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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A UNE MACHINE ET A UNE METHODE DE
FABRICATION DE LAMES DE SCIE.
La présente invention est relative à une machine et à une méthode pour fabriquer des lames de scie, à partir d'un fil continu. Plus spécifique- ment,l'invention comprend une machine pour tailler des dents en spirale d'une longueur prédéterminée, dans du fil trempé, pour former une lame de scie capa- ble de couper dans toutes les directions.
Les lames de scie fabriquées conformément à la présente invention peuvent avoir différentes dimensions, tant pour le diamètre que pour la lon- gueur de la lame. Cependant, elles conviennent particulièrement pour l'usage comme scies à chantourner ou à découper dont la direction d'avancement chan- ge fréquemment pendant une seule opération de découpage. Les lames de telles scies avaient autrefois habituellement une section rectangulaire avec des dents formées sur un seul bord et quoique ces lames étaient relativement pe- tites, il était impossible, à l'usage, de changer la direction du trait de scie pour former un angle droit, sans d'abord arrondir un coin. En aucune circonstance, de telles lames ne pouvaient tourner d'un angle inférieur à l' angle droit et ces limitations étaient bien connues et acceptées.
De plus, de telles lames, étant relativement minces, affraient une résistance à la ruptu- re différente sous des forces provenant de directions différentes et il en résultait qu'elles se brisaient parfois facilement sous une force qu'elles auraient facilement supportée si elle avait été appliquée d'une autre direc- tion.
En reconnaissant ces difficultés et défauts caractéristiques des lames de la technique antérieure, le but de la présente invention est de pro- curer une méthode et une machine pour faire des lames de scie qui soient à mê- me de couper dans toutes les directions et qui puissent couper à angle droit ou aigu par rapport à leur direction antérieure de déplacement, quand elles sont enfoncées dans la matière à scier. Cette machine est adaptée pour faire des lames à partir d'un fil trempé, sans fin, se déplaçant et pour déterminer
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automatiquement la longueur de chaque lame. Elle est réglable et peut ainsi traiter des fils de diamètres variés; elle fonctionne pratiquement sans at- tention après avoir été mise en marche.
Un objet de la présente invention est de procurer une machine nou- velle et perfectionnée pour fabriquer des scies.
Un autre objet de l'invention est de fournir une machine destinée à faire des lames de scie ayant des dents en spirale.
Un autre objet encore de l'invention est de fournir une machine à faire des scies, capable de fabriquer des lames de scie à partir d'un fil trempé continu et mobile.
Enfin, un autre objet de l'invention est de fournir une machine à faire des scies dans laquelle un fil continu est amené à passer devant un outil à former les dents, placé automatiquement pour former des dents à inter- valles espacés et pour des longueurs prédéterminées de celui-ci.
La présente invention fournit une machine à fabriquer des lames de scie ainsi qu'un dispositif destiné à faire avancer un élément de métal continu et un dispositif de taille, pour engager ledit élément afin de tail- ler et tourner une rainure spirale et d'en faire une dent de scie spirale adjacente.
La présente invention fournit aussi une machine à fabriquer des lames de scie, ayant un dispositif pour faire avancer un fil continu, une enclume tournante et un couteau entre lesquels passe le fil, un dispositif pour faire tourner l'enclume et le couteau autour du fil, un dispositif à ressort exerçant une force pressant le couteau contre le fil, dans toutes les positions angulaires, et un dispositif pour effectuer le relâchement de la force.
La présente invention fournit également une machine pour fabri- quer des lames de scie comprenant un dispositif pour faire avancer un fil continu, une douille guide pour recevoir le fil de ce dispositif et le di- riger sur l'enclume, un couteau adjacent à l'enclume, en position pour tail- ler dans le fil se déplaçant sur elle, et un dispositif pour faire tourner la douille guide, l'enclume et le couteau autour du fil.
La présente invention fournit aussi une méthode de fabrication d'une lame de scie, comprenant le façonnage d'un fil de métal continu con- tre un couteau tournant, pour former, sur un tel fil et en utilisant sa pro- pre matière, une dent de scie spirale, élevée et aiguë.
Les caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la spécification et des revendications suivantes et à l'examen des dessins auxquels elles se rapportent.
En se référant maintenant aux dessins 'annexés, qui illustrent une réalisation préférée de l'invention, on voit que : la figure 1 est une vue partielle, en plan, du dessus d'une ma- chine construite conformément à la présente invention; la figure 2 est une vue latérale de la construction, considérée dans la direction des flèches de la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue de l'extrémité, considérée dans la direc- tion des flèches de la ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une section verticale, partielle, suivant la lig- ne 4-4 de la figure 1 ; la figure 5 est une vue agrandie du fil sous l'action de l'outil formant la dentnre ; la figure 6 est une section verticale à travers le mécanisme d'a- limentation suivant la ligne 6-6 de la figure 2;
la figure 7 est une section verticale à travers une tête coupante,
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suivant la ligne 7-7 de la figure 4;
La figure 8 est une section limitée suivant la ligne 8-8 de la figure 4;
La figure 9 est une section suivant la ligne 9-9 de la figure 8 montrant l'outil formant la lame et les figures 10 et 11 montrent une autre réalisation de l'in- vention.
En se référant aux dessins, on voit une réalisation préférée de l'invention, comprenant trois parties principales, qui sont un tour,in- diqué d'une manière générale par le nombre de référence 11, un mécanisme d'alimentation du fil, indiqué d'une manière générale par le nombre de ré- férence 12 et une tête coupant les lames, indiquée d'une manière générale par le nombre de référence 13.
En se référant maintenant particulièrement au tour 11, qui peut être du type ordinaire bien connu, on voit qu'il comprend une poupée 16, supportée par une plate-forme 17, qui est elle-même supportée par le banc -du tour 18. Un mandrin 21 s'étend de l'extrémité avant de la poupée 16 et est monté pour tourner dans un palier 22. Le dispositif d'entraînement du man- drin 21 est,de préférence, un moteur électrique que l'on ne voit pas et qui est relié au mandrin d'un manière appropriée, qui, en elle-même, ne fait pas partie de la présente inventiono La tête coupante 13' est portée par le man- drin 21 et tourne avec lui comme il sera décrit ci-après, de façon complète.
Le mécanisme d'alimentation du fil 12 est placé en avant de la tête coupante 13 et de la poupée 16 et il comprend un châssis de support ou colonne 26, s'étendant verticalement et fixée, à son extrémité inférieure, à la plate-forme de support 17, par des boulons 27. L'extrémité supérieure de la colonne 26 est en deux parties et est creusée au centre pour former des parois semi-circulaires de support 28, espacées et s'étendant verti- calement. Une paire de galets d'alimentation 31 et 32 reposent sur le sup- port 26, dans une position telle que leurs périphéries rainurées soient en coutactroulant dans un plan horizontal bissectant le mandrin 21.
Le galet inférieur 31 est calé sur un axe horizontal 34, supporté par les paliers 36 et 37, situés dans un alésage transversal 42 du support 26. Le galet supérieur 32 est placé entre les parois 28 et il est monté pour tourner dans un sim- ple palier 38, dont le chemin de roulement intérieur repose sur un axe 39, supporté par les bras, s'étendant vers le bas, d'un étrier 41, en forme de U, pouvant glisser verticalement dans la colonne 26. Tandis que le galet inférieur 31 a une position fixe, le galet supérieur 32 est,comme on le voit, réglable verticalement. Dans ce but, une plaque horizontale 43 est rat- tachée au dessus du châssis 26, par une paire de boulons verticaux, passant vers le bas, à travers elle et dans les parois 28.
Une vis de réglage 46, tour- née à la main, se visse vers le bas à travers le centre de la plaque 43, et entre en contact avec un siège à ressort 47, enfermant l'extrémité supérieu- re d'un ressort enroulé 48, appuyant sur l'étrier 41. A tout moment, le res- sort 48 pousse l'étrier vers le bas pour presser le galet supérieur 32 contre le galet inférieur 31. Comme la compression du ressort 48 peut être modifiée par le réglage de la vis 46 et par la force, dirigée vers le haut, exercée par le galet 32, différentes grosseurs de fil et des variations dans un seul fil roulant entre la surface rainurée des galets 31 et 32 peuvent être employées.
Les galets 31 et 32 sont prévus et conçus pour faire avancer le fil dans la machine, et, pour cette raison, le galet inférieur 31 est en- traîné de manière positive. Pour atteindre ce résultat, un arbre 34 traverse latéralement un boîtier ou boîte d'engrenages 51, placé verticalement, tan- dis que son extrémité extérieure est supportée par un palier 52. Le boîtier 51 est lui-même fixé au moyen de boulons 53 au côté de la plate-forme 17 et il est fixe par rapport au mécanisme d'alimentation 12. Pour entraîner l'arbre 34, il est prévu un dispositif qui le relie au moteur commandant le tour.
Ce dispositif comprend un engrenage hélicoïdal 54, près de l'extrémité externe de l'arbre 34, qui engrène avec une roue dentée 56, supportée à l'extrémité
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supérieure d'un arbre vertical 57. Ce dernier est monté pour tourner dans les paliers 58 et 59, respectivement dans les parois supérieure et inférieure du boîtier 51 et il porte, à son extrémité inférieure, une roue dentée hélicoïda- le 61 engrenant avec une roue dentée 62. La roue dentée 62 est calée sur l'ar- bre d'entraînement 63, s'étendant vers l'arrière, à partir de la boîte d'engre- nage 51, dans le carter de transmission 64, au-dessous de la poupée 16, et el- le est entraînée à vitesse constante pendant le fonctionnement de la machine.
Avec le fil placé entre les galets, comme on le voit à la figure 4, le galet inférieur 31 est entraîné dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre et le fil est avancé vers la tête coupante 13.
En se tournant maintenant vers la tête tournante 13, on voit qu' elle comprend de nombreuses pièces portées par un manchon cylindrique creux 71, élargi à son extrémité externe en 72 et fileté intérieurement à son autre extrémité pour se placer dans l'extrémité réduite du mandrin 21, en 73. A l'extrémité avant de la tête du manchon 72,une plaque 76 est fixée par un bou- lon 77 et elle est même pourvue d'une ouverture centrale, pour procurer un siège à une plaque de support centrale 79, fixée en place par le boulon 77.
La plaque 79 est elle-même forée au centre et elle porte un manchon 81 portant un élément ou douille de guidage 82, s'étendant longitudinalement, dont l'ex- trémité avant effilée conique s'étend pratiquement entre les galets 31 et 32, afin de recevoir immédiatement le fil de ceux-ci. L'élément 82 est en métal extrêmement dur, résistant à l'usure, comme le carbure de tungstène, et il présente un alésage 83, s'étendant longitudinalement et d'un calibre tel qu'il enserre de près le fil. Le fil émerge du guide 82, à la face opposée de la plaque 79, en contact glissant avec une enclume de support 86, faite égale- ment en métal extrêmement dur, résistant à l'usure, et fixée à la face de sup- port de la plaque 79 par les vis 87.
La surface supérieure de l'enclume 86 est légèrement encochée ou rainurée en 88, comme on le voit clairement à la fi- gure 9, pour fournir un siège de centrage pour le fil, quand il émerge de 1' élément 82. Pour assurer un alignement absolument précis du fil sur son siège, il est prévu une douille 82, avec un épaulement surplombant 89, qui couvre le canal 88 pratiquement jusqu'au bord de l'enclume.
C'est sur la surface supérieure de l'enclume 86 et approxima- tivement à 0,01" à l'intérieur de l'extrémité du canal 88 dans celle-ci que les filets en spirale ou dents sont formées ou taillées dans le fil. Les dents sont en réalité faites par refoulement, sous forme d'enroulement, dans le fil, par un galet coupant 91, porté de manière à tourner sur un axe à tête 92. Cette dernière est supportée sur le côté d'un plongeur 93, monté pour un déplacement vertical dans la tête du manchon 72 et attaché à son extré- mité supérieure, au moyen d'une vis 97, sur une plaque 96.
Une paire de bro- ches de guidage 98 sont fixées dans la tête du manchon 72 dans des logements alésés 99, leurs extrémités supérieures s'étendant à travers les ouvertures 101 de la plaque 96, et un ressort enroulé 102 entoure chaque broche 98 pour exercer une force qui, à tout moment, pousse la plaque radialement vers l'ex- térieur de manière à écarter le galet coupeur 91 de l'enclume 86. Pour faire varier l'avance des dents, le plongeur 93 et aussi le galet 91 sont adaptés pour être ajustés angulairement par rapport à la plaque 96 avec les pièces dé- montées, en desserrant d'abord la vis 97, en ajustant les pièces à l'angle convenable et en resserrant ensuite la vis 97.
Dans un arrangement préféré, le plan du galet 91 fait un angle d'environ 15 avec la normale au fil et il entre en contact avec le fil, à une distance d'environ 0,01" à l'inté- rieur de la face externe de l'enclume 86. On peut changer cet angle de la manière indiquée mais on a trouvé que l'angle de 15 convenait très bien.
Pour pousser le galet coupeur 91 en engagement afin qu'il forme le filet dans le fil, comme on le voit à la figure 5, une pression verticale est exercée sur le plongeur 93 et, spécifiquement, sur l'extrémité en forme de tête de la vis 97 fixant la plaque, extrémité qui est légèrement évidée.
Cette pression est exercée par une vis 106, réglable à la main, ayant une tête moletée et qui est logée dans un bras 107, pivotant à son extrémité an- térieure, en 108, sur la plaque 76. Avec le bras 107 maintenu rigidement, la pression de coupe du couteau 91 et la profondeur de sa coupe peuvent être
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contrôlées par le réglage à la main de la vis 106.Le fil continu qui doit être transformé en lames de scie est indiqué aux dessins par le nombre de référence 100 et il est amené à une vitesse constante et passe sous le cou- teau 91, qui enroule ou refoule une rainure en spirale dans le fil, en for- gant, vers l'extérieur, une dent relevée, en spirale,de section angulaire et aiguë, y adjacente.
Le métal n'est pas coupé du fil et rien n'est perdu ; au contraire, le métal est déplacé de la manière représentée à la figure 50
Il est désirable que des longueurs prédéterminées de dents soient coupées à intervalles sur le fil. Les intervalles intermédiaires, non taillés, forment les extrémités des lames et ils sont adaptés pour être façonnés pour former une portée de fixation. Pour effectuer l'opération de taille discon- tinue du galet 91, un dispositif est prévu, qui relâche automatiquement la pression sur le plongeur 93; ce dispositif sera maintenant décrit.
L'arrière du bras de levier pivotant 107, portant la vis de ré- glage de la pression 106, porte aussi un galet 111, en contact avec la sur- face intérieure d'une tête cylindrique 112.La tête 112 est fixée à un col- lier intérieur 113, claveté pour permettre un mouvement glissant, en 114, sur le manchon cylindrique 71 de la tête coupante et pouvant tourner avec elle.
La surface intérieure de la tête 112 est munie de deux surfaces 116 et 117, espacées longitudinalement et radialement, reliées par une surface inclinée 118. Avec le collier 113 et la tête reliée 112 dans une position axiale, le galet 111 est en contact avec la surface 116. Un déplacement axial du col- lier 113 vers la poupée 16 force le galet 111 à rouler vers l'extérieur, le long de la surface inclinée 118, sur la surface 117 pour permettre au levier 107 de pivoter vers l'extérieur, sous l'action du ressort enroulé 102, et de relâcher la pression exercée sur le couteau 91.
Un ressort enroulé 121, rela- tivement fort, entoure le manchon 71 et exerce une force axiale contre le collier 113, pour le presser, en tout temps, axialement vers la poupée 16, de manière à effectuer ce relâchement de la pression sur le levier 107.
Pour déplacer le collier tournant 113 axialement de manière à exercer une pression sur le levier 107 et ainsi, sur le couteau tournant 91, un dispositif de commande est prévu, qui est relié au mécanisme d'entrai- nement des galets 31 et 32 et qui automatiquement, d'après le déplacement de longueurs prédéterminées de fil sur les galets, effectue l'application et le relâchement de la pression.
Ce dispositif comprend une came tournante 122, calée sur l'arbre 34 du galet inférieur 31, qui actionne, par l'intermédiai- re d'un galet 126, un culbuteur 123, fixé à un arbre transversal 124,monté pour tourner sur le support 26 du mécanisme d'alimentation 12.L'arbre 124 S'étend des deux côtés du support 26 et il porte, à son extrémité opposée, un second culbuteur 127, qui se déplace en synchronisme avec le culbuteur 123, en réponse au déplacement du galet 126 provoqué par la came 122.Les ex- trémités inférieures des culbuteurs 123 et 127 sont doubles et elles portent, à pivotement, au moyen de pivots 132, les extrémités de tringles 1310 Les extrémités opposées de ces dernières sont reliées à pivotement en 133,
dans chaque cas à l'extrémité inférieure d'un culbuteur 134, fixé au centre à un arbre 136, qui traverse la poupée 16. Des tendeurs adéquats 137 sont placés de préférence aux extrémités opposées de chaque tringle 131, pour rendre pos- sibles les réglages de sa longueur effective qui pourraient être nécessaires ou désirables avec des changements de la came d'actionnement 122, un changement étant parfois effectué pour modifier l'étendue des dents sur les lames.
Les extrémités supérieures des culbuteurs 134 sont fourchues et servent d'appui, à pivotement, grâce aux pivots 138, aux boulons à bout percé 1390 Les extré- mités antérieures filetées de ces derniers sont logées dans des brides 141, qui pivotent elles-mêmes en 142, sur les côtés diamétralement opposées d'un collier extérieur 146, qui ne peut pas tourner et qui est porté par le che- min de roulement extérieur 148 d'un palier à bille 147 dont le chemin de rou- lement intérieur 149 repose dans le collier intérieur 113 pouvant glisser axialement.
Comme le mandrin 21 tourne, lorsque la machine est en service, et, avec lui, le collier 113, l'élément coupant 91 ét les pièces associées, il est essentiel de prévoir la possibilité d'une rotation relative entre les deux colliers 113 et 146.
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La came 122 tourne avec le galet inférieur 31, qui entraîne le fil, et à la même vitesse que lui, tous deux étant montés et clavetés sur le même arbre 34. La surface de la came a un contour tel qu'elle produise le mouve- ment pivotant du culbuteur 123 et, par suite, du culbuteur 127, relié de ma- nière fixe au premier par l'intermédiaire de l'arbre 124, et qu'elle fasse a- vancer et maintienne la tringle 131 en arrière, sur un arc prédéterminé de la rotation du galet 31. Ce mouvement des tringles 131 force les culbuteurs 134 à pivoter autour de leurs axes 136,,leurs extrémités supérieures se déplaçant vers l'avant pour forcer le collier 146, vers la tête coupante 13.
Comme le collier intérieur tournant 113 est directement relié'au collier extérieur 146 par l'intermédiaire du palier 147, ce déplacement du collier extérieur vers l'avant force le collier intérieur à se déplacer, entraînant avec lui sa tête cylindrique élargie 112. Cette dernière se déplace d'une position axiale dans laquelle le galet 111 dans le bras 107 est en contact avec la surface extérieu- re 117 vers une position dans laquelle le galet est en contact avec la surface intérieure 116. Ce déplacement du galet fait que le bras de levier 107 est forcé vers l'intérieur en même temps que le plongeur 93 et le galet coupeur 91, amenant ce dernier dans une position de fonctionnement de coupe dans la- quelle il reste tandis que passe une longueur de fil déterminée par l'arc de rotation du galet 31.
La rotation de la came 122 sur un arc prédéterminé relâche la pres- sion qui forçait le poussoir 126 vers l'extérieur et, sous l'action du ressort enroulé 121, qui, en tout temps, tend à déplacer le collier intérieur tournant 113 vers l'arrière, les pièces retournent dans leurs positions antérieures et le galet coupeur se déplace de sa position d'opération. Comme la came est en rotation continue lorsque le fil est amené dans la machine, il est bien évi- dent que les longueurs de filets prédéterminées seront taillées dans le fil à intervalles réguliers.
En mettant la machine en état de fonctionnement, on fait d'abord passer le fil 100 entre les surfaces de contact rainurées des galets 31 et 32; on le fait passer dans l'élément ou douille guide 82, sur l'enclume 86 et de- vant le couteau tournant 91, et il sort par le mandrin creux 21 du tour. Les caractéristiques des dents en spirale à former sont déterminées à ce moment par l'opérateur. Si la denture pratiquement standard, ayant un angle d'avance d'environ 15 , doit être formée et que la machine à fonctionné antérieurement pour produire une telle denture, aucun ajustement du couteau 91 et de son plongeur portant 93 par rapport à sa plaque support 96 ne doit être fait.
Tou- tefois, si on désire modifier cet angle, il faut enlever le levier 107 pour permettre de soulever vers l'extérieur la plaque 96 et le plongeur 93; après quoi, l'angle du couteau par rapport à la plaque 96, qui détermine l'angle d'avance de la dent, est placé. Après cela, on remet dans leurs positions de fonctionnement la plaque, le plongeur et le couteau et on replace le bras de levier 107 dans la position relative illustrée aux figures 4 et 7. La lon- gueur des dents de la lame sera déterminée par le contour de la came 122 qui tourne en synchronisme avec le galet inférieur 31. Suivant la longueur dési- rée, la partie élevée de la came sera plus longue ou plus courte et quand on désire des longueurs de lames différentes, il est seulement nécessaire d'en- lever une came et de la remplacer par une autre, ayant le contour convenable.
Le fil étant en place, le couteau 91, convenablement réglé et la came ayant le contour désiré, placée dans la machine, cette dernière est prête pour le fonctionnement, sauf seulement en ce qui concerne le réglage convenable de la pression sur le galet supérieur d'alimentation 32, un réglage étant effec- tué en serrant à la main l'écrou 46, jusqu'à ce que le fil soit fermement emprisonné entre les galets.
Pendant le fonctionnement de la machine, le mandrin 21 du tour est entraîné par le mécanisme d'actionnement du tour, à une vitesse normale d'opération, et il entraîne dans sa rotation la tête coupante, 13, qui com- prend, comme il a été décrit, le dispositif qui forme réellement la dent.
Le fonctionnement du tour sert aussi à effectuer la rotation de l'arbre 63, qui transmet sa force tournante, par l'intermédiaire des engrenages et ar- bres décrits, au galet inférieur 31 et à la came 122. Le fil avançant de la
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droite, comme on le voit aux figures 1, 2 et 4, est forcé par les galets 31 et 32 dans la douille tournante 82 et il glisse à travers celle-ci et passe dans la rainure 88 de l'enclume 86. Le fil ne tourne pas mais l'enclume et le couteau 91 se déplacent autour de lui, le couteau 91 tournant autour de son propre axe 92 pour former la denture en spirale s'étendant au-dessus de la surface normale du fil,comme on le voit à la figure 5.Le fil est, de pré- férence, traité,
thermiquement et trempé avant de passer dans la machine et l'action du couteau 91 forme une arête coupante aiguë et relevée qui s'étend en spirale. Il est clair que la relation entre la vitesse d'avancement du fil, la vitesse de révolution du couteau 91 autour du fil et l'angle suivant le- quel le couteau est placé déterminent la grandeur, l'écartement et le profil des dents. En augmentant la vitesse de déplacement du fil, les autres facteurs restant inchangés, on produira des dents plus saillantes. En changeant la po- sition angulaire du couteau 91, on obtiendra un effet similaire et on modifie- ra quelque peu le pas de la denture. Un changement dans la vitesse de révolu- tion de la tête coupante affecte ces facteurs de la même façon.
La rotation des galets d'avancement est accompagnée, comme il a été décrit, par la rotation de la came 122, qui, durant l'opération effecti- ve de taille, effectue le maintien du collier 146, avancé de manière à forcer le bras de levier 107 vers sa position intérieure, le galet 111 étant en con- tact, à son extrémité, avec la surface intérieure 126.
Toutefois, après que la longueur prédéterminée de la lame de scie a été coupée, la came permet au galet 126 de se déplacer vers l'intérieur, vers son arbre 124; après quoi, la pression de maintien qui a été exercée par l'intermédiaire du système de liaison comprenant les tringles 131, les culbuteurs 134 et la bride 141, est relâchée et, sous la pression du ressort spiral 121, le collier porté à l'in- térieur du mandrin 113 glisse vers la gauche, comme on le voit à la figure 4, c'est-à-dire vers la poupée 16;
après quoi, le galet 111 se déplace vers l'ex- térieur, sur la surface en pente 118, et vient s'appuyer en contact avec la surface 117. La pression qui avait été exercée jusqu'alors sur le couteau 91 est maintenant relâchée et le fil passe devant le couteau, qui n'est plus qu'en contact de frottement avec lui. Ceci continue pendant une période dé- terminée par le profil de la came tournante 122 et fournit une longueur de fil non taillé adaptée pour être coupée au milieu, pour donner à chaque lame des extrémités qui puissent être façonnées pour former une portée de fixation appropriée.
De temps en temps, le couteau tournant 91 peut nécessiter un rem- placement mais, comme il est fait en acier extrêmement dur, cela n'est néces- saire que rarement.De même, le guide 81 et l'enclume 86 sont faits en acier extrêmement dur pour résister à l'abrasion du fil en mouvementé Le fonction- nement de la machine continue sans surveillance de la part de l'opérateur, qui doit seulement veiller à ce que l'avance du fil continue de manière ininter- rompue et dont la seule autre obligation est de mettre en marche et d'arrêter le mécanisme moteur.
Dans la forme de l'invention illustrée aux figures 10 et il., la partie dégagée ou évidée 88a de la douille 82a constitue une matrice pour per- mettre un certain effet d'estampage dans la formation de la denture spirale.
Ainsi, quand le couteau 91 tourne autour du fil 100 et que le fil est mainte- nu contre lui, la matière qui est taillée du fil est retenue par le couteau dans une mesure telle qu'elle remplisse la partie dégagée ou évidée de la douille guide.
On peut noter que la face de la douille guide 82a, dans cette forme de l'invention en juxtaposition à la face de l'élément coupant 91, com- me il est illustré à la figure 12, est inclinée d'une mesure équivalente à celle dont le couteau est incliné par rapport à l'axe longitudinal du fil.
En conséquence, la matière du fil taillée par le couteau est retardée par un tel dispositif et estampée ou façonnée dans la partie évidée ou dégagée de la douille, comme il est représenté aux figures 10 et 11, au lieu de l'être contre l'extrémité de la douille qui est écartée du couteau, conformément à l'invention illustrée aux figures 1 à 9.
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Bien que l'appareil particulier ici représenté et décrit en détail soit parfaitement à même d'atteindre les objets et de procurer les avantages énoncés ci-avant, il est entendu qu'il est simplement illustratif des réalisa- tions actuellement préférées de l'invention et qu'aucune limitation n'est ap- pliquée aux détails de construction ou de dessin représentés ici, autres que ceux définis dans les revendications annexées,
REVENDICATIONS.
1. Machine à faire des lames de scie comprenant un dispositif pour faire avancer un élément de métal continu et un dispositif de coupe pour en- gager ledit élément, pour tailler ou refouler et enrouler une rainure en spi- rale et une dent de scie en spirale adjacente à celle-ci.
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IMPROVEMENTS RELATING TO A MACHINE AND A METHOD OF
MANUFACTURING OF SAW BLADES.
The present invention relates to a machine and to a method for manufacturing saw blades from a continuous wire. More specifically, the invention comprises a machine for cutting spiral teeth of a predetermined length from hardened wire to form a saw blade capable of cutting in any direction.
Saw blades made in accordance with the present invention may have different dimensions, both in diameter and in length of the blade. However, they are particularly suitable for use as scroll or cutting saws the direction of advance of which changes frequently during a single cutting operation. The blades of such saws formerly usually had a rectangular section with teeth formed on a single edge and although these blades were relatively small, it was impossible in use to change the direction of the kerf to form an angle. straight, without first rounding a corner. Under no circumstances could such blades rotate less than a right angle and these limitations were well known and accepted.
In addition, such blades, being relatively thin, gave rise to different resistance to breaking under forces from different directions and as a result they sometimes broke easily under a force which they would have easily withstood had they had. been applied from another direction.
Recognizing these difficulties and shortcomings characteristic of prior art blades, the object of the present invention is to provide a method and machine for making saw blades which are capable of cutting in all directions and which are capable of cutting in all directions. can cut at right or acute angles to their previous direction of travel when they are driven into the material to be sawed. This machine is suitable for making blades from hardened, endless, moving wire and for determining
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automatically the length of each blade. It is adjustable and can thus process wires of various diameters; it works almost without attention after being switched on.
An object of the present invention is to provide a new and improved machine for making saws.
Another object of the invention is to provide a machine for making saw blades having spiral teeth.
Yet another object of the invention is to provide a sawing machine capable of making saw blades from a continuous and movable hardened wire.
Finally, another object of the invention is to provide a sawing machine in which a continuous wire is passed in front of a tooth forming tool, automatically placed to form teeth at spaced intervals and for lengths. predetermined of it.
The present invention provides a saw blade making machine as well as a device for advancing a continuous metal member and a cutting device for engaging said member for cutting and turning a spiral groove and cutting. make an adjacent spiral sawtooth.
The present invention also provides a saw blade making machine, having a device for advancing a continuous wire, a rotating anvil and a knife between which the wire passes, a device for rotating the anvil and the knife around the wire. , a spring device exerting a force pressing the knife against the wire, in all angular positions, and a device for effecting the release of the force.
The present invention also provides a machine for making saw blades comprising a device for advancing a continuous wire, a guide bush for receiving the wire from this device and directing it onto the anvil, a knife adjacent to it. anvil, in position for trimming in the wire moving on it, and a device for rotating the guide sleeve, anvil and knife around the wire.
The present invention also provides a method of manufacturing a saw blade, comprising shaping a continuous metal wire against a rotating knife, to form, on such wire and using its own material, a. spiral sawtooth, high and sharp.
The characteristics of the invention will become apparent on reading the following specification and claims and on examining the drawings to which they relate.
Referring now to the accompanying drawings, which illustrate a preferred embodiment of the invention, it can be seen that: Figure 1 is a partial top plan view of a machine constructed in accordance with the present invention; Figure 2 is a side view of the construction, viewed in the direction of the arrows of line 2-2 of Figure 1; Figure 3 is an end view, viewed in the direction of the arrows of line 3-3 of Figure 2; Figure 4 is a partial vertical section taken along line 4-4 of Figure 1; FIG. 5 is an enlarged view of the wire under the action of the tool forming the dentnre; Figure 6 is a vertical section through the feed mechanism taken on line 6-6 of Figure 2;
Figure 7 is a vertical section through a cutting head,
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along line 7-7 of Figure 4;
Figure 8 is a limited section taken on line 8-8 of Figure 4;
Figure 9 is a section taken on line 9-9 of Figure 8 showing the blade forming tool and Figures 10 and 11 show another embodiment of the invention.
Referring to the drawings, a preferred embodiment of the invention is seen, comprising three main parts, which are a turn, generally indicated by the reference numeral 11, a wire feed mechanism, indicated generally by the reference number 12 and a blade cutting head, generally indicated by the reference number 13.
Referring now particularly to the lathe 11, which may be of the well-known ordinary type, it can be seen that it comprises a doll 16, supported by a platform 17, which is itself supported by the bench of the lathe 18. A mandrel 21 extends from the front end of the headstock 16 and is mounted to rotate in a bearing 22. The mandrel 21 drive device is preferably an electric motor which cannot be seen. and which is connected to the mandrel in a suitable manner, which in itself does not form part of the present invention. The cutting head 13 'is carried by the mandrel 21 and rotates with it as will be described below. afterwards, completely.
The wire feed mechanism 12 is placed in front of the cutting head 13 and the doll 16 and includes a support frame or column 26, extending vertically and fixed, at its lower end, to the platform. support 17, by bolts 27. The upper end of column 26 is in two parts and is hollowed out in the center to form semicircular support walls 28, spaced apart and extending vertically. A pair of feed rollers 31 and 32 rest on the support 26, in a position such that their grooved peripheries are co-rolling in a horizontal plane bisecting the mandrel 21.
The lower roller 31 is wedged on a horizontal axis 34, supported by the bearings 36 and 37, located in a transverse bore 42 of the support 26. The upper roller 32 is placed between the walls 28 and it is mounted to rotate in a simple manner. full bearing 38, the inner race of which rests on an axis 39, supported by the arms, extending downwards, of a U-shaped yoke 41, able to slide vertically in the column 26. While the lower roller 31 has a fixed position, the upper roller 32 is, as can be seen, vertically adjustable. For this purpose, a horizontal plate 43 is attached to the top of the frame 26, by a pair of vertical bolts, passing downwards, through it and into the walls 28.
A hand-turned set screw 46 threads down through the center of plate 43, and contacts a spring seat 47, enclosing the top end of a coiled spring. 48, pressing the caliper 41. At any time, the spring 48 pushes the caliper down to press the upper roller 32 against the lower roller 31. Since the compression of the spring 48 can be changed by adjusting the screw 46 and by the upward force exerted by roller 32, different wire sizes and variations in a single wire rolling between the grooved surface of rollers 31 and 32 may be employed.
The rollers 31 and 32 are provided and designed to advance the yarn through the machine, and for this reason the lower roller 31 is positively driven. To achieve this result, a shaft 34 passes laterally through a casing or gearbox 51, placed vertically, while its outer end is supported by a bearing 52. The casing 51 is itself fixed by means of bolts 53 to the. side of the platform 17 and it is fixed relative to the feed mechanism 12. To drive the shaft 34, a device is provided which connects it to the motor controlling the lathe.
This device comprises a helical gear 54, near the outer end of the shaft 34, which meshes with a toothed wheel 56, supported at the end.
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upper of a vertical shaft 57. The latter is mounted to rotate in the bearings 58 and 59, respectively in the upper and lower walls of the housing 51 and it carries, at its lower end, a helical toothed wheel 61 meshing with a toothed wheel 62. The toothed wheel 62 is wedged on the drive shaft 63, extending rearwardly from the gearbox 51, into the transmission case 64, at the other end. below the headstock 16, and it is driven at constant speed while the machine is in operation.
With the wire placed between the rollers, as seen in Figure 4, the lower roller 31 is driven counterclockwise and the wire is advanced to the cutting head 13.
Turning now to the rotating head 13, we see that it comprises many parts carried by a hollow cylindrical sleeve 71, widened at its outer end at 72 and internally threaded at its other end to be placed in the reduced end of the mandrel 21, at 73. At the forward end of the head of the sleeve 72, a plate 76 is secured by a bolt 77 and is even provided with a central opening, to provide a seat for a central support plate. 79, fixed in place by bolt 77.
The plate 79 is itself drilled in the center and it carries a sleeve 81 carrying a guide element or sleeve 82, extending longitudinally, the tapered tapered front end of which extends substantially between the rollers 31 and 32, in order to immediately receive the thread of these. Element 82 is made of an extremely hard, wear-resistant metal, such as tungsten carbide, and has a bore 83, extending longitudinally and of a gauge such as to grip the wire closely. The wire emerges from guide 82, on the opposite side of plate 79, in sliding contact with a support anvil 86, also made of extremely hard, wear-resistant metal, and attached to the support face. plate 79 by screws 87.
The top surface of the anvil 86 is slightly notched or grooved at 88, as clearly seen in Figure 9, to provide a centering seat for the wire, as it emerges from member 82. To ensure a secure fit. absolutely precise alignment of the wire on its seat, a socket 82 is provided, with an overhanging shoulder 89, which covers the channel 88 practically to the edge of the anvil.
It is on the upper surface of the anvil 86 and approximately 0.01 "inside the end of the channel 88 therein that the spiral threads or teeth are formed or cut into the wire. The teeth are in fact made by upsetting, in the form of a winding, in the wire, by a cutting roller 91, carried so as to rotate on a head pin 92. The latter is supported on the side of a plunger 93. , mounted for vertical displacement in the head of the sleeve 72 and attached at its upper end, by means of a screw 97, to a plate 96.
A pair of guide pins 98 are secured in the head of sleeve 72 in bore housings 99, their upper ends extending through openings 101 in plate 96, and a coiled spring 102 surrounds each pin 98 to exert. a force which at all times pushes the plate radially outward so as to move the cutting roller 91 away from the anvil 86. To vary the advance of the teeth, the plunger 93 and also the roller 91 are adapted to be angularly adjusted to plate 96 with the parts removed, by first loosening screw 97, adjusting the parts to the proper angle and then retightening screw 97.
In a preferred arrangement, the plane of roller 91 is at an angle of about 15 to the normal to the grain and contacts the wire, at a distance of about 0.01 "inside the face. of the anvil 86. This angle can be changed as shown, but the angle of 15 has been found to be very suitable.
To urge the cutter roller 91 into engagement so that it forms the thread in the wire, as seen in Figure 5, vertical pressure is exerted on the plunger 93 and, specifically, on the head-shaped end of the wire. the screw 97 fixing the plate, the end which is slightly recessed.
This pressure is exerted by a screw 106, adjustable by hand, having a knurled head and which is housed in an arm 107, pivoting at its front end, at 108, on the plate 76. With the arm 107 held rigidly, the cutting pressure of the knife 91 and the depth of its cut can be
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controlled by the manual adjustment of the screw 106.The continuous wire which is to be transformed into saw blades is indicated in the drawings by the reference number 100 and it is fed at a constant speed and passes under the knife 91, which winds or upsets a spiral groove in the wire, forging, outwardly, a raised spiral tooth, of angular and acute section, adjacent thereto.
The metal is not cut from the wire and nothing is lost; on the contrary, the metal is moved in the manner shown in figure 50
It is desirable that predetermined lengths of teeth be cut at intervals on the wire. The intermediate, uncut gaps form the ends of the blades and are adapted to be shaped to form a fastening face. In order to carry out the operation of discontinuous cutting of the roller 91, a device is provided which automatically releases the pressure on the plunger 93; this device will now be described.
The rear of the pivoting lever arm 107, carrying the pressure adjustment screw 106, also carries a roller 111, in contact with the interior surface of a cylindrical head 112. The head 112 is attached to a inner collar 113, keyed to allow sliding movement, at 114, on the cylindrical sleeve 71 of the cutting head and which can rotate with it.
The inner surface of the head 112 is provided with two surfaces 116 and 117, longitudinally and radially spaced, connected by an inclined surface 118. With the collar 113 and the connected head 112 in an axial position, the roller 111 is in contact with the roller. surface 116. Axial movement of collar 113 toward headstock 16 forces roller 111 to roll outward, along inclined surface 118, on surface 117 to allow lever 107 to pivot outward. under the action of the wound spring 102, and releasing the pressure exerted on the knife 91.
A relatively strong coiled spring 121 surrounds the sleeve 71 and exerts an axial force against the collar 113, to press it, at all times, axially towards the doll 16, so as to effect this release of the pressure on the lever. 107.
To move the rotating collar 113 axially so as to exert pressure on the lever 107 and thus on the rotating knife 91, a control device is provided which is connected to the drive mechanism of the rollers 31 and 32 and which automatically, based on the movement of predetermined lengths of wire on the rollers, performs the application and release of pressure.
This device comprises a rotating cam 122, wedged on the shaft 34 of the lower roller 31, which actuates, through the intermediary of a roller 126, a rocker arm 123, fixed to a transverse shaft 124, mounted to rotate on the support 26 of the feed mechanism 12. The shaft 124 extends from both sides of the support 26 and carries, at its opposite end, a second rocker arm 127, which moves in synchronism with the rocker arm 123, in response to the displacement. of the roller 126 caused by the cam 122. The lower ends of the rocker arms 123 and 127 are double and they carry, pivotally, by means of pins 132, the ends of the rods 1310 The opposite ends of the latter are pivotally connected in 133,
in each case at the lower end of a rocker arm 134, attached centrally to a shaft 136, which passes through the headstock 16. Suitable turnbuckles 137 are preferably placed at the opposite ends of each rod 131, to make possible the adjustments to its effective length which might be necessary or desirable with changes to the actuator cam 122, sometimes a change being made to alter the extent of the teeth on the blades.
The upper ends of the rocker arms 134 are forked and serve as a pivoting support, thanks to the pivots 138, for the bolts with drilled ends 1390 The threaded anterior ends of the latter are housed in flanges 141, which themselves pivot in 142, on the diametrically opposed sides of an outer collar 146, which cannot rotate and which is carried by the outer race 148 of a ball bearing 147 whose inner race 149 rests in the inner collar 113 being able to slide axially.
As the mandrel 21 rotates, when the machine is in use, and, with it, the collar 113, the cutting element 91 and the associated parts, it is essential to provide for the possibility of relative rotation between the two collars 113 and 146.
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The cam 122 rotates with the lower roller 31, which drives the wire, and at the same speed as it, both being mounted and keyed on the same shaft 34. The surface of the cam is contoured such as to produce the movement. - pivoting of the rocker arm 123 and, consequently, of the rocker arm 127, connected in a fixed manner to the first by means of the shaft 124, and that it causes the rod 131 to advance and hold back, on a predetermined arc of the rotation of the roller 31. This movement of the rods 131 forces the rocker arms 134 to pivot about their axes 136, their upper ends moving forward to force the collar 146, towards the cutting head 13.
As the rotating inner collar 113 is directly connected to the outer collar 146 via the bearing 147, this forward movement of the outer collar forces the inner collar to move, dragging its enlarged cylindrical head 112 with it. moves from an axial position in which the roller 111 in the arm 107 is in contact with the exterior surface 117 to a position in which the roller is in contact with the interior surface 116. This movement of the roller causes the arm lever 107 is forced inward at the same time as plunger 93 and cutter roller 91, bringing the latter into an operating cutting position in which it remains while a length of wire determined by the arc passes. of roller rotation 31.
The rotation of the cam 122 over a predetermined arc releases the pressure which forced the pusher 126 outward and, under the action of the coiled spring 121, which at all times tends to move the rotating inner collar 113 towards the exterior. rear, the parts return to their previous positions and the cutting roller moves from its operating position. As the cam is in continuous rotation as the yarn is fed into the machine, it is obvious that the predetermined thread lengths will be cut from the yarn at regular intervals.
By putting the machine in working order, the wire 100 is first passed between the grooved contact surfaces of the rollers 31 and 32; it is passed through the guide element or sleeve 82, over the anvil 86 and in front of the rotating knife 91, and it exits through the hollow mandrel 21 of the lathe. The characteristics of the spiral teeth to be formed are determined at this time by the operator. If the substantially standard toothing, having a feed angle of about 15, is to be formed and the machine has previously operated to produce such toothing, no adjustment of the knife 91 and its plunger bearing 93 relative to its support plate. 96 should not be done.
However, if it is desired to modify this angle, the lever 107 must be removed to allow the plate 96 and the plunger 93 to be lifted outwards; after which, the angle of the knife to the plate 96, which determines the advance angle of the tooth, is placed. After that, the plate, plunger and knife are returned to their operating positions and the lever arm 107 is returned to the relative position shown in Figures 4 and 7. The length of the blade teeth will be determined by the length of the blade. contour of the cam 122 which rotates in synchronism with the lower roller 31. Depending on the desired length, the upper part of the cam will be longer or shorter and when different blade lengths are desired, it is only necessary to remove one cam and replace it with another having the correct contour.
With the wire in place, the knife 91 properly adjusted and the cam having the desired contour placed in the machine, the latter is ready for operation, except only for the proper adjustment of the pressure on the upper roller d. feed 32, adjustment being made by hand tightening nut 46, until the wire is firmly trapped between the rollers.
During the operation of the machine, the chuck 21 of the lathe is driven by the actuating mechanism of the lathe, at a normal operating speed, and in its rotation it drives the cutting head, 13, which comprises, as it has been described, the device which actually forms the tooth.
The operation of the lathe also serves to effect the rotation of the shaft 63, which transmits its rotating force, through the gears and shafts described, to the lower roller 31 and to the cam 122. The wire advancing from the
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straight line, as seen in Figures 1, 2 and 4, is forced by the rollers 31 and 32 into the rotating sleeve 82 and it slides through this and passes into the groove 88 of the anvil 86. The wire does not not rotate but the anvil and knife 91 move around it, with knife 91 rotating about its own axis 92 to form the spiral toothing extending above the normal surface of the wire, as seen in FIG. 5 The yarn is preferably treated,
thermally and quenched before passing through the machine and the action of the knife 91 forms a sharp, raised cutting edge which extends in a spiral. It is clear that the relation between the speed of advance of the wire, the speed of revolution of the knife 91 around the wire and the angle at which the knife is placed determines the size, the spacing and the profile of the teeth. By increasing the speed of movement of the wire, the other factors remaining unchanged, one will produce more protruding teeth. By changing the angular position of the knife 91, a similar effect will be obtained and the pitch of the teeth will be modified somewhat. A change in the rate of revolution of the cutting head affects these factors in the same way.
The rotation of the advancement rollers is accompanied, as has been described, by the rotation of the cam 122, which, during the actual cutting operation, maintains the collar 146, advanced so as to force the arm. lever 107 to its inner position, the roller 111 being in contact, at its end, with the inner surface 126.
However, after the predetermined length of the saw blade has been cut, the cam allows the roller 126 to move inward, toward its shaft 124; after which, the holding pressure which has been exerted by means of the linkage system comprising the rods 131, the rocker arms 134 and the flange 141, is released and, under the pressure of the spiral spring 121, the collar carried to the the interior of the mandrel 113 slides to the left, as seen in FIG. 4, that is to say towards the doll 16;
after which, the roller 111 moves outward, on the sloping surface 118, and comes to rest in contact with the surface 117. The pressure which had hitherto been exerted on the knife 91 is now released. and the wire passes in front of the knife, which is only in friction contact with it. This continues for a period determined by the profile of the rotating cam 122 and provides a length of uncut wire suitable for being cut in the middle, to give each blade ends which can be shaped to form a suitable attachment surface.
From time to time, the rotating knife 91 may need to be replaced, but since it is made of extremely hard steel this is rarely necessary. Likewise, the guide 81 and the anvil 86 are made of extremely hard steel to resist abrasion of the moving wire The machine continues to run unattended by the operator, who only needs to ensure that the wire feed continues uninterrupted and whose only other obligation is to start and stop the motor mechanism.
In the form of the invention illustrated in Figures 10 and 11, the open or recessed portion 88a of the sleeve 82a constitutes a die to allow some stamping effect in the formation of the spiral toothing.
Thus, when the knife 91 rotates around the wire 100 and the wire is held against it, the material which is trimmed from the wire is retained by the knife to such an extent that it fills the open or recessed portion of the socket. guide.
It can be noted that the face of the guide sleeve 82a, in this form of the invention in juxtaposition with the face of the cutting element 91, as illustrated in FIG. 12, is inclined by a measure equivalent to that of which the knife is inclined relative to the longitudinal axis of the wire.
As a result, the material of the wire cut by the knife is retarded by such a device and stamped or shaped in the recessed or exposed part of the socket, as shown in Figures 10 and 11, instead of against the socket. end of the sleeve which is separated from the knife, in accordance with the invention illustrated in Figures 1 to 9.
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Although the particular apparatus shown and described here in detail is perfectly capable of achieving the objects and of providing the advantages set forth above, it is understood that it is merely illustrative of the presently preferred embodiments of the invention. and that no limitation is made on the details of construction or design shown herein, other than those defined in the appended claims,
CLAIMS.
1. Saw blade making machine comprising a device for advancing a continuous metal element and a cutting device for engaging said element, for cutting or upsetting and winding a spiral groove and a sawtooth in. spiral adjacent to it.