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Perfectionnements relatifs aux appareils à prélever des éprouvettes
La présente invention est relative à un appareil des- tiné à prélever des éprouvettes à partir d'une matière en feuille pour déterminer les caractéristiques et la qualité de la matière; elle est plus particulièrement relative à un appareil de ce genre capable de prélever les éprouvettes à partir d'un,métal en bande continue se déplaçant rapidement, sans interrompre ce déplacement.
Bien qu'on ait proposé et utilisé de nombreux types d'appareils pour des buts semblables, on a constaté que, par suite de leur encombrement et de leur faible vitesse de fonctionnement, il faut réduire considérablement la vitesse d'avancement de la bande à partir de laquelle on doit pré- lever les éprouvettes ou interrompre complètement son avance /!
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pour permettre la mise en place des éléments de découpage et leur fonctionnement, de manière qu'il ne se produise ni bords déchiquetés, ni déchirures de la bande, ni arrêt dans la suite des traitements.
Si on ne prend pas ces précautions, la bande présente un déchiquetage à l'emplacement où l'on prélève la ou les éprouvettes et ce déchiquetage endommage soit l'appareil dans lequel la bande passe pour les traite- ments ultérieurs, soit les spires superposées de la bande elle-même si on l'enroule immédiatement. D'autre part, si l'on diminue la vitesse de la bande ou qu'on arrête complète- ment son avance, non seulement le rendement est affecté, mais une partie considérable de la bande est défectueuse dans la zone où l'on a prélevé l'éprouvette, étant donné que l'on doit accomplir le laminage de la bande par exemple avec re- cuits successifs, son placage ou son décapage, à vitesse constante, si l'on veut obtenir un produit uniforme.
Par suite, l'invention a pour objet:
Un appareil destiné à prélever des éprouvettes sur une bande se déplaçant rapidement sans endommager soit la matière, soit l'éprouvette, et sans qu'il soit nécessaire de retirer l'appareil de découpage et son châssis de leur posi- tion transversale par rapport à la bande, dans un but de réglage ou de remise en place des éléments de découpage;
Un appareil dont on peut déplacer les éléments de dé- coupage en travers de la matière en bande qui se déplace ra- pidement pour y prélever une éprouvette en tout point désiré sur sa largeur;
Un appareil servant à prélever des éprouvettes auquel est associé un dispositif permettant de recueillir une éprou- vette juste au moment où on l'a prélevée sur une matière en bande se déplaçant rapidement et à laquelle l'appareil est associé ;
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Un appareil servant à prélever des éprouvettes compre- nant des instruments de découpage associés à ce dernier que l'on peut rapidement mettre en position de coupe et hors de cette position;
Un appareil robuste et à fonctionnement positif, sus- ceptible d'être utilisé pour prélever des éprouvettes sur des matières en bande ou en feuille de genres et de dimensions variés se déplaçant de façon continue.
Conformément à l'invention, l'appareil destiné à pré- lever des éprouvettes sur une matière en bande en mouvement comprend : deux supports entre lesquels passe la bande, ces supports étant montés de manière que leurs axes de rotation se trouvent dans des plans perpendiculaires au plan de la bande; deux éléments de découpage coopérants, montés dans ces supports ; des dispositifs permettant de déplacer au choix l'un de ces éléments dans son support, pour provoquer ou non une découpe, lorsqu'on fait tourner les supports.
L'invention se rapporte également à un appareil des- tiné à prélever des éprouvettes sur une matière en bande mobile, cet appareil comprenant : deuxéléments de découpage entre lesquels passe la bande ; supports tournants pour chacun de ces éléments ; dispositif d'entraînement pour ces supports ; dispositifs permettant de placer les ou- tils en position de découpage vis-à-vis de la bande pour en prélever une éprouvette et de les retirer de cette position; un dispositif de commande actionnant le dispositif susvisé; un autre dispositif commandant les supports rotatifs pour synchroniser la vitesse tangentielle des éléments de décou- page avec la vitesse de la bande ; un dispositif éjectant d'entre ces éléments une éprouvette prélevée sur la bande.
On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description ci-dessous, faite en se référant au dessin an-
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nexé, sur lequel:
La fig. 1 est une vue en plan d'un appareil à éprou- vettes conforme à l'invention; la fig. 2 est une vue en élévation latérale de cet appareil ; la fig. 3 est une vue en élévation en bout par III-III de la fig. 1; la fig. 4 est une vue en élévation en bout par IV-IV de la fig. 1; la fig. 5 est une coupe à grande échelle de l'appa- reil, cette coupe étant faite par V-V de la fig. 1; et, la fig. 6 est un schéma du circuit électrique de commande de l'appareil.
Si l'on se réfère aux figures 1 à 5, on voit que l'appareil conforme à l'invention est.destiné à prélever des éprouvettes sur une matière en bande se déplaçant rapidement; cet appareil comprend un bâti se composant d'un socle 11, d'un montant 12 fixé à une extrémité de ce socle, d'un bras 13 dirigé vers l'extérieur perpendiculaire au montant 12 dont il fait partie intégrante et un second montant 14 fixé à l'extrémité opposée du socle 11. Plusieurs roues à boudin 15 fixées sur le socle 11 de manière à pouvoir y tourner coopèrent avec des rails 16 sur lesquels on peut déplacer le bâti pour l'amener à toute position désirée.
A l'extrémité extérieure du bras 13 et au-dessus du montant 14, sont montés, de manière à pouvoir tourner, deux tambours 17 et 19 portant respectivement une matrice ou un ensemble d'éléments de découpage 18 et un poinçon ou en- semble d'élémentsde découpage 21; on peut disposer ces orga- nes l'un par rappirt à l'autre en position de travail et reti- rer de cette position, à des intervalles désirés, pour préle- ver une éprouvette SI sur une matière en bande S, se dépla- çant rapidement entre eux, comme le montre la fig. 5.
Le tam-
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bour 17 est claveté sur un arbre 22 traversant le bras 13 et le tambour 19 est claveté sur un arbre 23; ces deux arbres sont portés par des paliers convenables disposés sur le bâti et sont entraînés par des roues dentées 24 et 25 clavetées sur les extrémités intérieures des arbres correspondants et situées à l'intérieur du montant 12. On fait tourner ces roues dentées au moyen d'un pignon 26 qui engrène avec la roue dentée inférieure 25 et qui est fixé sur l'arbre d'un moteur électrique 27, à vitesse variable ; moteur com- porte sur son carter un rhéostat 27a et est monté sur le socle 11.
Pour déplacer le bâti et les éléments qu'il sup- porte le long des rails 16, on utilise un moteur hydraulique 28, relié à une source d'énergie hydraulique non représentée et monté sur un socle 28a placé en-dessous des rails 16 et entre ces derniers ; moteur comprend une tige de piston 29 à mouvement alternatif s'étendant à partir de ce dernier et le reliant au socle 11 du bâti au moyen d'un support 30.
A l'extrémité intérieure de l'arbre 25 est monté un interrupteur limiteur 31 du type à cames à grande vitesse, que l'on décrira plus complètement par la suite. Cet inter- rupteur est monté sur un support 32 et commande la sortie et le retrait des éléments de découpage à partir de leur posi- tion coopérante de découpage. Le support 32 s'étenddans le senstransversal du socle 11 et est soudé à ses extrémités extérieures aux bords d'une aile de renfort 33 du bâti qui fait partie intégrante du montant 12. Le moteur à vitesse variable 27 entraîne un générateur tachymétrique 34 destiné à indiquer la vitesse tangentielle des éléments 18 et 21, par l'intermédiaire d'un pignon 35 (claveté sur le prolonge- ment de l'arbre portant le pignon 26) qui engrène avec un second pignon 36 fixé sur l'arbre du tachymètre 34.
Comme on l'areprésenté sur le dessin, et notamment sur la fig. 5, le mécanisme destiné à faire sortir etren- trer le poinçon 21 se compose : deux solénoïdes 41 et 42;
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montés sur un support 39 fixé au socle 11; de deux armatures 43 et 44 pénétrant respectivement dans ces solénôïdes; d'un levier coudé 40 comportant des bras 45 et 46 pouvant pivoter sur un arbre 47 monté dans des paliers appropriés ménagés sur des nervures de renforcement 50 du montant 14, deux biellettes 43a et 44a étant fixées aux extrémités opposées des arma- tures 43 et 44 et aux extrémités extérieures du bras 45; d'une barre de traction 49 munie, à l'une de ses extrémités, d'un joint à rotule 48 dans lequel se loge l'extrémité ex- térieure du bras 46;
enfin, de deux biellettes 51 et 52 constituant une genouillère à l'intérieur du tambour 19, biellettes fixées par leurs extrémités adjacentes à l'ex- trémité intérieure de la barre de traction 49 au moyen d'un axe 53 qui les traverse. Dans l'extrémité extérieure de la biellette 51 passe un axe 54 qui fixe la biellette à une glissière 55 pouvant coulisser dans des guides 56 ménagés dans le tambour 19; un boulon 57 fixe le poinçon ou ensem- ble d'élément de découpage 21 sur cette biellette. Un axe 58 fixe la biellette 52 à un élément 59 fixé à l'intérieur et aux bords du tambour 19 au moyen de boulons 61. L'extrémi- té de l'arbre 23 traverse l'un des moyeux 62 du tambour 19 et est fixé à ce moyeu. Le moyeu opposé 63 est logé dans un roulement 64 prévu dans un carter 65 du montant 14.
Un cou- vercle de palier 66, fixé au carter 65 par des boulons 67, comporte un support 68 muni d'une butée réglable 69 fixée à ce dernier et contre laquelle peut buter l'extrémité du bras 45 qui est reliée à la biellette 43a, ce qui limite l'ampli- tude de son mouvement ascendant.
L'ensemble 18 consiste en une matrice (ou élément de découpage) cylindrique creuse 71 fermée à une extrémité et dans laquelle se trouve un éjecteur d'éprouvette 72, cylin- drique et élastique, fixé à une plaquette de base 73 dans
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laquelle passe un boulon 74 qui maintient l'ensemble dans un logement 75 ménagé sur la surface du tambour 17. Deux bou- lons de blocage réglables 76 traversant axialement les bords du tambour 17 viennent en contact avec la pièce cylindrique 71 près de son fond et en deux points diamétralement opposés, si bien qu'on peut mettre en position et bloquer l'ensemble de la matrice 18, de manière qu'elle corresponde convenable- ment avec le poinçon 21 lorsqu'il faut découper une éprou- vette dans la bande.
Pour qu'on puisse aisément faire avancer la bande entre les deux tambours rotatifs 17 et 18, ces tambours sont évasés sur leurs bords 77; un carter de protection 78, entou- rant le tambour 17, est cambré vers le haut sur sa surface inférieure 79, de manière à continuer l'arc défini par les bords évasés 77 du tambour 17 et un carter de protection 81, entourant partiellement le tambour 19, est cambré vers le bas, ainsi que la partie supérieure 82 du montant 14, pour se raccorder à l'arc défini par les bords évasés 77 du tambour 19. Un carter de protection.83, entourant le carter 65 et le mécanisme à genouillère est fixé à son bord supérieur 84, à la partie supérieure 82 du montant 14 et, à son bord infé- rieur, au support 39.
Un "souffleur" 85 disposé en dessous de la bande re- çoit de l'air sous pression venant d'une source appropriée, non représentée, et est fixé au montant 14 du côté de sortie des tambours rotatifs 17 et 19. Ce souffleur 85 permet à une éprouvette qui a été découpée dans la bande et éjectée d'entre les dispositifs de découpage, de rester certainement au-dessus de la bande et d'être projetée dans le récepteur 86 fixéà unsupport 87monté sur un montant 88 disposé sur un massif 89. Du côté de la sortie, on monte un rouleau 91 dont l'axe est porté par des paliers convenables 92 montés sur
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le montant 88; il aide à guider la bande vers le bas en-dessous du récepteur 86 et le conduit à un dispositif d'enroulement ou analogue.
La fig. 6 représente le circuit de commande destiné à exciter et à désexciter les deux solénoïdes 41 et 42. Ce circuit comporte plusieurs relais dont le premier comprend un enroulement 101 et un contact 101a normalement ouvert ; le second comprend un enroulement 102 et deux contacts normalement ouverts 102a et 102b; le troisième est pourvu d'un enroulement 103 et de deux contacts normalement ouverts 103a et 10b; le quatrième possède un enrou- lement 104 et deux contacts normalement ouverts 104a et 104b ain- si que deux contacts normalement fermés 104c et 104d; le cinquiè- me comprend un enroulement 105 et deux contacts normalement ou- verts 105a et 105b ainsi qu'un contact normalement fermé 105c;
le sixième, enfin, comporte un enroulement 106 et deux contacts nor- malement ouverts 106a et 106b. Le circuit comprend également un bouton poussoir 100 dont le contact 100a est normalement fermé et le contact 100b normalement ouvert. L'interrupteur limiteur 31 à cames, à grande vitesse, dont on a parlé précédemment, comprend: deux cames 31a et 31b que l'on amène dans leur position de ferme- ture et d'ouverture grâce à la rotation de l'arbre 23 auquel 1' interrupteur 31 est relié. On ferme un interrupteur bipolaire 97 à couteau et à fusible avant de mettre en marche le moteur 27, ce qui donne le courant nécessaire pour le circuit de commande, la mise en circuit étant indiquée par une lampe 98 en série avec une résistance convenable 99 et branchée en parallèle sur les conducteurs électriques Ll et L2.
On prévoit deux interrupteurs de secours 107 et 108 qui agissent ensemble de sorte que, lorsque l'on ouvre l'interrupteur 107 pour couper le courant dans le so- lénoïde 41, l'interrupteur 108 passe à sa position de fermeture, si bien que le solénoïde 42 shunte les deux conducteurs princi- paux Ll et L2 et s'excite à nouveau.
On peut très facilement synchroniser la vitesse tangen-
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tielle des éléments de découpage avec la vitesse de la matière en bande qui se déplace rapidement en comparant la lecture donnée par le générateur tachymétrique avec celle d'un instrument con- venable indiquant la vitesse de la bande et que l'on peut asso- cier à celle-ci, de préférence au voisinage immédiat de l'appa- reil servant à prélever des éprouvettes; si l'on trouve qu'il existe une différence entre la vitesse de la bande et la vitesse tangentielle des éléments de découpage, on peut régler le rhéostat 27a monté dans le circuit du moteur de commande du découpage, de manière que la vitesse tangentielle des éléments de découpage coïncide avec la vitesse de la bande.
Etant donné que les caractéristiques de la bande peu- vent varier dans sa largeur, il est désirable de prélever des é- prouvettes en différents points transversaux, de manière qu'elles puissent représenter la matière d'où on les a retirées. On met en position les éléments de découpage en un point transversal quel- conque, en faisant fonctionner le moteur hydraulique 28, qui dé- place sur les rails le bâti principal portant les éléments de dé- coupage, de la distance transversale nécessaire.
Lorsque le moteur de découpage 27 est mis en marche, le générateur tachymétrique 34 produit un courant suffisant pour exci- ter l'enroulement du relais 101, ce qui provoque la fermeture du contact lOla et établit le circuit permettant à tout le courant de la canalisation de traverser et d'exciter la bobine 102, ce qui ferme les contacts 102a et 102b et introduit le second relais dans le circuit. Aussitôt que le contact 101a se ferme, tout le courant de la canalisation passe dans le circuit comprenant les contacts normalement fermés 104c, l'interrupteur 108 et l'enrou- lement 106.
L'excitation de l'enroulement 106 provoque la ferme- ture des contacts 106a et 106b, ce.qui permet à tout le courant de la canalisation de traverser et d'exciter le solénoide 42 qui attire positivement l'armature 44 pour empêcher l'élément de décou-
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page 21 de faire saillie inopportunément.
Lorsqu'on veut prélever une éprouvette sur la matière en bande qui se déplace rapidement, l'opérateur appuie sur le poussoir 100, ce qui sépare son armature 100a de son contact et coupe le circuit dans cette partie de la canalisation et fait par ailleurs court-circuiter par l'armature 100b le contact qui lui est associé, ce qui permet à tout le courant de la canalisation de traverser et d'exciter l'enroulement 103, si bien que ses con- tacts 103a et 103b sont fermés et introduisent ainsi le troisième relais dans le circuit.
Etant donné que l'introduction dans le circuit de l'enroulement 103 et de ses contacts s'effectue dès qu'on appuie sur le bouton poussoir, l'opérateur peut relâcher imm édiatement ce bouton 100 pour permettre à ses armatures 100a et 100b de revenir dans les positions représentées sur la fig. 6.
Sur le schéma de câblage de la fig. 6, on a représenté la came 31 de l'interrupteur limiteur 31 du type à cames à grande vi- tesse dans sa position de fermeture et la came 31b dans sa posi- tion d'ouverture . Cependant, pendant que l'élément de découpage tourne jusqu'à venir en un point précédant la position de décou- page, la came 31b passe en position de fermeture et provoque l'excitation de l'enroulement 104 par le courant de la canalisa- tion, ce qui ferme les contacts 104a et 104b, en introduisant dans le circuit l'enroulement 105, et ouvre les contacts norma- lement fermés 104c et 104b, ce qui désexcite respectivement le so- lénoide 42 et l'enroulement 102.
La fermeture du contact 104b per- met au courant de la ligne de traverser et d'exciter l'enroule- ment 105, lorsque l'interrupteur 107 est fermé, si bien que les deux contacts normalement ouverts 105a et 105b se ferment et que le contact normalement fermé 105c s'ouvre. La fermeture des con- tacts 1052..et 105b permet au courant de la ligne de traverser et d'exciter le solénoïde 41, ce qui attire rapidement l'armature 43 dans la bobine et actionne le mécanisme à genouillères qui lui est associé.
Ainsi, le poinçon (ou élément de découpage) 21 fait immé-
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diatement saillie vers l'extérieur et reste dans cette position, si bien que lorsque les tambours 17 et 19 continuent à tourner, les deux ensembles de découpage 18 et 29 viennent en position de découpage coopérante avec la bande et y prélèvent une éprouvette.
Le réglage dans le temps de l'interrupteur limiteur 31 est tel que, aussitôt que les éléments de découpage ont dépassé leur position de travail et ont quitté la bande, la came 31a re- vient immédiatement à sa position d'ouverture pour désexciter 1' enroulement 103 en ouvrant ainsi les contacts 103a et 103b. L'ou- verture du contact 103b provoque l'interruption du circuit de 1' enroulement 104, désexcite cet enroulement, provoque l'ouverture des contacts 104a et 104b et le retour des contacts 104c et 104d à leur position normale de fermeture; l'ouverture du contact 104b interrompt le passage du courant dans l'enroulement 105, désexci- te ainsi cet enroulement et fait ouvrir les contacts 105a et 10b, ce qui désexcite le solénoïde 41.
La fermeture du contact 104c provoque la réexcitation de l'enroulement 106, si bien que les con- tacts 106a et 106b se ferment et que le solénoïde 42 s'excite im- médiatement en attirant son plongeur 44 qui actionne les genouillè- res, si bien que le poinçon 21 revient immédiatement à sa posi- tion de retrait.
REVENDICATIONS
1.- Appareil à prélever des éprouvettes sur une matière en bande en mouvement, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de supports entre lesquels la bande passe et qui sont montés de telle sorte que leurs axes de rotation se trouvent dans des plans perpendiculaires au plan de la bande;' une paire d'éléments de dé- coupage coopérants montés dans les dits supports ; un dispositif pour déplacer au choix l'un des dits éléments de découpage dans son support pour provoquer ou non un découpage pendant que les supports tournent.