évidée en demi- cercle en 97 à cette fin. Les écrous de réglage 98 et 99, en prise avec le filetage du mandrin 42, comme on peut le voir sur la Fig. 5, sont prévus afin de coopérer avec la pièce de butée 85.
Les diverses pièces sont ajustées de telle façon que si le ressort 87' a tiré le levier 84 àsa position extrême dans laquelle la pièce 85 porte sur le mandrin 42, le disque coupefil 72 occupe la position de la Fig. 3 de sorte que le fil 20 puisse passer entre la sur- face 74 de la corde du disque et la pièce 78. Dans cette position la butée 85 empêche le mandrin 42 de dépasser vers la droite sur la Fig. 5 au-delà du point où l'écrou de ré- glage 98 entre en prise avec la ,race arrière de la butée 85.
Si, toutefois, le levier 95 est tiré dans le sens des ai- guilles d'une montre, sur la Fig. 6, le levier 84 se trouve
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tiré en sens inverse en opposition de l'effort de retenue du ressort 87' par l'entremise d'une manivelle 95 et d'une bielle 90. Il en résulte que le disque coupe-fil 72 sera mis en mou- vement pour trancher le fil, et simultanément la pièce de butée 85 sera soulevée et se trouvera entièrement hors du chemin de l'écrou 98 en fin d'opération de tranchage, ce qui permettra ainsi la rotation et au dépassement du mandrin de se continuer jusqu'à ce que l'écrou 98 vienne buter contre la face arrière de la douille 51.
Des moyens sont prévus pour guider le fil vers le coupe-fil en position correcte, par exemple, dans le cas de l'hélice intercalaire représentée sur les Figs. 1 et 2, avec la pointe de sa section transversale tournée vers l'ex- térieur. Ces moyens, généralement désignés par le numéro de référence 15, sont représentés sur les Figs. 3 et 10. Dans la forme d'application illustrée, ils consistent en un élément 100, 100 en forme de coin et en deux pièces, dont les pièces sont rainurées en 101 dans les faces qui s'ajustent l'une sur l'autre, et cela de manière telle que la rainure combinée corresponde exactement à la forme du fil. De cette manière, l'élément-guide 100, 100 sert en même temps de calibre pour le fil.
L'élément 100, 100' est fixé à la paroi 23 au moyen d'une pièce en U 102 comportant une conicité intérieure con- forme aux faces en coin de l'élément 100, 100', la pièce 102 étant fixée A la paroi 23 au moyen des vis 102', en relation convenable par rapport au mécanisme coupe-fil 16.
Des moyens pourront être prévus pour alimenter le fil dans la mortaise 61 du mandrin en vue d'amorcer la mise en spirale d'une hélice intercalaire. Des moyens, en général désignés par le numéro de référence 19, sont clairement re- présentés sur les Figs. 4, 11 et lla. En lisant ces figures,. il y aura lieu de noter que la bande de recouvrement 125 dé- crite plus loin et représentée sur la Fig. 11, a été enlevée
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dans le cas de la Fig. 4 afin de mieux laisser voir les pièces situées l'arrière de cette bande. Le mécanisme d'alimenta- tion se compose de deux pièces de guidage 103 et 104 fixées à la plaque de bâti 23 au moyen de boulons 105.
Les pièces 103 et 104 forment des gorges ou coulisses 106 et 107 en relation avec la paroi 23 Une plaque 108 s'engage dans les coulisses 106 et 107 et s'y déplace librement dans le sens longitudinal.
La plaque est pourvue d'une rainure longitudinale 109 de sec- tion sensiblement carrée et d'un évidement transversal 110.
Dans la rainure 109, une barre III est déplaçable qui comporte une rainure longitudinale 112 destinée à recevoir le fil 20 susceptible de se déplacer librement dans le sens de la lon- gueur. La barre 111 présente un évidement transversal 113 analogue à l'évidement 110 de la plaque 108. Dans l'évidement 110, des pièces en forme de coin 114 et 115 sont fixées au moyen de vis 116 et des mâchoires ou mors 117 et 118 sont engagées dans l'évidement 113 de la barre 111. Ces mâchoires ont des faces extérieures en forme de coin 119 et 120 respec- tivement qui correspondent aux faces en forme de coin des pièces 114 et 115 les faces intérieures 121 et 122 étant rainurées en conformité avec la section transversale du fil de façon serrer solidement le fil quand on rapproche les mâchoires ou mors.
Des rouleaux ou cylindres 123 sont inter- calés entre là pièce 114 et la mâchoire 117 de même qu'entre la pièce 115 et la mâchoire 118. Il ressort de ce qui précède qu'en déplaçant soit la barre 109 avec les mâchoires 117 et 118 vers la gauche par rapport à la plaque 108 avec les pièces 114 et 115 ou inversement en faisant déplacer la plaque 108 vers la droite par rapport la barre 109, une action de cla vetage se produira par l'entremise des rouleaux 123 de sorte que les mâchoires serreront solidement le fil et l'entraîne- ront quand le mouvement se continue. Dans la forme d'applica tion illustrée, le montage est tel que la barre 111 sera dé- placée par rapport à la plaque 108 vers la gauche sur la Fig. 4,
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afin de produire le calage des rouleaux 123 et ainsi entraîner la plaque 108.
A cette fin, l'évidement 110 de la plaque est conçu d'une forme telle en 124 que les mâchoires 117 et 118 aient un espace suffisant pour effectuer le déplacement rela- tif voulu. Si, toutefois, la barre 111 est déplacée de la position de calage vers la droite par rapport à la plaque 108, la force de calage se relâchera et la plaque sera entraînée par la barre quand les mâchoires 117 et 118 viennent buter contre le flanc droite de l'évidement 110. Afin de maintenir les mâchoires 117 et 118 avec les rouleaux 125, ainsi que la barre 111, dans les évidements respectifs 113, 110 et dans la rainure 119, deux bandes de recouvrement 125 et 126 sont pré- vues et fixées à la plaque 108 au moyen d'un dispositif tel que les boulons 127.
Il peut arriver parfois que lors du dé- placement de la barre 111, la plaque 108 soit entraînée avant qu'un calage suffisant se soit produit pour serrer solidement le fil 20 entre les mâchoires 117 et 118. Dans le but d'assu- rer cet effet de serrage, des moyens de freinage sont prévus qui retiennent la plaque jusqu'au moment où une force préala- blement déterminée soit appliquée pour vaincre l'effet de frei- nage. Dans la forme d'application illustrée, ces moyens con- sistent en une rotule 128 qui s'engage dans une échancrure 129 ménagée dans la face supérieure de la plaque 108 quand la barre 111 est dans une position relative telle qu'aucun effet de calage n'a lieu, savoir dans sa position extrême droite par rapport µ la plaque.
La rotule 128 est susceptible de se déplacer verticalement dans un alésage 130 pratiqué dans l'élément de guidage 103 qui, dans ce but, comporte une saillie 131. L'alésage 130 est fermé par une vis 131', et un ressort compresseur 132 est disposé entre cette vis et la rotule 128 de manière à faire appuyer cette dernière contre la face supé- rieure de la plaque 108.
Afin d'actionner la barre 111, un levier main 133 est articulé en 134 à la plaque de bâti 23 et raccordé à
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1\ l'extrémité de la barre au moyen d'une tringle 135, cette dernière étant elle-même reliée au levier et la barre au moyen d'axes de pivotement 136 et 137. Des butées 138 ré- glables dans les mortaises 139 et 140 de la plaque de bâti 23 pourront être prévues dans le but de limiter le mouvement du levier 133 selon les conditions requises par l'alimentation du fil 20.
Aux fins d'assurer la rectilignité du fil 20 dont on alimente le mécanisme de mise en spirale, des moyens de re- dressage 18 pourront être prévus qui, en l'espèce, consistent en un jeu supérieur et inférieur de rouleaux 141 et 142 dis- posés en gradins. Ces rouleaux pourront être cannelés confor- mément à la section transversale du fil, comme on le sait cou- ramment dans la partie au sujet des redresseurs de fil. Les rouleaux 141 et 142 pivotent respectivement sur les jeux d'axes 143 et 144, fixés à la paroi du bâti 23.
La machine fonctionne de la manière suivante: Tout d'abord, le mandrin 42 est amené en tournant la manivelle 39 dans une position telle que la mortaise 61 dont l'extrémité 62 fait face à l'évidement 58 de la matrice 54, soit exacte- ment parallèle au passage emprunté par le fil à sa sortie du guide 15 et du mécanisme coupe-fil 16. Dans cette position du mandrin, il y aura lieu de régler la bague 45 de manière qu'elle bute contre la bride 35. Grâce au ressort 87', le levier 95 est dans sa position extrême de gauche (Fig. 6), dans laquelle la butée 85 repose sur le mandrin 42 et le disque coupe-fil 72 est en position de non-fonctionnement.
Le levier 133 du mécanisme d'alimentation occupe sa position extrême droite (Fig. 4) dans laquelle il porte contre la butée droite 158, la position de cette dernière dans la mortaise 139 étant réglée de telle façon que simultanément la rotule 128 s'engage dans l'échancrure 129 et les mâchoires 117 et 118 viennent buter contre le flanc droit de l'évidement 110.
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Ceci fait, on fait passer l'extrémité d'un fil de la section voulue, qui, ainsi que nous l'avons dit plus haut, différera légèrement de la section qu'on désire obtenir dans l'hélice finale, entre les rouleaux 141 et 142 du redresseur
18, puis par la rainure 112 de la barre 111 du dispositif d'alimentation 19, de même que par la rainure 101 du guide-fil
15 et entre le disque 72 et la pièce 78 du mécanisme coupe-fil
16 de manière qu'une courte longueur en dépasse. Cette lon- gueur sera tranchée en actionnant le levier 95 et sera enlevée afin que les divers mécanismes soient en parfait état de co- ordination. Ceci fait, on pousse le levier 133 vers la gauche, ce qui entraine la barre 109 avec les mâchoires 117 et 118 tandis que la plaque 108 est retenue par la rotule 128.
Par suite de l'effet de calage ainsi produit dans le dispositif de serrage 114 à 123, les mâchoires 117 et 118 se fermeront solidement sur le fil 20. Quand l'effet de serrage est devenu suffisant pour empêcher les mâchoires de glisser sur le fil, la force de déplacement l'emporte sur la force de retenue de la rotule 128, et le mécanisme entier de la plaque 108, de la barre 109 et du dispositif de serrage sera entraîné de manière à faire déplacer le fil vers la gauche (Fig. 4) par le guide- fil et le mécanisme coupe-fil, et, par son extrémité libre, travers l'évidement de matrice 58 pour aboutir dans la mor- taise du mandrin 61.
A cette fin, on tire le levier ou manette
133 vers la gauche jusqu'à ce que l'extrémité libre du fil dépasse d'une longueur déterminée dans la mortaise 61 de ma- nière à former la queue de l'hélice 11. Dans cette position du levier 133, la butée gauche 138 est ajustée dans la mortaise
140. On ramène alors le levier 1334 sa position de droite, ce qui a pour effet de réduire l'effet de serrage et de calage des mâchoires, de sorte qu'ultérieurement le fil puisse passer par le dispositif d'alimentation sans rencontrer de résistance appréciable.
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Ces opérations étant terminées, on fait tourner la manivelle 39 de manière que le mandrin pivote dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, comme sur les Figs.
3 et 8. Ceci a pour effet de courber l'extrémité du fil dans la rainure 63 du mandrin et de l'amener en outre dans le filetage 55 de la matrice, le soulevant simultanément pour le mettre en contact avec le rouleau 69. En continuant la rotation, le fil se forme en spirale entre la matrice et le mandrin de cette dernière façonnant ainsi l'hélice inter- calaire avec précision tant au point de vue diamètres que pas et section des spires qu'on désire obtenir. Une fois' qu'une longueur suffisante de fil a été formée en spirale pour que le petit morceau entre le dispositif coupe-fil et le point où le fil pénètre dans la matrice soit assez grand pour confectionner une hélice intercalaire de la longueur désirée, on cessera la rotation et on réglera les écrous de réglage 98 et 99 de manière à ce qu'ils viennent toucher la pièce de butée 85.
On actionnera alors le levier 95, ce qui aura pour effet de faire tourner le disque coupe-fil 72 afin de trancher le fil avec le concours de la pièce 78, et en même temps la pièce de butée 85 se soulèvera pour per- mettre au mouvement de rotation du mandrin de se continuer.
En continuant la rotation, l'extrémité de l'hélice interca- laire se formera, opération où le rouleau 69 contribue en empêchant le bout final de l'hélice de comprendre une portion courte et droite, au lieu d'une portion arquée, qui sans cela aurait tendance à se former, probablement cause de l'élas- ticité de l'extrémité du fil. La largeur de la butée 85, et partant la distance dont on peut déplacer l'écrou de ré- glage 98 dans le sens axial avant de venir buter contre la douille 51, sera choisie telle que non seulement l'extrémité libre de l'hélice intercalaire peut être formée, mais encore .que l'hélice terminée se dévissera de la matrice 54 sous l'effet
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de la rotation du mandrin.
Dès l'instant que l'hélice inter- calaire se trouve dégagée de la matrice, elle se détend, par suite de son élasticité inhérente, pour prendre un diamètre plus fort que celui sous lequel elle a été formée. Ceci a pour effet de faire sortir les spires de l'hélice intercalaire de la rainure de filetage du mandrin, et simultanément déter- mine une torsion qui tend à faire tourner l'hélice dans le sens où elle a été formée en spirale. Il en résulte que la courbure initialement formée à la base de la queue entrera en contact avec la partie inclinée 67 de la saillie extrême 65 du. mandrin, ce que montre la Fig. 8, et sera ainsi poussée en avant de sorte que la queue se dégage de la mortaise 61.
Il arrive fréquement que la libération soudaine de l'hélice sortant de la matrice suffise pour que l'hélice se sépare du mandrin. Dans d'autres cas, l'hélice, une fois dégagée de la matrice, sera libérée du mandrin en faisant tourner la mani- velle 39 dans le sens inverse, ce qui aura pour effet de ra- mener le mandrin dans sa position initiale où la bague 45 vient maintenant buter contre la bride 35. Au cours de cette opération, les écrous 98 et 99 sont rétractés sous la butée 85 en même temps que le mandrin, et la butée 85 sera rappelée par le ressort 87' pour se mettre en prise avec le mandrin.
Simultanément le disque coupe-fil 72 sera ramené à sa position initiale dès que l'écrou 98 n'est plus dans le chemin de la butée. On observera que l'extrémité libre du fil 20 qui re- pose sur la face 74 du disque coupe-fil 72 est légèrement re- courbée vers le haut à partir du guide 15. Toutefois, ce recourbage est dans les limites d'élasticité du fil, de sorte qu'il suive la face 74 quand le disque coupe-fil est ramené sa position de non-fonctionnement.
Une fois le levier 95 ainsi ramené à sa position initiale, et le mandrin 42 rappelé sa position d'extrémité déterminée par la bague 45, la ma- chine est prête à former une autre hélice intercalaire de la
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même manière que celle décrite plus haut, mais où il n'est pas nécessaire de réajuster aucune des pièces de position réglée telles que 45,98, 99, 158, du moment que et tant que la machine est utilisée à produire des hélices intercalaires d'un même type.
Une machine automatique fonctionnant sur la base du même principe que la machine précédemment décrite est illus- trée schématiquement sur les Figs. 12 et 13. Cette machine consiste en une structure de support 200 comprenant une table 201, des longerons 202 et 203, une plaque de façade 204 et un montant 205. Un arbre principal 206 est tourillonné dans les paliers 207 et 208 en relation avec les longerons 202 et 203 sous la table 201. La commande de cet arbre est indiquée en 209. Trois cames 210, 211 et 212 sont fixées à l'arbre 206 afin d'actionner les divers mécanismes de la machine aux moments voulus, convenablement réglés par rapport l'un à l'autre.
Ces mécanismes et dispositifs supplémentaires sont analogues à ceux mentionnés dans la description de la machine à commande manuelle et comprennent le redresseur de fil 218, le mécanisme d'alimentation 219, le guide-fil 215, le méca- nisme coupe-fil 216 et le mécanisme de mise en spirale 217, autant de mécanismes dont la structure et la fonction peuvent être sensiblement les mêmes que celles des pièces 18,19, 15, 16 et 17 respectivement. Les mécanismes et dispositifs énu- mérés sont fixés à la plaque de façade 204.
Le redresseur de fil 218 se compose de pièces telles que celles illustrées sur la Fig. 4 et désignées par les nu- méros de référence 141 à 144, et le guide-fil 215 se compose de pièces telles que celles représentées sur la Fig. 3 et dé- signées par les numéros de référence 100 . 102'. Le mécanisme de mise en spirale 217 est de conception sensiblement identique à celle du mécanisme illustré sur les Figs. 3, 5,7 et 8, et comprenant les pièces de 27 à 70 sauf, toutefois, l'exception
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de la bague de butée 45 et 46 qui n'est pas nécessaire dans le cas de la machine automatique. Il n'est pas non plus né- cessaire d'avoir les écrous 98 et 99, ni la pièce de butée 85 dans le mécanisme 217.
Outre cela, la manivelle 39 de la Fig. 5 a disparu, mais est remplacée par une roue dentée 220 sur l'arbre 35. Des moyens sont prévus pour actionner la roue dentée 220 dans un sens ou dans l'autre selon un cycle déterminé à l'avance, ainsi qu'on l'expliquera plus loin. A cette fin, la roue 220 est en prise avec un train de roues 221, 222 et 223 qui sont susceptibles d'être échan- gées afin de modifier le nombre de tours imposés au mandrin 42 au cours d'un cycle complet. La roue dentée 223 s'engrène avec une crémaillère 224 qui est disposée d'une manière ré- ciproque le long du coté de la table 201 dans des rails de guidage 225 et qui est pourvue tout près d'une de ses extré- mités d'un axe ou goupille 226 qui s'engage dans l'extrémité à fourche 227 d'un levier 228.
Ce levier est articulé sur 229 à une rallonge 230 de la table 201 et porte, entre ses extrémités, un rouleau 231 qui s'engage dans la rainure 232 de la came 212 mentionnée plus haut et prévue sur l'arbre prin- cipal 206. La rainure de came 232 est taillée de telle ma- nière que, lorsque l'arbre 206 accomplit un tour complet, le rouleau 231 avance tout d'abord dans un sens, puis s'arrête, avance de nouveau sur une courte distance, puis fait retour à sa position initiale, et est finalement maintenu immobile pendant un certain temps jusqu'à ce que l'arbre ait fait un tour complet, sur quoi le cycle se répète avec chaque nouveau tour de l'arbre.
Il ressort clairement de ce qui précède que lorsqu'on fait tourner l'arbre 206, le mécanisme des cames détermine un mouvement alternatif intermittent du levier 228, mouvement qui est transformé en un mouvement de rotation alternatif et intermittent du mandrin par l'entremise de la crémaillère 224 et des roues dentées 220-223.
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Le mécanisme coupe-fil 216 de la machine automatique illustrée ne diffère du mécanisme 16 des Figs. 3, 6 et 9 que par le fait qu'un levier 235 se substitue au levier 84 fixé la tige 73 du disque coupe-fil 72, et que les pièces de 87 à 95 y sont supprimées. Sur l'extrémité libre du le- vier 235 pivote un rouleau 236 qui s'engage dans la rainure 237 de la came 210. La rainure de came 237 est conçue d'une forme telle que, au cours d'une courte portion d'un tour de l'arbre 206, le levier 235 oscille une fois vers l'avant et vers l'arrière de manière à faire fonctionner le coupe-fil et à le ramener à sa position de non-fonctionnement.
Le mécanisme d'alimentation 219 pourra être en tous points identique au mécanisme 19 de la Fig. 4 ; les or- ganes qui commandent l'alimenteur en différeront en ce sens que la tige ou tringle 135 est articulée en 240 au bras su- périeur 241 d'un levier 242 lui-même articulé sur la paroi 204 en 243. Le bras inférieur 244 du levier est pourvu d'un rouleau 245 qui porte contre la face 246 de la came 211.
Un ressort de tension 247 fixé au bras de levier 241 par une de ses extrémités et à la plaque de façade 204 du bâti par son autre extrémité assure un contact permanent du rouleau 235 contre la face 246 qui est de forme telle que le levier 242 ne prend un mouvement alternatif qu'une seule fois au cours d'une portion de chaque tour de l'arbre 206, actionnant ainsi le mécanisme d'alimentation 219.
La Fig. 14 illustre schématiquement le réglage des cames 210,211 et 212 entre elles. Les cames sont repré- sentées respectivement par les cercles 210a, 211a et 212a, et la flèche à l'intérieur du cercle 210a indique le sens de la rotation continue de l'arbre 206. Si l'on part du point I, on observera que jusqu'au point II seule la came 212 entre en jeu pour faire avancer la crémaillère 224 et
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déterminer ainsi la rotation du mandrin 42 pour la mise en spirale d'une hélice intercalaire. Entre les points II et III les cames 212 et 211 sont -inopérantes par rapport res- pectivement aux mécanismes d'alimentation et de mise en spi- rale avec lesquels elles sont conjuguées, tandis que le coupe-fil sera actionné par la came 210 faisant tourner le levier 235.
De nouveau entre le point III et le point IV, seule la came 212 est active pour terminer la mise en spirale de l'hélice. Entre le point IV et le point V, la came 212 ramène la crémaillère et partant le mandrin 42 de mise en spirale à leur position initiale. Finalement, entre le point V et le point I, les cames 212 et 210 sont inopérantes, alors que la came 211 actionne le mécanisme d'alimentation 219 de sorte qu'au point I la formation d'une nouvelle hélice puisse commencer.
Il faudra comprendre que les longueurs di- verses des arcs entre les points 1 à V du schéma ont été choisies simplement 4 titre d'exemple et que d'autres lon- gueurs relatives des arcs pourront être désirables ou néees- saires dans chaque cas particulier selon le type d'hélice qu'on désire former et la construction particulière des mé- canismes commandés par les cames. Par suite, le schéma in- dique plutôt l'ordre des phases opératoires que la durée relative de ces phases.
En outre, il est clair que si, pour une raison quelconque, la came 212 est échangée afin d'obte- nir des périodes de cycle d'autres longueurs relatives, les cames 210 et 211 n'auront pas besoin d'être changées, mais pourront être réajustées sur l'arbre 206 de manière que leurs périodes de fonctionnement coïncident avec les nouveaux temps d'arrêt respectivement de la came changée 212.
Il ressort de ce qui précède que la machine illustrée sur les Figs. 12 et 13 effectue automatiquement des opéra- tions sensiblement identiques à celles de la machine des
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Figs. 3à 11 quand cette dernière est manipulée de la ma- nière décrite. Pour mettre en marche correctement la ma- chine automatique, il est recommandable de tourner l'arbre 206 à la main vers l'avant jusqu'à une position intermé- diaire entre les points 1 et II, et d'introduire le fil par la gauche sur la Fig. 12 en le faisant passer par les dispositifs 218, 219,215 et 216 jusqu'à ce qu'une courte longueur dépasse du coupe-fil. On fait alors tourner l'ar- bre jusqu'au point III, ce qui a pour effet de trancher la courte longueur qui doit être enlevée.
Ceci fait, on peut mettre la machine en route, c'est-à-dire qu'on peut actionner la commande. La machine tournera alors 3¯ vide entre le point III et le point V, après quoi l'alimenteur automatique commencera la production continue des hélices intercalaires.