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Machine automatique à monter les brosses.
Dans son brevet Belge ? 532.087 du 25 Septembre
1954, pour : "Machine automatique pour la fabrication des bros- ses", la Demanderesse a décrit une machine automatique à monter, les brosses, utilisant, pour constituer les loquets, une nappe de fibres synthétiques continue se déroulant d'une bobine et qui est injectée latéralement dans l'inséreur pour former les loquets, lesquels spnt coupés directement dans la nappe à la longueur requise pour la formation des touffes, la longueur des . loquets étant variable suivant la hauteur des touffes qu'ils ' . doivent constituer dans la brosse.
La tête d'injection de la machine décrite dans ce brevet comporte un tambour sur lequel la nappe forme un tour mort et deux pinces de serrage permettant d'immobiliser la nappe pendant le sectionnement d'un loquet, la longueur du loquet étant déterminée automatiquement d'après le gabarit de la brosse à réaliser,par une commande électronique faisant tour- ner le moteur d'entraînement de la nappe de la quantité corres- pondant à la longueur exacte du loquet.
La présente invention concerne une tête d'injec- tion de la nappe de fibres dans l'inséreur, d'une construc- tion plus simple que oelle décrite dans le brevet précité
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et dans laquelle le réglage de la longueur des loquets peut être assuré de façon précise par des cames, sans risque d'er- reurs dues au rebondissement, malgré les vitesses de marche éle- vées de la. machine.
Selon l'invention, la tête d'injection comprend deux pinces agencées de manière à pouvoir serrer individuelle- ,ment la nappe de fibres en vue de la faire pénétrer d'une lon- gueur déterminée dans le canal d'injection de l'inséreur main- tenu à sa. position haute..,, l'une de ces pinces dite fixe étant immobile. pendant la majeure partie de la période comprise en-.
tre l'insertion de deux loquets successifs, l'autre dite mo- bile, exécutant pendant chacune de ces périodes un mouvement de va-et-vient dans une direction parallèle à l'axe de la nap- pe, la position de chacune de ces pinces étant déterminée au début de chacune de ces périodes par deux cames, des organes électro-magnétiques assurant le serrage individuel des deux pinces, un autre organe électro-magnétique pour effectuer le déplacement en va-et-vient de la pince mobile, et une cisaille coopérant avec la partie mobile de l'inséreur pour sectionner chaque loquet dans la nappe de fibres au début de chaque opéra- tion d'insertion.,.
Dans un mode de'réalisât ion avantageux de l'in- vention, les deux'pinces coulissent dans une même glissière et elles présentent des prolongements venant en contact pour li- miter la course de la pince mobile dans la direction avant, la came réglant la position de la pince fixé étant agencée de façon à régler positivement la position de la pince fixe dans cette direction.
Avantageusement les organes électro-magnétiques
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utilisés pour le serrage des pinces sont du type à bobine mo- bile dans un champ magnétique annulaire radial et ils compor- tent un levier articulé tournant autour de l'axe de la bobine mobile qui actionne la pinoe par l'intermédiaire d'une sphère coulissant sur ledit levier.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple,non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les parti- cularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
. La figure 1 est une vue en élévation de la par- tie supérieure de la machine équipée d'un inséreur de type connu et d'une tête d'injection selon l'invention, le second poste de travail étant occupé par un perçoir automatique des manches.
La figure 2 est une coupe longitudinale de la tête d'injection passant parla ligne II-II de la fig.3.
La figure 3'est une vue en plan partielle montrant la disposition des organes'électro-magnétiques de serrage des pinces,
La figure 4 est une coupe verticale partielle passant par l'axe de l'prgane électro-magnétique utilisé pour ' déplacer la pinoe mobile.
... -
La figure 5 est une coupe axiale d'un organe élec- t ro-magnét ique de serrage des pinces, montrant de quelle ma- nière il coopère avec oelles-ci,
La figure 6 est uné coupe horizontale par VI-VI de la fig. 1 de la partie mobile de 1.'inséreur portant la cisaille-guillotine coopérant aveo la platine de la pince fixe pour couper les loquets dans la nappe'oontinue de fibres.
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Dans le mode de réalisation de la machine repré- sentée sur la fig. 1, le bâti présente une table 1 portant les deux chariots 2 et 3 susceptibles de se déplacer dans des di- rections perpendiculaires et sur lesquels sont fixés les por- te-ouvrages 16. Au-dessus de la table, le bâti présente une traverse supérieure 401 sur laquelle sont fixés, au-dessus de chacun des porte-ouvrages 16, respectivement un perçoir automatique de type quelconque 450 et un inséreur actionné directement par un organe électro-magnétique 405 du'type dé- crit dans le brevet précité ----------- ;
Le moteur principal 162 de la machine est également monté sur la traverse supé- rieure 401 et il entraîne par une poulie 451 et une courroie 452, l'arbre principal 161 tournant' dans des paliers (non re- présentés) montés dans un carter 453 renfermant le mécanisme de commande de la bielle 13 de la languette, laquelle se dé- place en va-et-vient dans la partie mobile 62 de l'inséreur. la tête d'injection désignée dans son ensemble par 454 est montée sur un berceau 20 coulissant sur la table 1.
Sa plaque de base 455 coulisse sur des glissières 456 solidaires du berceau 20 et elle est guidée sur ces glissiè- res par des guides 457.-La plaque 455 portant la tête d'injec- tion 454 et les cames de commande des pinces qui seront décri- tes ci-après peut'ainsi être déplacée perpendiculairement au plan de la figure dans un but qui sera expliqué plus loin.
Sur la plaque de base 455, à gauche sur la fig.2, est fixé un bloc 458'dans lequel coulisse là butée arrière 459, la pince mobile 460 et la pince dite fixe 461 formant également butée avant. Ces trois pièces sont percées d'un canal laissant passer la nappe de fibres 11 qui est entraînée pax l'ensemble des deux pinces de la droite vers la gauche de
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la f ig,2. Dans le prolongement des pinces et en arrière par rapport à l'inséreur, la plaque de base 455 porte un coussi- net 462 dans lequel tourillonne un axe 463 portant à la par- tie inférieure une roue creuse 464 en prise avec une vis tans fin, non représentée sur les figures,
'vis solidaire @e l'arbre 465 tournant .dans des paliers prévus dans ,le ber- beau 20. L'arbre 465 est entraîné au moyen de joints de ' cardan 466,467 et de l'arbre télescopique 468 (fig.1) par time roue à chaîne 469 tourillonnant sur le ba#i de la ma- thine, roue elle-même entraînée par la chaîne 470 et une roue à chaîne 471 calée sur l'arbre principal 161. A son extrémité supérieure, l'axe 463 porte les deux cames 472 et 473 commandant le déplacement des butées coopérant avec la pince mobile. La came 472 qui commande la butée arrière est du type à rampe périphérique extérieure, tandis que la came 473 actionnant la butée-avant est du type à rampe inté- rieure.
Dans le bloc 458 de la tête d'injection est monté, sous la butée 459 un coulisseau 474 soumis à l'action d'un ressort 475 agissant sur lui axialement pour rappeler son extrémité de droite portant un galet 476 contre la came 472.
Ce coulisseau 474 est perde d'un trou vertical dans lequel est ajusté un tenon 477 descendant de la partie inférieure de la butée 459, le bloc 458 présentant, bien entendu, les fentes nécessaires pour permettre à la butée 459 d'effectuer le déplacement maximum imposé par la came ,472, 'La pince dite fixe 461 joue le rôle de butée avant, elle est d'une façon analogue rendue solidaire par'un ergot 478 d'un second cou- lisseau 479 se déplaçant parallèlement à l'ensemble des pinces 460-461 et de la butée 459 dans le bloc 458, $On extrémité de droite, sùr la fig.2,
ce
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coulisseau 479 est conformé en crochet de manière à présen- ter le galet 480 qu'il porte à l'aplomb de la rampe intérieu- re de la came 473. Un ressort 481 portant contre un talon
482 solidaire du coulisseau 479 maintient le contact entre le galet 480 et la came 473.
Chacune des deux pinces'présente un corps muni d'un prolongement latéral 460a et 461a, prolongements qui viennent en contact lorsque la pince mobile 460 est déplacée vers l'avant, le prolongement 461a de la pince fixe 461 ser- vant ainsi de butée à la pince mobile dans cette direct ion.
Le mouvement de la pince mobile 460 est comman- dé par le mécanisme suivant . sous la plaque de base 455 (fig.4) est fixé un organe électro-magnétique 483 formé par un noyau creux 484 en fer ou acier doux fixé dans l'axe d'un pot 485 en forme de cloche 486, de façon à, ménager un entre- fer annulaire 487. Sur le noyau est enroul.ée une bobine exci- tatrice 488 et dans l'entrefer 487 se déplace axialement une bobine mobile de commande 489 parcourue par un courant¯élec- .trique continu.
La carcasse en matière isolante de la bobine mobile 489 est fixée par son centre à une tige 490 coulissant axialement dans l'axe 'creux 484, tige qui porte à son extré- mité libre¯une chape 491,Un levier en équerre 492 pivotant autour .d'un axe fixe 493 est articulé à l'une de ses extrémi- tés à la chape 491, son autre extrémité en forme de fourche 492a est engagée sur un dé 494 tournant sur un tenon 495 solidaire de la pince 460 et se déplaçant'dans une coulisse 496 pratiquée dans le bloc 458 parallèlement à la rainure 497 dans laquelle se déplacent les extrémités supérieures des pinces 460 et 461.
Lorsque les deux bobines 488 et 489 sont parcourues simultanément par du courant continu, la bobine
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mobile 489 vient occuper une de ses positions extrêmes dans le champ magnétique annulaire créé par l'éleotro-aimant 484-
485, de sorte que la pince mobile 460 est appliquée par l'in- termédiaire de la tige 490 et'du levier coudé 492 contre la butée arrière 459 ou contre la pince fixe'avant 461 selon le sens du courant traversant la bobine mobile 489, le sens du courant'dans la bobine 488 étant supposé fixe, et cette pin- ce mobile est maintenue appliquée contre la butée par la for- ce électro-magnétique s'exerçant sur la bobine mobile.
Cette force qui peut être très importante s'ajoute à l'action des ressorts 475 ou 481, suivant le cas, pour maintenir les galets 476 et 480 contre leurs cames respectives ce. qui évi- te toute erreur de positionnement due au rebondi cément éventuel des galets sur les cames dans une machine fonction- nant à grande vitesse..' ,
Les deux pinots 460 et 461 sont age des et com- mandées de la même manière, on va donc décrire 'l'une d'elles en regard de la fig.5, la/description étant valable pour l'au- tre. Le corps 460 de la'pince est traversé longitudinalement par le canal,22,dans lequel passe la nappe 11 de fibres continues.
Au-dessus du. corps 460 est monté un piston 498 Prolongé à la partie inférieure par une partie plate 499 coulissant dans le corps 460 de façon à occulter le canal 22 lorsque le piston 498 occupe sa position basse. Des ressorts 500 prenant appui, d'une part, sous le piston 498 etd'au- tre part, contre le fond de logements appropriés prévus dans le corps 460 maintiennent normalement le piston 498 à sa po- sition haute. la face supérieure du piston 498 présente une cavité semi-sphérique, dans laquelle vient se loger une sphère 501.
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Sur le côté du bloc 458 de la tête d' injection est monté par touv moyen convenable un organe électro-magnéti- que de commande 502 comportant une bobine 503 mobile dans un champ magnétique annulaire radial, en tous points analogue à l'organe 483 de commande du déplacement de la pince mobile qui a été décrit en regard de la fig.4. L'axe creux de cet organe 502 est traversé par une tige 504 solidaire de la bo- 'bine 503, tige qui est articulée à l'extrémité d'un levier droit 505 pivotant auteur d'un axe 506 porté par une chape 507. La chape 507 est solidaire d'un plateau 508 tournant au moyen d'une tutée à billes 509 sur le fond de la cloche de
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l'organe élec.tro-mag1é-;ique 502 .
La sphère 501 logée dans la cavité supérieure du piston 498 est percée d'un trou radial de diamètre suffisant pour laisser passer librement l'extrémité du levier 505. On conçoit qu'en faisant passer dans la bobine 503 un courant de sens convenable,cette bobine est déplacée vers le haut,- ce qui a pour effet de faire pivoter le levier 505 dans le sens abaissant le piston 498 et par conséquent serrant la pince 460. Lorsque celle-ci est déplacée par son mécanisme de commande; la'sphère 501 entraîne le levier 505 en coulis- sant sur lui et ce levier tournant autour de l'axe X-Y de la tige 504 entraîne, par l'intermédiaire de la chape 507, le plateau 508 qui roule sur la butée 509.
Pour couper les loquets de la nappe de fibres 11, on a prévu une cisaille-guillotine qui comprend une platine 510 (fig;2 et 6) formée par une plaque d'acier dur trempé, assemblée par queue d'aronde dans la pince fixe 461 de façon à affleurer la face avant de cette pince, platine percée d'un trou 22a prolongeant le canal d'injection 22. Coopérant avec cette platine, une cisaille mobile 511 (fig. 1 et 2) est
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montée sur la partie mobile 62 de l'inséreur.
Cette oisaille
511 en acier dur trempé a la forme d'un U et elle est ajustée de façon à coulisser latéralement surla partie mobile sous l'action de ressorts 512 qui l'appliquent.contre la platine
510, elle est maintenue dans le sens vertical par des portées
513 fraisées sur la partie mqbile 62 de l'inséreur. Dans la base de l'U de la cisaille est percé un trou 514, prolongeant le trou d'injection 71 prévu dans la partie mobile de l'in- séreur, qui, par conséquent, se trouve, dans la position haute de celui-ci en regard du trou 22a prévu dans la platine
510.
Pour actionner les organes électro-magnétiques de commande des pinces, il suffit d'inverser le sens du courant continu traversant leurs bobines mobiles, ceci peut être fait aisément au moyen de la chaîne de circuits décrits en regard de la figure 44 du brevet déjà cité ---------------- il n'y a donc pas lieu de décrire à nouveau ces circuits, il suffira de rappeler que chaque bobine mobile est associée à un disque percé de deux trous tournant en regard d'une cel- lule photo-électrique, qui' produit ainsi deux impulsions par tour dont la phase est réglée (par calage convenable du dis- que) de façon à produire les inversions de courant aux ins- tants prédéterminés.
Il y a lieu de préciser que la vis commandant la roue creuse 464 est à un filet, qu'elle fait un tour à oha- que rotation complète de l'arbre principal 161, et que la roue 464 présente autant de dents que de loquets à insérer, .Il y a donc lieu de changer cette roue lorsque le nombre de loquets varieet par conséquent de déplacer la plaque d'em-
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base 455 par rapport au berceau 20, ce que permettent les glissières 456-457.
A la période qui précède immédiatemént l'injec- tion de la nappe de fibres dans l'inséeur,. les prolongements 460a et 461a des deux pinces sont espacés l'un de l'autre de la longueur 1 (fig.2) correspondant à la longueur d'un loquet, 'la pince mobile 460 est au contact de la butée ar- rière 459, dont la position est déterminée par la came 472, tandis que la pince avant 461 occupe une position déterminée par la came 473 telle que le face avant de la platine 510 soit espacée de l'axe de l'inséreur d'une distance égale à 1.
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Le fonctionnement 'du dispositif décrit est le suivant : la nappe de fibres 11, se déroulant de la bobine sur laquelle elle est emmagasinée, passe d'abord dans le canon de la butée arrière 459 puis dans les deux pinces 460 et 461 en étant soutenue entre celles-ci par un tronçon de, tube élastique 515, formé avantageusement par un ressort à boudin en fil de faible section, dont les extrémités sont , serties dans les deux prolongements 460a et 461a des pinces fixe et mobile. Entre deux périodes d'insertion de loquets, l'extrémité de la nappe 11 affleure la platine 510 de la pince fixe.
Lorsque la partie mobile 62 de l'inséreur est en période de stagnation haute, on inverse le courante dans la bobine 503 commandant la pince mobile 460 afin de fermer cette pince, puis on fait la même opération pour la bobine commandant la pince 461 afin d'ouvrir cette dernière. Ceci 'fait, on inverse le sens du courant dans la bobine 489 de l'organe dé commande 483 assurant le déplacement de la pince mobile 460, de sorte que celle-ci est amenée par la fourchette
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492a et le dé 494 en contact avec la pince fixe 461.
Dans ce mouvement, la nappe de fibres Il qui est serrée dans la pinoe mobile 460 progresse de droite à. gauche, sur la fig;2, en passant à travers la pince fixe 461 ouverte, et pénètre dans le canal d'injection 71 de l'inséreur d'une longueur 3, égale à la distanoe séparant,à l'origine les deux pinces.
Ensuite on inverse à nouveau le sens du courant dans la bo- bine mobile 503 afin de fermer la pince fixe 461.
A ce moment la partie mobile peut effectuer sa course de descente; dès qu'elle se produit, le fond de la partie en U de la cisaille 511 qui glisse contre la platine 510 de la pince fixe 461 et qui est entraînée par la partie mobile de'l'inséreur coupe dans la bande de fibres 11 la longueur 1 de fibres qui vient d'être injectée dans l'insé- reur par la tête d'injection et qui est nécessaire pour cons- tituer le loquet. Ensuite par inversion du sens du courant dans les bobines mobiles correspondantes, on ouvre la pince mobile 460 et on lui fait effeotuer sa translation arrière pour la ramener contre la butée 459. On est alors revenu aux conditions initiales et si le loquet suivant à insérer a la même longueur que le précédent, le cycle des opérations se continue sans modification de la position de la pince fixe 461 et de la butée 459.
Supposons au contraire que la longueur du nou- veau loquet à insérer diffère de 2 # de celle du précédent, Pour que ce loquet reste centré dans l'inséreur, il est né- cessaire que la distance séparant l'axe de l'inséreur du plan de coupe de la cisaille se déplace de #, c'est-à- dire que la platine 510 ,de la pinoe fixe avance ou recule
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de -la suivant le sens de cette variation. Ce déplacement est obtenu par la came 473 par l'intermédiaire de la coulisse 479.
Pour que la longueur du loquet varie de 2 # il faut que la course de la pince mobile 460 varie de 2 # , et comme la pin- ce fixe 461 formant butée avant s'est déjà déplacée de #, la pince mobile devra être avancée ou reculée suivant le cas de: 2 # + # = 3 # .Ce déplacement est assuré par la came 472 entraînée comme la came 473 par la roue creuse 464 tournant d'une dent à chaque tour de l'arbre principal. La disposition des rampes des cames est telle que le déplacement des butées 459-461 s'effectue en dehors de la période d'insertion propre- ment dite, ces cames présentent des paliers laissant les butées immobiles pendant les périodes d'insertion de loquets ayant des longueurs invariables.
Ia forme des cames dépend donc bien entendu du profil des brosses à réaliser ainsi que du nombre de touffes desdites brosses, elles sont établies suivant une technique bien connue de l'homme du métier et il n'y a dono pas lieu de les décrire ici en détail.
Pendant la fabrication d'un type de brosse, la tête d'injection reste immobile sur le bâti de la machine, sa posi- tion étant déterminée une fois pour toutes au moment du réglage grâce aux déplacements relatifs entre le bâti et le berceau 20'solidaire des glissières 456 d'une part, et de la plaque de base 455 de la tête d'injection 454 par rapport au berceau 20 d'autre part. La translation relative entre l'inséreur fixe et les porte-ouvrages 16 est obtenue comme dans la machine décrite dans le brevet cité ------------ au début de cette des- cription au moyen des deux chariots 2 et 3.
Il va de soi que l'on peut apporter des modifica- tions à la tête d'injection qui vient d'être décrite, notam-
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ment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention. En particulier, bien que l'on ait indiqué au cours de la descrip- tion que l'inversion du courant dans les bobines mobiles des appareils électro-magnétiques de commande pouvait être obte- nue par une chaîne de circuits électroniques, on pourrait uti- liser pour effectuer ces inversions tout autre dispositif connu permettant de les réaliser à des instants précis du cycle de fonctionnement de la machine.