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PERFECTIONNEMENTS AUX M ACHINES POUR ASSEMBIER DES ECROUS ET
DES BOULONS.
La présente invention est relative à l'opération d'assemblage d' écrous sur des boulons en vue de l'expédition aux usagers et concerne, plus particulièrement, la construction de machines permettant d'exécuter cette opération de manière expéditive et efficiente, en comparaison de la méthode ordinaire à la main,consistant à présenter les écrous aux boulons avec les doigts des deux mains et à les faire tourner jusqu'à ce qu'ils soient suffi- samment vissés l'un sur l'autre. La machine est du type, dans lequel chaque boulon est maintenu dans l'impossibilité de tourner, tandis qu'un écrou est mis en place par rotation sur le filet du boulon.
L'invention procure à la fois un dispositif rotatif perfectionné pour la présentation des écrous aux boulons et pour le vissage de ces écrous sur ces boulons, ainsi que des ma- chines contenant un tel dispositif, ces machines étant elles-mêmes conçues dans leur ensemble pour être de fabrication relativement peu coûteuse,et pour n'entraîner que des frais modiques de fonctionnement et d'entretien, tout en étant susceptibles d'être adaptées à l'assemblage d'écrous et de boulons de divers calibres.
Suivant l'invention, dans une machine servant au but sus-indi- qué et du type décrit ci-dessus, des écrous et des boulons sont amenés res- pectivement à une paire d'organes mobiles, dans l'un desquels les écrous' sont successivement animés d'une rotation à grande vitesse autour de leurs axes, tout en subissant un mouvement d'avancement le long de leurs axes, jus- qu'à l'endroit où ils doivent venir en prise avec les extrémités des boulons, l'autre organe mobile servant à présenter successivement les boulons coaxia- lement aux écrous audit endroit, cette présentation des boulons ayant lieu au moment où les écrous arrivent à l'endroit précité, les écrous et boulons ainsi présentés l'un à l'autre étant amenés en prise, après quoi les écrous sont éloignés par les boulons de l'endroit susdit,
par un mouvement de rappro-
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chement relatif desdits organes, suivi d'un mouvement de retrait conduisant à l'éjection des boulons munis de leur écrou, hors dudit autre organe mobile.
Plus particulièrement, les écrous avancent, pan contre pan, en un courant continu,en ayant leurs alésages taraudés disposés en travers de la ligne d'avancement et sont, tour à tour, écartés latéralement de cette ligne, par un piston à mouvement alternatif, qui les amène dans une extrémi- té et le long de l'alésage d'un organe rotatif, jusque dans une position où ils se trouvent à l'intérieur d'un agencement en étoile de doigts ou dispo- sitifs analogues portés à l'extrémité opposée de l'organe rotatif et agen- cés pour saisir élastiquement l'écrou par ses pans, en vue de le faire tour- ner autour de son propre axe en même temps que ledit organe, tandis que le piston se retire alors, pour répéter cette opération sur l'écrou suivant de la série continue d'écrous.
L'organe rotatif opérant de la manière indiquée ci-dessus sera désigné, dans la duite du présent mémoire, comme étant le "plateau de présentation des écrous ou simplement comme étant le "plateau".
Les particularités précitées ainsi que d'autres particularités et détails de l'invention seront décrites à présent en référence aux dessins ci-annexés, qui représentent deux formes d'exécution de machines comportant lesdites particularités. Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en élévation, en bout, d'une machine entièrement automatique suivant l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation, correspondant à la figu- re 1 et montrant certains dispositifs de commande; - la figure 3 est une vue en plan fragmentaire dans la direction de la flèche III de la figure 1; - la figure 4 est, après coupe partielle, une vue en élévation fragmentaire dans la direction des flèches IV aux figures 1 et 3; - la figure 5 est une coupe verticale fragmentaire suivant la ligne V-V de la figure 3 ;
- la figure 6 est une vue en plan du plateau de présentation et de mise en rotation des écrous, tel qu'en comporte la machine représentée dans les figures précédentes; - la figure 7 est une coupe axiale dudit plateau ; - la figure 8 est une vue en perspective d'un arbre à cames et d'un système de cames inclus dans la machine, pour engendrer diverses ac- tions dans celle-ci; - les figures 9, 10, 10a, 11 et 12, sont des coupes verticales fragmentaires à travers l'arbre à cames, suivant les plans IX, X, XI et XII de la figure 8, ces coupes montrant respectivement les divers dispositifs de commande à cames; - les figures 10b et 10c, ainsi que la figure 12a sont des vues en plan fragmentaires correspondant aux figures 10 et 12;
- la figure 13 est une vue en élévation frontale d'un type semi- automatique de machine suivant l'invention (cette vue montrant deux appareil- lages ou ensembles placés dans un châssis commun); - la figure 14 est une vue en bout de la machine représentée à la figure 13 ; - la figure 15 est une vue en plan d'un dispositif de présenta- tion de boulons, commandé par une pédale (le dispositif en question étant des- siné dans la position où il est en relation opérative avec le plateau de la
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figure 7); - la figure 16 est une vue en bout dans la direction de la flèche XVI de la figure 15;
- la figure 17 est une coupe fragmentaire suivant la ligne XVII- XVII de la figure 15, et - les figures 18 et 19 sont des coupes verticales longitudinales, correspondant à la figure 15 et montrant l'action d'avancement des boulons, par rapport à l'écrou présenté et mis en rotation, engendrée par le mécanis- me à pédale des figures 13 et 14.
La machine entièrement automatique représentée aux figures 1 à 12 inclusivement comporte un châssis 1 muni d'une table 2 inclinée vers l'a- vant et supportant une trémie 3, à partie de laquelle des écrous sont amenés, à travers une goulotte 4, par simple gravité, de la manière expliquée dans le présent mémoire, jusqu'à un plateau 5, par lequel les écrous sont mécani- quement véhiculés vers l'endroit mentionné plus haut. Une trémie 6 sert à a- mener,par simple gravité, à travers une goulotte 7, des boulons jusqu'à un disque rotatif 8, qui les présente au-dessus de l'endroit précité en regard et dans l'axe du plateau 5.
La position relative du plateau 5 et du disque 8 apparaît le mieux aux figures 3 et 4. Dans ces figures, les boulons animés d'un mouvement par le disque 8 sont désignés par la... notation A, tandis que les écrous vissés sur ces boulons ou en cours de vissage sur ceux-ci sont dé- signés par la notation B.
On décrira à présent la manière dont les boulons sont amenés au disque 8 et dont ces boulons sont entraînés par ce disque dans la région ou l'endroit précité et hors de ce dernier. En se référant, en premier lieu, aux figures 3 à 5, on remarque que les boulons, qui sont tous désignés par la no- tation A et sont avantageusement disposés de façon à présenter leurs têtes vers le haut et leurs tiges filetées vers le bas, sont amenés l'un derrière l'autre dans la goulotte 7, d'où ils sont déchargés dans des encoches 9 sensiblement semi-circulaires, ménagées à intervalles réguliers à la péri- phérie du disque 8.
Ce disque est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un arbre 10 dirigé vers le haut et avantageusement de manière à surplom- ber en partie le plateau 5 de présentation des écrous, en sorte que la cir- conférence décrite par les axes des encoches du disque 8 coïncide avec un prolongement vers le haut de l'axe du plateau 5.
Ainsi insérés dans les en- coches 9 du disque 8, de préférence de façon que les têtes des boulons repo- sent dans des évidements correspondants de forme appropriée, les bouts file- tés des boulons font saillie sous le disque, qui est animé d'un mouvement de rotation intermittent dans le sens de la flèche x, de façon à présenter, tour à tour, l'extrémité.ou bout fileté de chaque boulon coaxialement au-des- sus du plateau 5, le disque étant alors arrêté momentanément, pendant la période durant laquelle le plateau 5 présente un écrou tournant B sous le boulon et en face de celui-ci.
Dans cette position, dont chaque boulon s'ap- proche et s'éloigne en étant retenu latéralement par une bande de retenue 8a en arc de cercle, le boulon est maintenu contre toute rotation dans son encoche 9, notamment à l'aide d'un dispositif de blocage ou un dispositif analogue 11, sollicité par un ressort et amené radialement en position opéra- tive par un dispositif de commande à came convenablement réglé (voir figure 9).
Selon le mode de construction préféré du plateau de présentation des écrous, celui-ci peut consister, ainsi que le montrent le mieux les fi- gures 6 et 7, en un corps tubulaire 5a, à travers l'alésage 5b duquel les écrous peuvent avancer librement, le corps étant tourillonné dans des paliers à billes 5c ou d'autres paliers appropriés et comportant au dessus de ceux- ci, c'est-à-dire vers l'extrémité d'évacuation des écrous, une,poulie 5d pour une courroie de transmission. L'extrémité supérieure, c'est-à-dire l'extrémi- té d'évacuation du corps du plateau se termine par des paires de pattes espa- cées 5e dirigées radialement, ces paires étant, par exemple, au nombre de trois.
Entre chaque paire de pattes, un doigt métallique 12, affectant la for-
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me d'un levier coudé, est monté sur une broche de pivotement 5f. Cette bro- che de pivotement 5f est, danschaque cas, disposée plus près de la face su- périeure de la poulie d'entraînement que de 1 extrémité du corps tubulaire 5a, le levier coudé 12 présentant une branche 5g s'étendant en direction radiale à partir de la broche de pivotement, tandis que l'autre branche du levier coudé forme le doigt 12 généralement.dirigé vers le haut et vers 1' intérieur par dessus l'extrémité de l'alésage du corps tubulaire, le doigt 12 présentant un bord faiblement en pente et cémenté, pour le passage des écrous.
Chaque levier coudé est sollicité par un ressort de compression hé- licoidal 5h, logé dans une poche 5j ménagée dans la poulie 5d et agissant sur le bras radial 5g du levier coudé. Lorsqu'un écrou est poussé par le piston 14 dans l'intervalle séparant les doigts 12, ceux-ci saisissent l'é- crou par trois de ses pans, dans une mesure suffisante pour que la rota- tion du plateau soit communiquée à l'écrou, sans que, toutefois, celui-ci soit dans l'impossibilité d'être dégagé desdits doigts, lorsqu'il est vissé sur le boulon. Deux doigts diamétralement opposés de ce type peuvent suffire pour maintenir similaitement des écrous carrés.
On peut aussi imaginer n'im- porte quel système équivalent de doigts d'agrippage ou analogues, agencés de façon à s'adapter, par exemple, à des écrous de calibres et/ou de profils différents.
En ce qui concerne le fonctionnement des pièces décrites ci-des- sus, le plateau 5 de présentation des écrous, outre qu'il tourne dans la di- rection propre à visser un écrou sur un boulon,est monté de façon à s'élever et à s'abaisser, sur une courte distance, correspondant sensiblement à l'é- paisseur ou hauteur des écrous.
La course d'élévation, qui amène le plateau 5 dans la position approximative où il est représenté en B1 à la figure 4, est réglée de manière à avoir lieu chaque fois qu'un écrou est poussé, à travers le passage ménagé dans le plateau 5, jusque dans l'intervalle entre les doigts d'agrippage 12, où l'écrou est soumis à une rotation finale, l'é- crou étant ainsi appliqué contre le boulon présenté, au-dessus de lui, par le disque 8 et finalement vissé sur ce boulon, de la manière déjà décrite en référence à la figure 4. Le moment de rotation de l'écrou suffit à vis- ser complètement celui-ci sur le filet du boulon, pendant que les doigts 12 subissent un mouvement de retrait vers le bas et s'éloignent de l'écrou, pen- dant la course de retour vers le bas du plateau 5.
Lorsqu'un écrou à ainsi été vissé sur un boulon, le disque de présentation des boulons est à nouveau admis à effectuer une rotation cor- respondant à la distance séparant deux encoches 9, le dispositif de blocage 11 étant dégagé, au moment voulu, du disque 8, de manière à relâcher sa pri- se sur le boulon muni d'un écrou,tel que A1, lequel boulon, après s'être éloigné du.-plateau 5 d'une distance correspondant à deux fois la distance séparant deux encoches, jusque dans la position A3' est ensuite éjecté dans une goulotte d'évacuation ou un dispositif similaire 3a, par simple gravité ou par un mécanisme approprié, tel qu'un doigt 13, réglé et agencé de façon à soulever le boulon de son évidement lorsqu'un tel évidement est prévu, et un bras éjecteur ou déflecteur 13a.
Pendant ce temps le plateau 5a présenté un autre écrou à un autre boulon et les opérations décrites ci-dessus se ré- pètent aussi longtemps qu'il y a des boulons et des écrous dans les trémies ou dispositifs analogues et que l'alimentation en boulons et en écrous peut, dès lors, se poursuivre. Le mode d'actionnement des éléments 13 et 13a est représenté en partie aux figures 3 et 4.
Pour parer à l'éventualité d'une continuation de la présentation d'écrous par le plateau 5, lorsque, pour une cause quelconque,, les boulons ne sont pas présentés correctement au-dessus des écrous, la course du piston 14., couplée à la course du plateau 5 lui-même, est rendue suffisante pour chasser complètement les écrous à travers les doigts 12, à tel point que ces écrous sont alors expulsés du plateau 5, d'où ils peuvent être amenés, en passant sur une tôle ou un dispositif similaire servant en même temps de dis- positif de protection placé au-dessus du dispositif de commande du plateau 5, à un collecteur approprié 3d, se trouvant en dehors des parties mobiles
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de la machine.
Similairement, des moyens peuvent être prévus pour empêcher l'amenée, au-dessus du plateau 5, de boulons qui, pour une cause quelconque, peuvent être improprement placés dans les encoches ou évidements ménagés dans le disque 8. A cet égard, le dispositif de blocage 11, destiné à main- tenir les boulons correctement en place, pendant l'application des écrous, peut être agencé et réglé, en ce qui concerne ses mouvements, pouragir comme dispositif d'arrêt lorsque des boulons occupent une position défectueuse ou lorsque des encoches sont démunies de boulons, de telle sorte que le mouvement d'avancement intermittent du disque 8 peut être arrêté, jusqu'à ce que le dé- rangement ait été constaté et qu'il y ait été remédié.
De même, des moyens peuvent être prévus pour empêcher que des boulons ne portant pas d'écrous soient déchargés dans le récipient recueillant les boulons et écrous assem- blés, ainsi que pour empêcher les dommages que pourrait subir le mécanisme, par suite de la présence de boulons incorrectement placés dans le disque à encoches ou dans une autre partie quelconque du mécanisme.
En général, pour protéger le mécanisme contre des endommagements, les diverses opérations sont effectuées, ainsi qu'il est d'usage dans les ma- chines automatiques, à l'intervention de dispositifs de liaison élastiques ou d'autres dispositifs de commande de ce genre. Un tel dispositif de pro- tection est incorporé dans le dispositif de commande du dispositif de blocage 11, comme le montre la figure 4. Sur cette figure, on voit qu'une tige de commande 15 est propulsée sur des bras parallèles 16 par un système de com- mande à came (voir figure 9) et ramené en arrière par un ressort de rappel 17. Un dispositif de protection affectant la forme d'un ressort de compres- sion 18 est prévu dans ce dispositif.
De même, un ressort de liaison 13b est prévu dans le dispositif de soulèvement des boulons, auquel il a été fait référence ci-dessus.
Les dispositifs de commande des diverses parties mobiles de la machine peuvent comporter une courroie 19, servant à faire tourner le pla- teau 5 de présentation des écrous à des vitesses élevées, par exemple de 3000 tours par minute. D'autres dispositifs de commande peuvent être montés comme décrit ci-après, sur un arbre de couche 20 (ou sur une série d'arbres engrenant l'un avec l'autre) portant des cames ou dispositifs analogues de forme convenable, à partir desquels les mouvements d'élévation et d'abaisse- ment du plateau 5 à une vitesse de, par exemple, à 100 cycles par minute, le mouvement de va-et-vient du piston d'amenée des écrous et le mouvement d'avan- cement intermittent du disque de présentation des boulons, ainsi que le fonc- tionnement intermittent du dispositif de blocage 11 des boulons, tous ces mouvements s'exécutant à la même périodicité,
peuvent être transmis de toute autre manière appropriée, eu égard à la protection des pièces mobiles de la machine et à la possibilité d'accéder à ces pièces en vue de leur entretien.
Les trémies à écrous et boulons ou dispositifs analogues sont, de préférence, équipés d'agitateurs mécaniques, notamment du type à table basculante ou à clapet agencés pour orienter correctement les écrous ou les boulons dans les goulottes, auges ou dispositifs similaires, par lesquels ces écrous ou ces boulons sont amenés respectivement au plateau 5 et au disque 8. Ces disposi- tifs d'agitation peuvent être connectés de manière à agir en synchronisme avec les autres mouvements décrits ci-dessus.
Les actions mécaniques utilisées dans la forme d'exécution préfé- rée de machine suivant l'invention sont illustrées aux figures 8 à 12a. Sur l'arbre de couche 20 est montée une roue d'entraînement 21 pour cet arbre, cette roue étant, par exemple, entraînée par une courroie passant sur un ar- bre principal 22 (voir figures 1 et 2). Les notations de référence 23, 24, 25, 26 et 27 désignent des cames servant à l'actionnement (une fois par ré- volution) de divers dispositifs, ainsi qu'il sera décrit, en particulier, en référence aux figures 9, 10, 10a, lOb, 10c, 11, 12 et 12a..
A la figure 9, la came 23 fait osciller un bras 28, un bras 29 articulé audit bras 28 et, par l'intermédiaire d'une liaison à vis réglable 30, le bras 16a (voir figure 4) du levier coudé 16, de manière à actionner
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la tige de blocage élastique 15.
Aux figures 10 et lOb, la came 24 fait osciller un bras 31, qui, d'une part, commande, par l'intermédiaire d'une bielle 32, un dispositif a- gitateur 33 monté dans la trémie 3 servant à la distribution d'écrous, et d' autre part, fait subir au corps du plateau 5 un mouvement de va-et-vient, par l'intermédiaire d'un système de basculement 34, comportant des connexions à fourche et broche 35, dans lesquelles le piston 14 peut être actionné (voir plus loin).
A la figure 10a, la came 25 fait osciller un bras 36 de manière à actionner un cliquet 37 et une roue à rochet 10a, qui tourne, dent par dent, autour de l'arbre 10 portant le disque 8 muni d'encoches destinées à recevoir les boulons.
A la figure 11, la came 26 fait osciller par son bossage 26a, un bras 38 ayant pour effet de ramener le piston 14 (ou un prolongement dudit piston par l'intermédiaire d'une buselure de guidage 14a) en arrière, de la manière déjà expliquée, le ressort 38a servant, dans ce cas, à provoquer la course d'avancement du piston, de manière à pousser les écrous entre les doigts du plateau 5.
Aux figures 12 et 12a, la came 27 fait osciller le bras 39,pour amener en correspondance et bloquer le disque 8 contre toute rotation dans l'intervalle entre chaque rotation partielle intermittente de ce disque, la liaison de commande entre le bras 39 et le disque 8 étant réalisée par l'in- termédiaire d'un système 40 de cliquet et de roue à rochet.
Les diverses pièces composant la machine, sont, de préférence, agencées de manière à pouvoir être simplement et rapidement remplacées, se- lon les dimensions des écrous et des boulons à traiter. Ainsi, bien que les axes de rotation du plateau de rotation, et de présentation des écrous et du disque de présentation des boulons puissent être dans des parties fixes du châssis de la machine, ces organes peuvent être prévus en différents cali- bres et/ou les parties inférieures du plateau 5 et des encoches 9 du disque 8 peuvent être susceptibles d'être ajustées en dimensions, d'une manière sim- ple, pour adapter la machine au traitement de divers calibres d'écrous et de boulons.
De même, la goulotte ou le dispositif analogue servant à guider les éorous à partir de la trémie ou dispositif d'alimentation analogue et/ou les dispositifs d'agitation et de décharge associés à ces trémies ou dispositif analogues, peuvent, de préférence, être remplaçables et prévus en plusieurs dimensions. Des moyens peuvent également être prévus dans les dispositifs de commande pour permettre, au besoin, de régler la cadence des mouvements de va-et-vient et autres mouvements, selon les nécessités pour obtenir une pré- sentation correcte des écrous aux boulons.
Avec certains types de boulons, il peut être souhaitable de pré- senter l'extrémité filetée du boulon à l'écrou tournant, par des méthodes manuelles. Les boulons peuvent être chargés à la main dans un réceptacle ap- proprié, de façon que leurs extrémités filetées soient alignées et présentées correctement à l'écrou tournant. L'éjecteur d'écrous décrit ci-dessus peut être commandé au pied, de façon que l'écrou soit amené en prise et vissé sur le boulon au moment correct. L'opérateur peut alors enlever le boulon muni de son écrou.
Une machine semi-automatique permettant d'opérer de la manière décrite ci-avant est représentée aux figures 13 et 14. Dans ces figures, le châssis 1 supporte un plateau 5 d'alimentation et de mise en rotation d'écrous.
Ce plateau 5, qui est du type déjà décrit ci-dessus et dont l'axe s'étend ho- rizontalement, est alimenté de l'arrière par un courant d'écrous amenés de la trémie 3 par une goulotte 4, jusqu'en un endroit où le piston 14 pousse l'écrou, de la manière représentée à la figure 7. Dans ce cas, un prolongement
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arrière du piston 14 (figure 14) subit un avancement lorsqu'on appuie sur une pédale 41, la pédale 41 étant reliée au prolongement du piston 14 par une bielle 42, un levier coudé 43 et une articulation 44, Le même mouvement de la pédale est utilisé pour la fourniture des boulons, d'une manière qui se-;
ra décrite ci-dessous, par l'intermédiaire d'une seconde bielle 45, d'un le- vier coudé 46 et d'une bielle finale 47, qui comporte une section élastique de protection correspondant aux organes 15 et 18 de la figure 4.
Aux figures 15 à 19, un piston 48 muni d'un ressort de rappel et pouvant avancer le long de guides 49 à rouleaux, de position fixe, d'une ossature fixe et rigide 49a sous la commande positive de la bielle 47, lors- que la pédale 41 est abaissée à l'encontre de l'action du ressort 4-La-, est agencé pour pousser en avant une boîte coulissante 50, par l'intermédiaire d'un ressort de compression 51, jusqu'à ce que cette boîte 50 soit en con- tact avec un plateau 53, cette boîte faisant avancer ce dernier à l'encontre de l'action des ressorts de rappel 52. La boîte coulissante peut ainsi être avancée vers l'écrou B (comparer les figures 18 et 19).
La boîte coulissante 50 est agencée pour recevoir un boulon A, les pans inférieurs de la tête du boulon, qui occupe une position horizonta- le,reposant dans une cavité de forme complémentaire 50a et l'extrémité file- tée du boulon A étant dirigée de la manière représentée à la figure 18. Com- me il ressort des figures 18 et 19, le piston 48 comporte une tête 48a qui, lorsque la boîte a été amenée jusque dans une position limite, comme à la fi- gure 19, chasse le boulon à travers une fente 53a ménagée dans le plateau 53.
Pendant son mouvement d'approche de cette position, la tête du boulon pénètre dans une partie 50b, affectant une forme correspondant entièrement au contour de la tête du boulon, de la boîte, en sorte que le boulon est as- sujetti contre toute rotation, pendant que l'écrou est vissé sur lui, ainsi qu'il ressort clairement de la figure 19.
A ce moment,le piston est admis (par relâchement de la pédale 41) à se retirer avec la boîte coulissante 50, le boulon muni de son écrou ayant été mis à même de quitter la position dans laquelle il est représen- té à la figure 19, et étant sorti de la boîte 50 à travers la fente 53a mé- nagée dans le plateau 53, ce dernier ayant été suffisamment écarté de l'avant de l'organe 49a, pour laisser passer la tête du boulon.
La courroie d'entraînement du plateau de présentation et de ro- tation des écrous apparaît en 19 aux figures 13 et 14, ces figures montrant également un dispositif agitateur d'un type tel que celui représenté à la figure 10 en 32, 33.
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IMPROVEMENTS TO M ACHINES FOR ASSEMBLING NUTS AND
BOLTS.
The present invention relates to the operation of assembling nuts onto bolts for shipment to users and relates more particularly to the construction of machines allowing this operation to be carried out expeditiously and efficiently, in comparison. the ordinary manual method, which consists of presenting the nuts to the bolts with the fingers of both hands and turning them until they are sufficiently tightened together. The machine is of the type, in which each bolt is kept unable to turn, while a nut is rotated on the thread of the bolt.
The invention provides both an improved rotary device for presenting nuts to bolts and for screwing these nuts onto these bolts, as well as machines containing such a device, these machines themselves being designed as a whole. to be relatively inexpensive to manufacture, and to incur only minimal operating and maintenance costs, while being capable of being adapted to the assembly of nuts and bolts of various gauges.
According to the invention, in a machine serving the above-mentioned purpose and of the type described above, nuts and bolts are respectively supplied to a pair of movable members, in one of which the nuts. are successively animated with a rotation at high speed around their axes, while undergoing a movement of advance along their axes, until the point where they must come into engagement with the ends of the bolts, l 'another movable member serving to successively present the bolts coaxially with the nuts at said location, this presentation of the bolts taking place at the moment when the nuts arrive at the aforementioned location, the nuts and bolts thus presented to one another being brought into engagement, after which the nuts are removed by the bolts from the aforementioned place,
by a movement of closer
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relative chement of said members, followed by a retraction movement leading to the ejection of the bolts provided with their nut, out of said other movable member.
More particularly, the nuts advance, side to side, in a direct current, having their threaded bores arranged across the advance line and are, in turn, spaced laterally from this line, by a reciprocating piston, which brings them into one end and along the bore of a rotary member, to a position where they lie within a star-like arrangement of fingers or the like carried on the side. opposite end of the rotary member and arranged to elastically grip the nut by its sides, with a view to making it rotate around its own axis at the same time as said member, while the piston is then withdrawn, in order to repeat this operation on the next nut in the continuous series of nuts.
The rotary member operating in the manner indicated above will be referred to, throughout this specification, as the "nut display tray" or simply as the "tray".
The aforementioned features as well as other features and details of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, which show two embodiments of machines comprising said features. In these drawings: - Figure 1 is an end elevational view of a fully automatic machine according to the invention; FIG. 2 is an elevational view corresponding to FIG. 1 and showing certain control devices; FIG. 3 is a fragmentary plan view in the direction of arrow III in FIG. 1; - Figure 4 is, after partial section, a fragmentary elevational view in the direction of arrows IV in Figures 1 and 3; - Figure 5 is a fragmentary vertical section taken on the line V-V of Figure 3;
FIG. 6 is a plan view of the plate for presenting and rotating the nuts, as included in the machine shown in the preceding figures; - Figure 7 is an axial section of said plate; FIG. 8 is a perspective view of a camshaft and a cam system included in the machine, to generate various actions therein; - figures 9, 10, 10a, 11 and 12, are fragmentary vertical sections through the camshaft, taken on the planes IX, X, XI and XII of figure 8, these sections showing respectively the various control devices with cams; - Figures 10b and 10c, as well as Figure 12a are fragmentary plan views corresponding to Figures 10 and 12;
FIG. 13 is a front elevational view of a semi-automatic type of machine according to the invention (this view showing two devices or assemblies placed in a common frame); - Figure 14 is an end view of the machine shown in Figure 13; FIG. 15 is a plan view of a device for presenting bolts, controlled by a pedal (the device in question being drawn in the position in which it is in operative relation with the plate of the machine.
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figure 7); FIG. 16 is an end view in the direction of arrow XVI of FIG. 15;
- figure 17 is a fragmentary section taken along the line XVII-XVII of figure 15, and - figures 18 and 19 are longitudinal vertical sections, corresponding to figure 15 and showing the action of advancement of the bolts, with respect to to the nut presented and set in rotation, generated by the pedal mechanism of Figures 13 and 14.
The fully automatic machine shown in Figures 1 to 12 inclusive comprises a frame 1 provided with a table 2 inclined towards the front and supporting a hopper 3, from which nuts are fed, through a chute 4, by simple gravity, as explained herein, to a plate 5, by which the nuts are mechanically transported to the place mentioned above. A hopper 6 is used to drive, by simple gravity, through a chute 7, bolts to a rotating disc 8, which presents them above the aforementioned location opposite and in the axis of the plate 5 .
The relative position of plate 5 and disc 8 is best shown in Figures 3 and 4. In these figures, the bolts moved by disc 8 are designated by the ... notation A, while the nuts screwed onto these bolts or being screwed onto them are designated by the notation B.
The manner in which the bolts are brought to the disc 8 and in which these bolts are driven by this disc in the aforementioned region or place and out of the latter will now be described. Referring, firstly, to Figures 3 to 5, it will be noted that the bolts, which are all designated by the designation A and are advantageously arranged so as to present their heads upwards and their threaded rods downwards. , are brought one behind the other into the chute 7, from where they are discharged into substantially semicircular notches 9, provided at regular intervals at the periphery of the disc 8.
This disc is mounted so as to be able to rotate around a shaft 10 directed upwards and advantageously so as to partially overhang the plate 5 for presenting the nuts, so that the circumference described by the axes of the notches of disc 8 coincides with an upward extension of the axis of plate 5.
Thus inserted into the notches 9 of the disc 8, preferably so that the heads of the bolts rest in corresponding recesses of suitable shape, the threaded ends of the bolts protrude under the disc, which is driven by. an intermittent rotational movement in the direction of the arrow x, so as to present, in turn, the end or threaded end of each bolt coaxially above the plate 5, the disc then being stopped momentarily, for the period during which the plate 5 has a rotating nut B under the bolt and in front of the latter.
In this position, each bolt of which approaches and moves away while being retained laterally by a retaining strip 8a in an arc of a circle, the bolt is held against any rotation in its notch 9, in particular by means of a locking device or the like 11, biased by a spring and brought radially into the operative position by a suitably adjusted cam control device (see figure 9).
Depending on the preferred embodiment of the nut presentation tray, this may consist, as best shown in Figures 6 and 7, of a tubular body 5a, through the bore 5b from which the nuts can advance. freely, the body being journaled in ball bearings 5c or other suitable bearings and having above these, that is to say towards the discharge end of the nuts, a pulley 5d for a drive belt. The upper end, that is to say the discharge end of the body of the tray terminates in pairs of spaced radially directed legs 5e, these pairs being, for example, three in number.
Between each pair of legs, a metal finger 12, affecting the strength
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me with an angled lever, is mounted on a 5f pivot pin. This pivot pin 5f is, in each case, disposed closer to the upper face of the drive pulley than to one end of the tubular body 5a, the angled lever 12 having a branch 5g extending in the radial direction. from the pivot pin, while the other leg of the angled lever forms finger 12 generally upward and inwardly directed over the end of the bore of the tubular body, finger 12 having a slightly sloping and case-hardened edge, for the passage of nuts.
Each bent lever is biased by a helical compression spring 5h, housed in a pocket 5j formed in the pulley 5d and acting on the radial arm 5g of the bent lever. When a nut is pushed by the piston 14 into the gap between the fingers 12, the latter grasp the nut by three of its faces, to a sufficient extent for the rotation of the plate to be communicated to the 'nut, without, however, the latter being unable to be released from said fingers, when it is screwed onto the bolt. Two diametrically opposed fingers of this type may be sufficient to hold square nuts similarly.
It is also possible to imagine any equivalent system of gripping fingers or the like, arranged so as to adapt, for example, to nuts of different sizes and / or profiles.
With regard to the operation of the parts described above, the plate 5 for presenting the nuts, in addition to turning in the proper direction to screw a nut onto a bolt, is mounted so as to rise. and to lower, over a short distance, corresponding substantially to the thickness or height of the nuts.
The lifting stroke, which brings the plate 5 into the approximate position where it is shown at B1 in figure 4, is adjusted so as to take place each time a nut is pushed, through the passage in the plate 5, up to the interval between the gripping fingers 12, where the nut is subjected to a final rotation, the nut thus being pressed against the bolt presented, above it, by the disc 8 and finally screwed onto this bolt, in the manner already described with reference to FIG. 4. The torque of the nut is sufficient to tighten it completely on the thread of the bolt, while the fingers 12 undergo a movement of down and away from the nut, during the return stroke to the bottom of the plate 5.
When a nut has thus been screwed onto a bolt, the bolt presenting disk is again allowed to perform a rotation corresponding to the distance separating two notches 9, the locking device 11 being released, at the desired time, from the disc 8, so as to release its grip on the bolt provided with a nut, such as A1, which bolt, after having moved away from the plate 5 by a distance corresponding to twice the distance between two notches , up to position A3 'is then ejected into an evacuation chute or a similar device 3a, by simple gravity or by an appropriate mechanism, such as a finger 13, adjusted and arranged so as to lift the bolt from its recess when such a recess is provided, and an ejector arm or deflector 13a.
During this time the plate 5 has presented another nut to another bolt and the operations described above are repeated as long as there are bolts and nuts in the hoppers or the like and the supply of bolts. and nuts can therefore continue. The mode of actuation of elements 13 and 13a is shown in part in Figures 3 and 4.
To deal with the possibility of a continuation of the presentation of nuts by the plate 5, when, for some reason, the bolts are not presented correctly above the nuts, the stroke of the piston 14., coupled to the stroke of the plate 5 itself, is made sufficient to drive the nuts completely through the fingers 12, so much so that these nuts are then expelled from the plate 5, from where they can be brought, passing over a sheet or a similar device serving at the same time as a protective device placed above the control device of the plate 5, to a suitable collector 3d, located outside the moving parts
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of the machine.
Similarly, means can be provided to prevent the introduction, above the plate 5, of bolts which, for whatever reason, may be improperly placed in the notches or recesses made in the disc 8. In this regard, the device locking device 11, intended to hold the bolts correctly in place, during the application of the nuts, can be arranged and adjusted, as regards its movements, to act as a stop device when bolts occupy a defective position or when notches are boltless, so that the intermittent advancing movement of the disc 8 can be stopped, until the misfeed has been noted and remedied.
Likewise, means may be provided to prevent bolts not bearing nuts from being discharged into the receptacle collecting the assembled bolts and nuts, as well as to prevent damage to the mechanism which could result from the presence. incorrectly placed bolts in the notched disc or any other part of the mechanism.
In general, in order to protect the mechanism against damage, the various operations are carried out, as is customary in automatic machines, with the intervention of elastic connecting devices or other control devices thereof. kind. Such a protection device is incorporated in the control device of the blocking device 11, as shown in FIG. 4. In this figure, it can be seen that a control rod 15 is propelled on parallel arms 16 by a system. cam control (see Figure 9) and brought back by a return spring 17. A protection device in the form of a compression spring 18 is provided in this device.
Likewise, a link spring 13b is provided in the bolt lifting device, to which reference was made above.
The controls for the various moving parts of the machine may include a belt 19, which serves to rotate the nut presentation plate 5 at high speeds, for example 3000 revolutions per minute. Other actuators can be mounted as described below, on a layer shaft 20 (or on a series of shafts meshing with each other) carrying cams or the like of suitably shaped, starting from of which the raising and lowering movements of the plate 5 at a speed of, for example, 100 cycles per minute, the reciprocating movement of the piston for feeding the nuts and the forward movement - intermittent grinding of the bolt presentation disc, as well as the intermittent operation of the locking device 11 of the bolts, all these movements being carried out at the same periodicity,
can be transmitted in any other appropriate manner, having regard to the protection of the moving parts of the machine and the possibility of accessing these parts for maintenance.
Hoppers with nuts and bolts or the like are preferably equipped with mechanical agitators, in particular of the tilting table or valve type arranged to correctly orient the nuts or bolts in the chutes, troughs or similar devices, by which these nuts or these bolts are fed respectively to the plate 5 and to the disc 8. These agitation devices can be connected so as to act in synchronism with the other movements described above.
The mechanical actions used in the preferred embodiment of the machine according to the invention are illustrated in Figures 8 to 12a. On the layer shaft 20 is mounted a drive wheel 21 for this shaft, this wheel being, for example, driven by a belt passing over a main shaft 22 (see Figures 1 and 2). References 23, 24, 25, 26 and 27 denote cams for actuating (once per revolution) various devices, as will be described, in particular, with reference to Figures 9, 10. , 10a, 10b, 10c, 11, 12 and 12a ..
In Figure 9, the cam 23 oscillates an arm 28, an arm 29 articulated to said arm 28 and, by means of an adjustable screw connection 30, the arm 16a (see Figure 4) of the angled lever 16, of way to operate
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the elastic locking rod 15.
In FIGS. 10 and 10b, the cam 24 causes an arm 31 to oscillate, which, on the one hand, controls, by means of a connecting rod 32, an agitator device 33 mounted in the hopper 3 serving for the distribution of 'nuts, and on the other hand, causes the body of the plate 5 to undergo a reciprocating movement, by means of a tilting system 34, comprising fork and pin connections 35, in which the piston 14 can be operated (see below).
In Figure 10a, the cam 25 oscillates an arm 36 so as to actuate a pawl 37 and a ratchet wheel 10a, which rotates, tooth by tooth, around the shaft 10 carrying the disc 8 provided with notches intended for receive the bolts.
In Figure 11, the cam 26 oscillates by its boss 26a, an arm 38 having the effect of bringing the piston 14 (or an extension of said piston by means of a guide nozzle 14a) back, in the manner already explained, the spring 38a serving, in this case, to cause the advance stroke of the piston, so as to push the nuts between the fingers of the plate 5.
In Figures 12 and 12a, the cam 27 oscillates the arm 39, to bring into correspondence and block the disc 8 against any rotation in the interval between each intermittent partial rotation of this disc, the control link between the arm 39 and the disc 8 being produced by means of a system 40 of ratchet and ratchet wheel.
The various parts making up the machine are preferably arranged so that they can be replaced simply and quickly, depending on the dimensions of the nuts and bolts to be treated. Thus, although the axes of rotation of the turntable, and of presentation of the nuts and of the presentation disc of the bolts can be in fixed parts of the frame of the machine, these members can be provided in different sizes and / or the lower parts of the plate 5 and the notches 9 of the disc 8 may be dimensionally adjustable, in a simple manner, to suit the machine to the handling of various sizes of nuts and bolts.
Likewise, the chute or the like device for guiding the feeders from the hopper or like feed device and / or the agitation and discharge devices associated with these hoppers or like device, can preferably be used. replaceable and provided in several dimensions. Means can also be provided in the control devices to allow, if necessary, to adjust the rate of the reciprocating movements and other movements, as required to obtain a correct presentation of the nuts to the bolts.
With some types of bolts, it may be desirable to present the threaded end of the bolt to the swivel nut, by manual methods. The bolts can be loaded by hand into a suitable receptacle, so that their threaded ends are aligned and presented correctly to the rotating nut. The nut ejector described above can be foot operated, so that the nut is engaged and screwed onto the bolt at the correct time. The operator can then remove the bolt fitted with its nut.
A semi-automatic machine for operating in the manner described above is shown in Figures 13 and 14. In these figures, the frame 1 supports a plate 5 for feeding and rotating nuts.
This plate 5, which is of the type already described above and whose axis extends horizontally, is supplied from the rear by a stream of nuts brought from the hopper 3 by a chute 4, to a place where the piston 14 pushes the nut, as shown in Figure 7. In this case, an extension
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rear of piston 14 (Figure 14) undergoes advancement when depressing a pedal 41, the pedal 41 being connected to the extension of the piston 14 by a connecting rod 42, an elbow lever 43 and an articulation 44, The same movement of the pedal is used for the supply of bolts, in a manner that is;
ra described below, by means of a second connecting rod 45, an elbow lever 46 and a final connecting rod 47, which comprises an elastic protective section corresponding to the members 15 and 18 of FIG. 4 .
In Figures 15 to 19, a piston 48 provided with a return spring and able to advance along guides 49 with rollers, of fixed position, of a fixed and rigid frame 49a under the positive control of the connecting rod 47, when that the pedal 41 is lowered against the action of the spring 4-La-, is arranged to push forward a sliding box 50, by means of a compression spring 51, until this box 50 is in contact with a plate 53, this box advancing the latter against the action of the return springs 52. The sliding box can thus be advanced towards the nut B (compare FIGS. 18 and 19).
The sliding box 50 is arranged to receive a bolt A, the lower faces of the bolt head, which occupies a horizontal position, resting in a complementary shaped cavity 50a and the threaded end of the bolt A being directed from the bottom. as shown in figure 18. As can be seen from figures 18 and 19, the piston 48 has a head 48a which, when the box has been brought to a limit position, as in figure 19, drives the bolt through a slot 53a in the plate 53.
During its movement to approach this position, the bolt head enters part 50b, affecting a shape fully corresponding to the contour of the bolt head, of the box, so that the bolt is secured against any rotation, while the nut is screwed onto it, as can be seen clearly in Figure 19.
At this moment, the piston is allowed (by releasing the pedal 41) to withdraw with the sliding box 50, the bolt provided with its nut having been enabled to leave the position in which it is shown in FIG. 19, and being taken out of the box 50 through the slot 53a formed in the plate 53, the latter having been sufficiently spaced from the front of the member 49a, to allow the head of the bolt to pass.
The drive belt for the display and rotation plate for the nuts is shown at 19 in Figures 13 and 14, these figures also showing a stirring device of a type such as that shown in Figure 10 at 32, 33.
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