Procédé pour la fabrication continue d'articles en fil métallique plié et macbine pour la mise en #uvre du procédé. La présente invention concerne un procédé et une machine pour la. fabrication continue d'articles en fil métallique plié, tels que les éléments élastiques de bigoudis, les épingles à. cheveux, ete.
Il est, connu depuis longtemps de fabri quer de tels objets par le procédé que l'on pourrait. dénommer un emboutissage ou un moulage pur, ce qui signifie qu'après qu'iui tronçon de fil appelé à être façonné a été avancé par une paire de tenailles ou un jeu de rouleaux transporteurs, il est d'abord dé coupé et est ensuite cintré autour d'une ma trice fixe ou est façonné sur cette matrice, et finalement éjecté.
On connaît également un procédé désigné par procédé par enroulement , et selon le quel on enroule un fil sur un mandrin rotatif clé forme appropriée. Jusqu'à présent, ce pro cédé n'a toutefois été appliqué que dans le cas où les articles à fabriquer présentaient un contour entièrement convexe.
Le but de la présente invention est de pré voir un procédé et une machine pour sa luise en oeuvre, selon lesquels il est possible de fa briquer, de façon absolument continue, des articles en fil métallique plié, présentant non seulement un contour entièrement. convexe, mais aussi un contour présentant une ou plu sieurs parties concaves.
Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce qu'on enroule le fil sir un mandrin cylindrique tournant autour d'un axe paral lèle à sa génératrice, de manière à former une bobine présentant une seule couche de fil, en ce qu'on déplace ladite bobine dans le sens axial, après chaque révolution dudit man drin, de façon à dégager un espace suffisant sur le mandrin pour recevoir une nouvelle spire de fil, en ce qu'on amène ladite bobine sur un second mandrin tournant. solidairement. avec le premier, et en ce qu'on soumet enfin le fil à des déformations sur ce second man drin.
La machine qui permet la mise en #uvre de ce procédé est elle-même caractérisée en ce qu'elle comprend un mandrin d'enrotdement rotatif, au moins un autre mandrin solidaire en rotation du mandrin d'enroulement, au moins un poinçon coopérant avec l'un desdits mandrins, des moyens pour imprimer au man drin d'enroulement, après chaque révolution, un mouvement axial alternatif, et une butée dont la surface est perpendiculaire à l'axe du mandrin d'enroulement, entourant celui-ci et tournant avec lui, axialement fixe et disposée de manière que le fil qui est enroulé pour for mer la dernière spire du fil enroulée sur le mandrin d'enroulement appuie contre ladite surface de butée.
Le dessin annexé illustre le procédé et re présente, à titre d'exemple, une forme d'exé cution de la machine pour la mise en #uvre du procédé. Les fig. 1 et 2 sont des vues schématiques, dans deux directions perpendiculaires entre elles, illustrant une mise en oeuvre d'un pro <B>cédé</B> cédé à enroulement pour la fabrication d'un article en fil métallique plié.
La fig. 3 est une coupe axiale partielle, à échelle agrandie, montrant im détail de la machine représentée à la fig. 6.
La fig. 4 est une vue de face du détail de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe selon la ligne V de la fig. 6.
La fig. 6 est une vue de face, dans le sens des flèches VI-VI de la fig. 5, de la machine faisant l'objet de l'invention.
Les fig. 7 à 9 montrent chacune une dé tail différent, à échelle agrandie, de la ma chine représentée à la fig. 6.
En se référant aux fig. 1 et 2, le fil 1. est emmagasiné sur une bobine rotative 2 et il est soumis à un freinage en 3. L'élément 3a exerce -une pression sur l'élément 3b. Le fil passe ensuite entre deux rouleaux de guidage 4 et 4ra et s'enroule sur un mandrin 5 de forme cylindrique qui présente un profil en tièrement convexe et tourne autour de son axe longitudinal dans le sens de la flèche D (fig. 2). Cet enroulement s'effectue comme suit L'extrémité 6 du fil est pliée à angle droit et insérée dans une gorge longitudinale 7 du mandrin 5, de sorte que la bobine de fil peut être entraînée par le mandrin en rotation.
Après que quelques spires ont été enroulées sur le mandrin, celles-ci assurent par elles- mêmes l'enroulement ultérieur du fil, cepen dant que l'extrémité 6 se déplace, lors de Penroilement, dans la gorge 7 du mandrin 5, dans la direction de la flèche H. Un disque annulaire 8, que l'on pourrait dénommer re poussoir , entoure le mandrin 5 et tourne avec celui-ci. Ce disque est maintenu station naire axialement par un coussinet 9 fixe par rapport au bâti de la machine.
En plus de sa rotation, le mandrin 5 exécute également un mouvement axial alternatif d'amplitude ré duite dans le sens de la flèche L. Ce dernier mouvement est synchronisé avec la rotation du mandrin, de telle façon qu'après chaque révolution de celui-ci, ce dernier est déplacé vers la droite dans la fig. 1. La dernière spire de fil qui vient d'être enroulée appuie contre la face antérieure du dis_queS, fonctionnant comme surface de butée.
Pendant la course du mandrin 5 vers la. droite, la bobine de fil déjà enroulée est maintenue axialement fixe par le disque 8 et glisse par conséquent vers la gauche (fig. 1) par rapport au mandrin 5. Lors de la course vers la gauche du mandrin 5, ladite bobine de fil suit le mouvement du mandrin par frottement et il se forme, entre le disque 8 et la bobine de fil, un espace libre destiné à recevoir le fil d'une nouvelle spire.
Si l'on se propose de former im objet. en fil, de forme purement convexe, il suffit de prévoir un couteau 10 sur le mandrin et un poinçon 11, tournant en synchronisme avec le mandrin et se déplaçant une fois vers le cou teaux 10 après chaque révolution, de manière à presser le fil contre ce couteau.
Lorsque l'article en fil à façonnera un contour qui présente au moins une partie con cave, on enroule de même le fil en une bobine à une couche sur un mandrin purement con vexe 12 (fig. 3), analogue au mandrin 5 des fig. 1 et 2 et équipé également d'un disque annulaire identique au disque 8 des fig. 1 et 2.
Cette disposition assure le passage de la bobine de fil de ce mandrin 12 sur un mitre mandrin 13 fixé au mandrin 12 et dont la section a la forme finale des articles à façon ner. Des poinçons coulissants 14, 15, 16, de forme correspondante à celle des parties con caves, tournent avec le mandrin et exécutent pendant chaque révolution une course en di rection du mandrin 13. L'incision du fil, des tinée à permettre le détachement des articles les uns des autres, a lieu de la manière déjà. décrite à propos des fig. 1 et 2, c'est-à-dire que la bobine de fil passe en regard d'un cou teau à inciser 17 et elle est incisée ou coupée par un poinçon qui vient appuyer contre ce couteau.
Lorsque le fil façonné doit être in cisé ou coupé dans une de ses parties con caves;<B>lé</B> poinçon fagonneur accomplit alors également la fonction d'un poinçon ineiseur ou coupeur. Le poinçon 14 (fig. 3 et 4) montre un exemple d'un tel poinçon façon neur et inciseur.
Afin de permettre le transport de la bo bine de fil du mandrin d'enroulement 12 au mandrin de pression 13, il est nécessaire qu'en projection axiale, la section de ce dernier soit inscrite dans celle du mandrin d'enroulement. Dans la plupart des cas, il est même avanta geux de choisir la section de ces mandrins de telle manière qu'en projection axiale la sec tion du mandrin de pression touche celle du mandrin d'enroulement au moins en un point, mais de préférence en quelques points espacés, comme c'est. le cas des points 18, 19, 20 (fig. 4). Cette disposition a pour conséquence que le mandrin de pression peut assurer lui- même complètement le support et le guidage de la bobine de fil.
Dans l'exemple représenté, on a toutefois prévu des éléments profilés 21, 22, 23, tournant en synchronisme avec les mandrins 12, 13 et supportant la bobine de fil depuis l'extérieur; lorsqu'elle a quitté le man drin d'enroulement. Il est clair qu'on peut prévoir de supporter ladite bobine par une toute autre disposition d'éléments extérieurs avec une toute autre forme du mandrin de pression. De plus, on choisit en général les sections des mandrins de pression et d'enrou lement de telle façon que leurs longueurs péri phériques soient égales. Ceci n'est cependant pas absolument nécessaire.
Par exemple, lors qu'il s'agit seulement de produire localement un renfoncement concave relativement faible, on prévoit de préférence de supporter et. de guider la bobine de fil extérieurement, une fois qu'elle a quitté le mandrin d'enroulement, en donnant alors au mandrin de pression une périphérie plus petite. Dans ce cas, le man drin de pression n'agit que localement comme contre-matrice de pression. D'un autre côté, i1 est également concevable de donner au mandrin de pression une périphérie plus grande que celle du mandrin d'enroulement.
Il est parfois difficile, pour des raisons techniques, de placer le mandrin de pression tout près du mandrin d'enroulement. A la fig. 3, on voit un organe de transition ou de liaison 24 plus ou moins long, disposé entre les deux mandrins 12, 13, pour guider la bo bine lors de son déplacement entre le man drin d'enroulement et le mandrin de façon nage. Pour faciliter le transport de la bobine le long de cet organe intermédiaire quia une certaine longueur, ce dernier est fait conique.
La conicité de cette partie est définie, par exemple, par les génératrices qui joignent les points des sections transversales des deux mandrins et qui se trouvent dans le même plan axial. Etant donné que la section du mandrin de pression est, en projection axiale, inscrite à l'intérieur de celle du mandrin d'en roulement, les génératrices de ladite portion conique convergent toutes dans le sens d'avan cement de ladite bobine.
De plus, la bobine de fil peut être transportée de ce premier mandrin de pression, par l'intermédiaire d'un élément de transition convergent, vers un deuxième ou troisième mandrin de pression en vue d'effectuer d'autres opérations de façonnage, de sorte que le produit final peut présenter des formes très compliquées. Géné ralement, un mandrin de pression et trois ou quatre poinçons façonneurs correspondants suffisent amplement, mais il convient de sou ligner les nombreuses possibilités offertes par le procédé ci-dessus.
En se référant aux vues d'ensemble (fig. 5 et 6) de la machine, destinée dans le cas par ticulier à fabriquer des fermoirs ou agrafes, tels que des bigoudis, le fil 25 traverse un frein 26 et pénètre entre deux rouleaux de guidage 27 et 28 pour être ensuite enroulé sur le mandrin d'enroulement 29. Dans la ma chine montrée à titre d'exemple, le frein 26 est établi sous la forme d'un dispositif de ser rage conique. Ceci est cependant tout. à fait secondaire et l'on peut utiliser n'importe quel autre dispositif de freinage, en tenant compte du profil du fil à travailler et de la qualité de celui-ci.
L'entre-axe des rouleaux 27 et 28 est réglable à l'aide d'un arbre excentrique 30, d'un levier 31 et d'une poignée 32, la position des rouleaux étant déterminée en assujettissant le levier 31<B>-</B>et la poignée 32, à l'aide de la vis 33, sur une bague en forme de segment qui présente une gorge 34 profilée en<B>T.</B> Outre le guidage du fil, les rouleaux 27, 28 peuvent servir à lui donner son profil définitif par pression. Dans ce cas, la forme des faces des rouleau-Y venant. en contact. avec le fil aura une forme appropriée. Ainsi, par exemple, on peut employer un fil ordinaire à profil cir culaire et l'aplatir par les rouleaux 27 et 28 afin de lui donner un profil différent.
En montant phis d'une paire de rouleaux entre lesquels le fil est appelé à passer, on peut imprimer au fil des changements de profil encore plus importants.
Une rainure 35 (fig. 5) de largeur égale à l'épaisseur du fil à travailler est pratiquée dans le mandrin 29. Cette rainure se prolonge dans le mandrin de pression adjacent 36, de sorte que, pour amorcer l'opération d'enroule ment, on introduit l'extrémité du fil, préala blement pliée à angle droit, à l'intérieur de cette rainure 35. Dès que l'enroulement com mence, cette extrémité du fil se déplace le long de la rainure 35 jusqu'au moment où elle sort de la machine. Le frottement du fil sur les mandrins est alors amplement suffisant pour assurer la suite de l'opération d'enroule ment.
Le mandrin d'enroulement 29 ne pré sente qu'une courte partie cylindrique, suivie d'une partie conique convergeant vers le man drin de pression 36, lequel ne présente égale ment qu'un court tronçon cylindrique puis une partie conique polir permettre un avance ment facile de la bobine de fil.
Les mandrins sont entraînés par une pou lie à gorges 37, un arbre 38 et -un pignon 39, lequel entraîne une roue dentée 40. Le moyeu creux 41 de cette dernière est monté rotative- ment dans le châssis 42 et il est accouplé à un arbre 4-1 à l'aide d'une paire de clavettes -13. L'arbre 44 est muni d'un disque 45 auquel le mandrin d'enroulement est fixé par une vis .16 et une nervure non représentée, prévue sur le disque 45 et pénétrant dans une gorge du mandrin d'enroulement pour en assurer l'en traînement.
Cette construction permet d'im primer aux mandrins, en plus du mouvement de rotation, un mouvement axial alternatif de faible amplitude, assurant, ainsi l'avancement. de la. bobine de fil. Ce mouvement axial a lieu sous l'action d'un transporteur 47 fixé à. l'extrémité de l'arbre 44 et tournant. avec lui. Une fois par révolution, ce transporteur se déplace axialenient, grace à une paire de ga lets 48a et 48b, roulant sur une paire de cames 49a et 49b, montées sur un anneau 50 (fig. 7). Ce dernier est. fixé au cadre 42 fai sant partie du bâti de la machine.
Ainsi, à chaque révolution, le mandrin est déplacé axia- lement de la hauteur de la came. Un disque annulaire 51 entoure le mandrin d'enroule ment sur lequel il est ajusté à frottement gras. de manière à tourner avec lui. Ce disque 51 est toutefois maintenu axialement stationnaire par une pièce 52 et, de ce fait, il fait avan cer la bobine de fil d'une quantité correspon dant à la hauteur des cames lors de chaque recul de l'arbre 44. L'arbre 44, ainsi que les mandrins, sont ramenés en place sous l'action d'um ressort 53.
Il se forme ainsi, après eha- que révolution, sur le mandrin d'enroulement, un espace libre destiné à recevoir la spire sui vante de la bobine de fil.
La fig. 7 montre une vue en plan et deux vues en coupes de l'anneau 50 avec les deux cames 49a et 49b, lesquelles sont prévues à des distances différentes du centre de l'anneau. Les galets 48a et 48b, prévus à des distances correspondantes de l'axe 44, passent simulta nément sur ces cames, mais une seule fois par révolution.
La. fig. 8 montre, en détail, la pièce 52 et le disque annulaire 51 en plan et en coupe axiale. La pièce 52 a la forme d'un demi- anneau, ce qui permet de remplacer plus aisé ment le disque 51, lorsque la machine est. mise au point en vue d'un autre travail. L'arbre 38 porte un second pignon 54 identique au pi gnon 39 qui, par l'intermédiaire d'une roue dentée 55, identique à la roue 40, entraîne un disque 56 en synchronisme avec le mandrin. Le disque 56 porte des guidages 57a, 57b et 57c pour les coulisseaux 58a, 58b, 58c qui por tent des poinçons 62a, 62b, 62c.
Ces poinçons sont mus approximativement radialement dans la direction correspondant au façonnage, sous l'effet d'anneaux excentriques correspondants 59c, 59b, 59c, montés sur le châssis de la ma chine et serrés par quatre plaques de serrage 60 après l'ajustement de la position correcte par rapport à la direction du façonnage.
Sur ces anneaux excentriques se déplacent. des ga lets 61a., 67.b, 61c, montés dans des fourches des coulisseaux 58a, 58b, 58c, déplaçant ainsi ces derniers avec les poinçons 62a., 62b, <B>62e</B> dans la direction de façonnage, de telle façon qu'à chaque révolution chaque poinçon effec tue une course.
Le rappel des coulisseaux 58a, 58b, 58c. avec les poinçons et les galets, de manière que ces derniers restent en contact avec les anneaux excentriques, est assuré par des ressorts de pression 63, aidés par la force centrifuge engendrée par la rotation des cou- lisseaux. Le poinçon 62a est à la fois un poin çon façonneur et un poincon inciseur. Lors qu'il est parvenu au terme de sa course vers l'intérieur, il presse le fil. contre un couteau inciseur 64.
Ce dernier est de préférence éta bli sous la forme d'un disque circulaire à péri phérie tranchante, monté sur un arbre 65 (fig. 5) dans une fente dut mandrin de pres sion. Ainsi, à chaque mouvement d'avance ment de la bobine de fil, ce disque inciseur est quelque peu entraîné en rotation. De cette façon, à chaque course du poinçon, c'est un autre point de sa périphérie qui intervient, ce qui augmente la durée utile de ce couteau comparativement à un couteau qui serait fixé au mandrin.
Afin d'empêcher, notamment lorsqu'on tra vaille du fil de section circulaire, que le fil ne s'échappe du poineon vers l'arrière (voir fig. 9 laquelle montre, à plus grande échelle, le fonctionnement du poinçon 62a conjointe ment avec le mandrin 36), et ne vienne ainsi se placer au-dessous de la spire appelée à être façonnée par la course suivante, on prévoit (le préférence une encoche aux poinçons.
Cette encoche 66, peu profonde, est disposée à l'ex trémité de la face de pression du poinçon tournée vers le mandrin d'enroulement, de sorte qu'une spire emprisonnée dans cette gorge est conduite par le poinçon, se trouve ainsi préfaçonnée et constitue de ce fait un support pour la spire suivante déjà pré- façonnée, au moment où cette dernière va subir son façonnage final.
Comme déjà indiqué plus haut, il est sou vent avantageux, voire nécessaire, de faire supporter la bobine de fil non seulement par le mandrin de façonnage, mais aussi par des organes de guidage saisissant celle-ci de l'ex térieur, ceci notamment lorsque les poinçons travaillent de façon asymétrique. La fig. 6 montre trois organes de guidage 67a., 67b, 67c, dont celui, désigné par 67a, doit être consi déré comme essentiel en vue de constituer un support contre la pression unilatérale du poinçon façonneur et inciseur 62a, tandis que les organes de guidage 67b et 67c,
lesquels augmentent la régularité du produit, ajoutent. utilement leur action à celle de l'organe 67a.