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Perfectionnement aux mécanismes de brochage utilisant du fil métallique.
La présente invention a trait à des perfectionne- ments apportés aux mécanismes à brocher à fil métallique et, plus particulièrement, aux dispositifs servant à supporter et soutenir latéralement l'agrafe ou cavalier en fil métalli- que qui est façonné au cours du fonctionnement du mécanisme, pendant le temps que ladite agrafe ou cavalier est chassé à l'intérieur de la matière à brocher et pénètre dans cette matière.
Dans les mécanismes de brochage à fil métallique connus, ce support est assuré extérieurement par l'élément de façonnage supérieur (que l'on peut appeler 1'organe formeur
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extérieur") de l'agrafe ou cavalier, appelé ci-après "cava- lier", alors qu'il est assuré intérieurement par un sabot sur lequel chevauche le cavalier et qui est progressivement dépla- cé à l'écart de la position qu'il occupe entre les branches du cavalier à mesure que ce dernier est chassé et pénètre dans la matière en cours de brochage ou d'agrafage.
Le support extérieur est efficace à condition que l'élément façonneur possède des dimensions adéquates, mais, bien que le sabot de support intérieur puisse recevoir une grande variété de formes et de mouvements commandés mécani- quement, il n'existe aucune combinaison connue de ces deux facteurs qui puisse assurer le degré désirable de support à tous les stades de pénétration de l'agrafe dans la pièce à brocher, ainsi que le met en évidence avec plus de détail la description qui suit.
La présente invention a pour objet un dispositif de support intérieur pour cavaliers qui ne soit pas soumis à une telle limitation et qui assure un degré de support amélio- ré à tous les stades de l'opération d'enfoncement du cavalier.
A cet effet,le dispositif de support intérieur est composé de deux pièces qui sont montées séparément et comman- dées mécaniquement et qui coopèrent de manière à constituer une unité de support des cavaliers de construction telle que le support intérieur donné au cavalier est beaucoup plus efficace et plus régulier.
Dans la description qui suit, les portions du cava- lier qui sont enfoncées dans l'ouvrage à brocher seront appelées "branches" du cavalier et la portion qui relie ces branches à l'une des extrémités sera appelée "tête" du cavalier.
Dans lhypothèse d'un dispositif de support complè- tement efficace, la limite théorique de pénétration de tout cavalier donné ne se trouve atteinte que lorsque l'écoulement plastique de la matière dont est fait le cavalier se produit, @
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ou lorsque la résistance à la pénétration de la matière à bro- cher devient supérieure au support que la matière environnante est capable de conférer aux branches du cavalier, celles-ci se tordant alors ou déviant de quelque autre manière dans la matière.
Dans la pratique connue, le refus de pénétration du cavalier intervient avant que l'un ou l'autre de ces stades ait été atteint, comme résultat du fait que la tête du cava- lier plie le dispositif de support et repousse positivement ce dispositif. Conformément à l'invention, le fait de cons- tituer le support du cavalier par deux éléments qui sont montés et commandés séparément mais qui coopèrent rend possible d'atteindre un point beaucoup plus proche de la limite théori- que de la pénétration.
L'invention améliore le degré de comman- de et de support du cavalier en supportant la tête du cavalier en principe perpendiculairement pendant presque toute la durée de l'opération d'enfoncement, et de préférence de telle façon que le dispositif de support ne puisse pas être repoussé positivement à l'écart de sa position en avant du stade de pénétration correspondant.
Pour des raisons pratiques, il peut être désirable, dans différents cas, de modifier la construction pour l'adap- ter aux conditions à satisfaire, sans qu'on s'écarte du prin- cipe consistant à constituer le dispositif de support du ca- valier par deux éléments coopérants dont l'un est destiné à assurer un support convenable, soit positif, soit à commande par un ressort, pour la tête du cavalier, et dont l'autre a uniquement pour rôle de supporter les branches du cavalier; dans le cas de supports commandés par des ressorts, le support du cavalier peut être partagé ou convenablement réparti entre le support des branches et le support de la tête, selon le
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stade de pénétration.
La disposition peut être telle que le mouvement d'un des éléments de support soit coandé positivement pendant la majeure partie de l'opération d'en- foncement du cavalier, après quoi la commande positive est supprimée et la majeure partie de la fonction de support est assumée par l'autre élément de support à commande par ressort.
Dans le cas d'une action de brochage proprement dite (sans agrafage ou fermeture du cavalier), la force de pénétra- tion s'accroît jusqu'à la valeur requise au cours des premiers stades de l'opération d'enfoncement, puis reste sensiblement constante. A mesure que la longueur de l'étai constitué par la portion non encore enfoncée des branches du cavalier diminue, la tendance de la tête à s'affaisser diminue aussi.
Dans le cas de l'agrafage, les conditions de pénétration sont analogues mais, juste avant que les couches de matière aient été complètement percées, la charge tend à s'accroître, puis tombe à une faible valeur aussitôt que les pointes du cavalier se sont créé un chemin à travers les dernières couches. Dans l'un et l'autre cas, par conséquent, si la tête est parfaite- ment supportée jusqu'en un point situé à faible distance du point où s'achève l'opération d'enfoncement, la tendance de la tête à s'affaisser aura été réduite à un degré tel qu'elle ne donnera plus lieu à aucune difficulté.
Les détails mécaniques adoptés pour la mise en pra- tique de l'invention peuvent varier selon le type de mécanis- me de brochage auquel l'invention est appliquée et, comme il ressortira de la description qui suit, l'invention peut être appliquée au type de machine dans lequel il est nécessai- re que l'espace de manipulation disponible au-dessus du niveau supérieur de l'ouvrage à brocher, lorsqu'on travaille sur celui-ci soit aussi grand que cela est pratiquement possible,
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et dans lequel il est par conséquent désirable de donner le maximum de support à la tête du cavalier.
On décrira maintenant plus en détail une forme de construction particulière à commande positive du dispositif servant à supporter les cavaliers pendant leur mouvement de pénétration, en se référant aux dessins annexés.
Dans cette construction, le support de la tête du cavalier est aussi utilisé à la façon d'un bloc de pliage, ou barre à boucle, conjointement avec l'organe formeur extérieur, pour couder le tronçon de fil métallique rectiligne et lui donner la forme d'un cavalier, de sorte qu'il joue le double rôle d'un organe formeur intérieur, au cours du façonnage, et d'un support de tête intérieur, pendant l'enfoncement du cavalier. Ce double rôle n'est toutefois pas une caractéris- tique essentielle, et l'on pourrait, si on le désire, modi- fier la construction de manière à faire usage d'un organe formeur intérieur distinct pour plier le fil métallique sous forme d'un cavalier et le transférer ensuite au support de la tête.
Les figures 1 à 7, qui sont purement schématiques, sont des coupes verticales partielles à travers la tête brocheu- se faites par un plan vertical passant par les axes communs de l'organe formeur extérieur et de l'organe de chasse et à angle droit par rapport au plan du cavalier une fois façonné.
Les parties fixes du bâti de la tête brocheuse, qui supportent les éléments mobiles, ont été omises sur certaines des figures et, lorsqu'elles ont été représentées, ces parties fixes n'ont été indiquées que dans une mesure suffisante pour expliquer le fonctionnement du mécanisme selon l'invention.
Dans les dessins annexés :
Figure 1 représente les pièces mobiles dans leur
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position de repos, ou position la plus haute avant le commen- cement des opérations de façonnage et d'enfoncement du cava- lier.
Figures 2 et 3 représentent les stades successifs de l'opération de f açonnage.
Figures 4, 5 et 6 représentent les stades successifs de l'opération d'enfoncement du cavalier.
Figure 7 représente un stade initial du mouvement de retour des pièces, l'enfoncement étant terminé.
En se référant d'abord à la figure 1, F désigne le bâti fixe de la tête brocheuse et C est la plaque de recouvre- ment frontale détachable, ces deux organes assurant conjoin- tement l'enveloppement de l'organe de chasse du cavalier (organe appelé ci-après "poinçon") de l'organe formeur exté- rieur qui effectue le façonnage du cavalier, ainsi que d'au- tres éléments qui seront décrits plus loin. Il est bien enten- du que le poinçon et l'organe formeur extérieur sont guidés pour se mouvoir verticalement dans la tête brocheuse, ce mouvement étant dérivé de cames d'une manière qui est en général déjà connue et qu'il n'est donc pas nécessaire de dé- crire ni de représenter en détail.
X-X est une ligne horizontale indiquant le niveau du sommet de l'ouvrage, l'intervalle qui sépare cette ligne de l'extrémité inférieure des éléments ou pièces mobiles de la tête brocheuse étant nécessaire à titre d'espace de manu- tention.
1 désigne l'élément de façonnage ou organe formeur supérieur du cavalier, qui sera aussi appelé ci-après "organe formeur extérieur" ou plus brièvement "organe formeur" ; et 1c est une portée destinée à recevoir un axe et un galet de came (non représentés) à l'aide desquels le mouvement @
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vertical désiré est communiqué, à partir d'un arbre à came,, à l'organe formeur.
A l'aide d'un dispositif qui ne fait pas partie de la présente invention, une longueur de fil métallique g, en- traînée et découpée à partir de la bobine ou autre source d'a- limentation en fil métallique, est amenée à une position si- tuée au-dessus de la base ou pied du support de tête (décrit plus loin)' du cavalier, où elle est prête à être pliée sous forme d'un cavalier par l'organe formeur. Dans la construction envisagée, comme l'espace sus-mentionné doit rester libre, les deux portions du dispositif de support du cavalier, à savoir l'élément qui supporte la tête et l'élément qui sup- porte les branches, doivent effectuer un mouvement vertical considérable pour atteindre l'ouvrage.
Le montage et l'action de l'élément servant à sup- porter les branches, et qui sera appelé ci-après "support de branches", vont maintenant être décrits. Cet élément est un levier 3, qui pivote en 2 autour d'un axe prévu dans l'ex- trémité supérieure de l'organe formeur, le mouvement vertical de ce levier étant ainsi le même, en grandeur et dans le temps, que celui du dit organe forneur. Le support de branches est mobile autour du pivot 2 pour pouvoir s'insérer entre les branches du cavalier et est normalement maintenu hors d'action par un ressort 4 qui prend appui et est prévu en 4a sur l'or- gane formeur.
Dans la course de descente de l'organe formeur, le support de branches se meut vers le bas à l'écart du fil métallique et du support de tête jusqu'à ce que l'organe formeur ait plié le fil métallique sous forme d'un cavalier par dessus le pied du support de tête et commence à embrasser les branches du cavalier.
Dans la continuation du mouvement
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de descente, une saillie 3a. prévue au dos du support de branches vient heurter un poussoir 5 (figure 2) monté dans la tête fixe de la machine et sollicité vers le dit support par un ressort 5a et, en surmontant la force du ressort 4 qui maintient le dit support hors d'action, le poussoir 5 oblige ce support à tourner autour de son pivot et à s'engager entre les branches w2 du cavalier, jusqu'à une position dé- terminée par la rencontre d'une face d'arrêt 3b constituée sur le côté intérieur du support de branches avec une face verticale lb de l'organe formeur.
L'extrémité inférieure 3d, de Isolément de support fait à ce moment saillie à travers le cavalier et est maintenue dans cette position (figure 3), qui est celle dans laquelle elle est destinée à coopérer avec le support de tête pendant le mouvement d'enfoncement du cavalier. A ce moment, l'organe formeur 1 est arrivé au contact de l'ouvrage ² et reste dans cette position jusqu'à ce que le cavalier ait été complètement enfoncé dans cet ouvrage. Lorsque le support de tête se meut vers le bas, comme il sera décrit plus loin, il repousse le support de branches en surmontant l'action du poussoir à ressort 5 monté dans la tête brocheuse, jusqu'à ce que l'enfoncement du cavalier soit sur le point d'être achevé.
L'enfoncement du cavalier et le montage et la construction du support de tête ainsi que la façon dont ce support coopère avec le support de branches vont maintenant être décrits.
Le support de tête est établi sous forme d'une tige 6, qui occupe normalement une position verticale, cette tige portant à son extrémité inférieure un petit pied en forme de crochet 6a, qui est perpendiculaire à la dite tige et qui présente une face inclinée 6b de forme propre à coopérer avec la face frontale de l'extrémité 3d de l'élément de support des
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branches.
A son extrémité supérieure, le support de tête est pourvu, de chaque côté, de goupilles de guidage 8 qui sont engagées dans des fentes verticales 9 (figure 4) prati- quées- de chaque côté dans la plaque de recouvrement C, laquel- le plaque enveloppe la tête de la machine et retient dans cette tête l'organe formeur et le poinçon de chasse des cava- liers. -Dans cette plaque de recouvrement est aussi montée une goupille excentrique 10 dont l'excentricité est normalement verticale, la portion excentrique 10a étant engagée dans l'ex- trémité inférieure d'une fente 11 pratiquée sur un des côtés du support de tête et étant disposée de telle manière que, conjointement avec les dites goupilles de guidage, cette portion maintient la tige 6 du support de tête dans la position verticale pendant la plus grande partie de son mouvement.
Les goupilles de guidage 8 situées à l'extrémité supérieure du support de tête sont normalement maintenues au contact de l'extrémité supérieure des fentes 9 par un ressort vertical 12, le support de tête étant ainsi maintenu dans sa position la plus haute.
Dans la plaque de recouvrement est aussi montée une goupille coulissante transversale 13, appelée ci-après "goupil- le de verrouillage supérieure"., laquelle goupille est destinée à entrer en prise avec un épaulement 14 prévu à l'extrémité supérieure du support de tête. Cette goupille sert à retenir positivement le support de tête dans sa position supérieure limite pendant que l'organe formeur façonne le fil métallique sous forme d'un cavalier en rabattant les branches par dessus le support de tête (figures 1 et 2) et, pendant cette partie du cycle de travail, ce support joue le rôle d'une barre à boucle ou organe formeur intérieur.
L'accouplement positif est supprimé par une goupille
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de débrayage 15 fixée sur la face frontale de l'élément for- meur 1. Lorsque cet élément est sur le point de terminer sa course de descente, la groupille de débrayage 15 vient heurter un bras 16,qui s'étend vers l'intérieur à partir d'un levier à trois bras pivotant en 17 autour d'un axe fixe porté par la plaque de recouvrement C, le bras inférieur 18 de ce levier entrant en prise avec la goupille de verrouillage supérieure 13, alors que son troisième bras, 19, se comporte comme une butée qui repose sur la face frontale de la plaque de recou- vrement dans la position dégagée de la goupille de verrouilla- ge.
Un léger ressort 20, tendu entre le bras inférieur du levier à trois bras et une goupille fixe 21 montée dans la plaque de recouvrement, lequel ressort pivote d'un côté à l'autre de l'axe de pivotement 17, maintient la goupille de verrouillage supérieure 13 dans la position à laquelle elle a été amenée en dernier lieu. Le bras 16 du levier à trois bras est actionné dans le sens opposé, en vue de ramener la goupille de verrouillage supérieure 13 en prise avec l'épaulement 14, par une saillie de butée correspondante 22 fixée à un niveau plus bas sur la face de l'organe formeur, la dite goupille entrant en action lorsque cet organe formeur est sur le point d'atteindre sa position la plus haute.
Le support de tête porte aussi, près de son extré- mité inférieure, une petite goupille de verrouillage 23, qui coulisse transversalement et est normalement maintenue à l'a- vant par une lame de ressort 24. Cette goupille de verrouillage intérieure s'engage, au point approprié du cycle, à l'inté- rieur d'une fente 7a pratiquée sur la face du poinçon de chasse 7, en empêchant ainsi tout mouvement de descente du support de tête par rapport au poinçon de chasse après que la goupille de verrouillage s'est engagée dans la dite fente,
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et tant qu'elle n'en a pas été dégagée de la manière qui sera décrite plus loin.
Peu de temps après que l'organe formeur extérieur et le support de branches ont atteint leur position la plus basse, mais avant le mouvement d'enfoncement du cavalier, (la goupille de verrouillage inférieure 23 du support de tête ayant alors été dégagée), une face inclinée 7b prévue près de l'extrémité inférieure du poinçon repousse la dite goupil- le de verrouillage inférieure en antagonisme à l'action de son ressort jusqu'à ce que la fente 7a prévue sur la face dudit poinçon ait été amenée à une position dans laquelle la goupille (figure 3) peut s'engager dans cette fente.
Si un mouvement de descente vertical du support de tête s'effectue en antagonisme à l'action du ressort de retenue 12 de ce sup- port pendant cette action, il faut que ce mouvement cesse aussitôt que le support de tête rencontre le support de bran- ches soumis à l'action d'un ressort puissant, et un accouple- ment d'entraînement vers le bas est par conséquent établi entre le support de tête et le poinçon. Dans cette position relativement verrouillée, le point d'entraînement du poinçon de chasse est situé sur la tête wl du cavalier, un léger jeu étant prévu à cet effet.
Les stades subséquents de la course d'enfoncement du cavalier sont indiqués sur les figures 4, 5 et 6. Le poin- çon de chasse et le support de tête mutuellement verrouillés se meuvent alors verticalement vers le bas au contact du support de branches, la face inclinée 6b du support de tête contraignant progressivement le support de branches à s'éloi- gner du cavalier de la manière précédemment décrite.
Toute- fois, comme la tête du cavalier est entièrement supportée par une face qui est perpendiculaire à la direction de la force qui effectue l'enfoncement pendant ce mouvement et
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comme, en même temps, les étais constitués par la portion non encore enfoncée des branches du cavalier sont soutenus latéralement par le support de branches pendant que la lon- gueur de ses étais diminue, le cavalier conserve sa forme. Ce support du cavalier, partagé par les deux éléments de support, continue jusqu'au moment où les branches du cavalier sont sur le point d'avoir été entièrement enfoncées à travers la matière. La figure 6 représente l'achèvement de l'opération de chasse ou d'enfoncement du cavalier.
Au moment où ce stade de la figure 6 est sur le point d'être atteint, un léger mouvement de rotation est communiqué à la goupille excentrique 10 qui est en prise avec la fente 11 du support de tête, ce mouvement étant effectué par une liaison (non représentée) avec le mécanisme de comman- de de la tête brocheuse de toute manière appropriée.
Ceci provoque le déverrouillage entre le support de tête et le poinçon et permet à ce support de se dégager du cavalier; dans ce mouvement de pivotement et de dégagement du support de tête, le support de branches suit le support de tête et s'engage de nouveau à l'intérieur du cavalier sous l'action du ressort 5a, jusqu'à ce que la tête du cavalier et l'action du poinçon le repoussent hors du cavalier et que ce dernier ait été complètement enfoncé, le poinçon retenant entre-temps le support de tête sur une tablette prévue juste au-dessous de la face inclinée 7b.
Après une courte période de repos nécessaire pour fermer l'agrafe, l'organe formeur extérieur commence à remon- ter, en entraînant dans son mouvement le support de branches, qui est ainsi soustrait à la commande du poussoir à ressort 5.
Le poinçon effectue également sa course de retour, et le sup- port de tête, qui n'est à ce moment sollicité vers le haut que par son ressort de retenue 12, se déplace vers le haut
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en reposant contre la tablette du poinçon jusqu'à ce que la goupille 8 atteigne l'extrémité supérieure des fentes 9. Un léger mouvement angulaire du support de tête 6 se produit sous l'action de la goupille 10a, mais la largeur de la tablette du poinçon est suffisante pour tolérer ce mouvement de rota- tion de 6, qui atteint sa position la plus haute sous l'ac- tion du mouvement du poinçon et sous celle du ressort 12.
Le poinçon et l'organe formeur extérieur continuent leur mouvement vers le haut, la goupille excentrique 10 ramène le support de tête à sa position verticale et, finalement, la goupille de verrouillage 13 supérieure de ce support est ramenée en prise avec lui au moment où l'organe formeur ex- térieur a terminé sa course vers le haut. L'état initial du mécanisme est maintenant rétabli, le mécanisme étant prêt pour un autre cycle de travail.
Il est possible, en divisant le dispositif de support du cavalier en deux portions montées séparément et actionnées de la manière décrite précédemment, d'assurer le maintien de la forme du cavalier par une commande positive à tous les stades de l'opération d'enfoncement.
Le principe de l'invention peut aussi être appliqué à des types de machine autres que la machine décrite plus haut, par exemple aux machines dans lesquelles il n'est pas nécessaire de prévoir un espace de manutention entre la tête brocheuse et le support de l'ouvrage, auquel cas un seul des éléments de support du cavalier, par exemple le support de branches, doit avoir un mouvement horizontal.