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pour: "PERFECTIONNEMENTS AUX CAMES OU MECANISMES DU MEME GENRE" .
La présente invention concerne un mécanisme perfec- tionné destiné à produire un mouvement analogue à celui donné par une came à partir d'un mouvement de rotation d'un arbre, mouvement de rotation qui peut tre soit continu, soit intermittent ou oscillatoire.
Une came est ,comme on le sait, un mécanisme qui est employé pour transformer un mouvement rotatif en un mouvement intermittent de va-et-vient, et, c'est dans ce sens que l'on peut dire que le mouvement produit par le dispositif conforme à l'invention est le même que le mouvement produit par une came. L'invention peut être appliquée d'un grand nombre de manières et dans des buts extremements variés, là où l'on utilisait jusqu'à présent des cames. Elle est en particulier
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applicable là où le mouvement que l'on veut produire doit se faire à l'encontre d'une pression considérable, ou dans le cas où les pertes d'énergie par frottement sont grandes, et doivent être supprimées le plus possible.
Le dispositif peut être utilisé par exemple pour action- ner des machines à imprimer en creux, dans lesquelles l'bb- jet à imprimer est disposé entre un plateau supérieur et un plateau inférieur qui sont poussés l'un vers l'autre sous l'influence du mouvement de rotation donné à l'arbre à carnet.
Il faut exercer très souvent une pression considérable qui dépend de la nature de l'objet traité, et il se produit des pertes d'énergie dues au frottement entre les cames,. et les surfaces qui coopèrent avec ces cames. Le remplacement des cames par le dispositif conforme à l'invention permet de récupérer une partie considérable de l'énergie et donne en outre de gros avantages.
Le dispositif peut être également utilisé dans les presses à imprimer , pour actionner les soupapes des moteurs à combustion interne, et dans bien d'autres cas qui n'ont pas besoin d'être indiqués ici.
Conformément à l'invention, la pièce à came comporte une cage cylindrique ou une pièce du même genre disposée coaxialement, ou faisant corps avec l'arbre, et 3 ou un nom- bre impair6supérieur de billes ou rouleaux logés librement dans une fente à peu près diamétral de la cage, les rouleaux extérieurs placés à chaque extrémité faisant saillie sur la cage. Pendant la partie opérante du mouvement de l'arbre, chas cun des rouleaux en saillie de chaque côté vient en contact et vient rouler sur un chemin de roulement et transmet ainsi une pression d'un de ces chemins de roulement à l'autre en les écartant l'un de l'autre. Le mouvement relatif des surfaces de contact entre les différents rouleaux et entre les rouleaux et les chemins de roulement est uniquement un mouvement de roulement.
Dans la plupart des cas d'application de l'invention un des chemins est fixé au châssis de la machine ou à une
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partie fixée à ce châssis, et l'autre chemin est fixé à la pièce à actionner. La quantité dont les billes font saillie delà cage doit dépasser légèrement longueur 'de la au delà de la cage doit dépasser légèrement la xxxxxxxxxxxxx course de la pièce actionner de façon a permettre une certaine élasticité. Les deux chemins de roulement cepen- dant peuvent être fixés à des pièces mobiles pour produire un mouvement relatif. Dans ce cas, la quantité-dont les billes la longueur de font saillie sur la cage doit dépasser légèrement la course du movement relatif des deux parties mobiles.
Les chemins de roulement peuvent 'être plats ou incur- vés, leur forme étant destinée à donner un mouvement ayant le caractère voulu. On peut utiliser 3, 5 ou un nombre impair quelconque des rouleaux. Le rouleau ou les rouleaux intermé- diaires peuvent, si on le désire, avoir un diamètre plus petit que les rouleaux en saillie sur la cage. Les dimensions de la fente sont choisies de manière à laisser un jeu juste suffisant aux rouleaux pour qu'ils puissent tourner librement, chacun autour de son axe propre.
Grâce à l'emploi d'un nombre impair de rouleaux, le mou- vement des rouleaux en contact l'un avec l'autre et avec les deux chemins de roulement est uniquement un mouvement de roule- ment sans glissement ni frottement. L'invention est par suite particulièrement applicable là où. l'on désire produire un mou- vement intermittent tel que celui produit par une came , lors- qu'il entre en jeu de fortes pressions.
Les billes ou rouleaux et les chemins sont constitués de préférence en acier trempé et poli, comme cela se fait générale- ment pour les roulements à billes.
On peut utiliser n'importe quel organe approprié pour maintenir les rouleaux à l'intérieur de la fente de la cage et les empêcher de tomber à l'extérieur, lorsqu'ils arrivent dans une position telle qu'ils ne soient pas maintenus par les che- mins de roulement . A cet effet, les deux extrémités de la fente peuvent *être légèrement repliées l'une vers l'autre après que les rouleaux ont été introduits on peut également employer
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n'importe quel dispositif ne gênant pas le mouvement des rou- leaux.
Conformément à l'invention cependant, on peut utiliser également des rouleaux de cames en combinaison avec un logement cylindrique, l'ensemble constituant en quelque sorte un palier à billes pour l'arbre, les rouleaux de cames en saillie, venant en effet rouler sur la surface intérieure du logement cylindri- que,lorsqu'ils ont quitté les chemins de roulement ci-dessus indiqués.
En outre, on peut utiliser un certain nombre de cames portées par le même arbre, les différentes fentes de la cage à cames peuvent être disposées à différents angles comme dans le cas de l'arbre à cames d'un moteur multi cylindrique à combus- tion interne. Dans les presses à imprimer à plateau, dans les machines à imprimer en creux, etc.. où la pression appliquée doit être distribuée sur une large surface, les fentes de la cage sont toutes parallèles. Le mouvement de rotation de l'arbre, dans ces machines,est généralement oscillatoire,mais l'invention peut être mise en pratique dans le cas où l'arbre à un mouvement de rotation intermittent ou continu.
On a représenté sur les dessins ci-joints quelques modes d'exécution de l'invention.
La figure 1 représente schématiquement l'arbre 1 formant cage 1, la fente 2, les rouleaux 3 et les chemins de roulement 4 et 5; l'arbre est représenté placé angulairement par rapport aux deux chemins de roulement qui sont alors à la plus petite distance l'une de l'autre. Il est bien entendu que cette posi- tion du plus grand 'rapprochement est déterminée par des butées ou analogues sur la châssis de la machine, et sur la pièce à actionner, et que dans cette position, il y a un peu de jeu entre l'arbre ou cage et les deux chemins de roulement.
La figure 2 représente la combinaison des rouleaux à cames avec un logement cylindrique, ce dispositif agissant comme un palier a billes pour l'arbreet servant en même temps à action- ner des soupapes disposées en dessus d'une' moteur à combustion
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interme.
La figure 3 est une coupe schématique d'un mode d'exé- cution d'une machine à imprimer en creux conforme à l'inven- tion.
Les chemins de roulement peuvent avoir différentes formes, la forme étant déterminée dans chaque cas ,de manière à produire un mouvement ayant la vitesse voulue,dans n'importe quelle direction; les parties des chemins de roulement représentées figure 1 sont toutes les deux convexes, et celles représentées figure 3 sont toutes les deux concaves; dans le dispositif représenté figure 2,au contraire, chaque chemin comprend une partie centrale convexe faisant saillie sur des parties plates, sur lesquelles le mouvement commence et se termine.
Dans certains cas, les deux chemins de roulement utilisés peuvent être plats; dans d'autres cas, l'un d'eux peut 'être plat et l'autre incurvé.
Il est clair que le mécanisme perfectionné conforme à l'invention peut 'être utilisé à de nombreux usages et peut être combiné de différentes manières; on peut utiliser par exem-
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ple le mouvement,;-ci.dessus iécrit pour actionner les soupapes d'un moteur à combustion interne ou analogue, et pour controler n'importe quel système dos parties soumises à un mouvement de va-et-vient , à des intervalles réguliers déterminés à l'avance. Dans le cas des soupapes d'un moteur multi-cylindrique, l'arbre à cames peut comporter un certain nombre de fentes ou de trous diamétraux destinés à recevoir des rouleaux ou des billes; ces fentes ou trous sont disposées suivant différents angles pour commander les soupapes à inter- valles de temps appropriés.
Les tiges des soupapes peuvent être alignées,de manière à faire saillie dans le logement de l'arbre à cames ,et chaque tige de soupape sera alors actionnée à son tour lorsque le jeu de billes correspondant viendra en contact avec elle .
La figure 2 se rapporte à un moteur comportant des sou- papes verticales; elle représente un mode d'exécution intéressant
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de l'invention. De nombreuses autres dispositions,sont néan- moins possible. L'arbre à cames 1 est monté dans un carter 8 fixé à la boite à soupape ou au bloc de la tête du cylindre 10, qui est fixé ou qui fait corps avec le corps du cylindre 11.
Le carter 8 comporte un évidement cylindrique 9 coaxial à l'arbre 1, et qur lequel les rouleaux 3 peuvent rouler facilement . Le chemin fixe 4 est constitué par un bouchon à visréglable , et sa surface de contact 6 comporte une par- tie sphérique à petits rayono. Le chemin mobile 5a la forme d'un piston de guidage fixé à l'extrémité de la tête de soupape 12 et coulissant dans un évidement vertical 14 du carter 8. La disposition de la tige de soupape 12 du chapeau 5.et du ressort de soupape 15.est du type usuel bien connu. L'arbre est repré- senté disposé angulairement, la soupape reposant sur son siège et les rouleaux 3 étant sur le point d'ouvrir la soupape 13; le sens de rotation de l'arbre est indiqué par la flèche 16.
Poli- dant le mouvement d'ouverture ou de fermeture de la soupape, les billes se déplacent le long de la fente 2 et roulent l'une sur l'autre et sur les surfaces 6 des chemins de roulement fixe et mobile.
On peut observer que la pression exercée pour ouvrir la soupape à l'encontre de la résistance du ressort 15 est transmise du chemin fixe 4 au chemin mobile 5 par les 3 rouleaux et que lorsque la soupape est complètement ouverte et que la pression est la plus grande, il n'y a pas de pression latérale sur aucune des parties. Dans d'autres positions de la soupape pendant le mouvement d'ouverture et de fermeture, il y a seule- ment une légère pression latérale du chemin mobile 5.sur l'évide- ment cylindrique 14, et des 2 billes extérieures 3 sur les parois de la fente 2. On observera également que la soupape s'ouvre et se ferme deux fois à chaque tour de l'arbre 1, qui par suite, dans un moteur à 4 temps, devra tourner à une vitesse 4 fois moindre que l'arbre à vilebrequin du moteur.
En outre, dans un moteur multi-cylindrique, les fentes 2 dans l'arbre 1 sont à des angles différents pour chacune des soupapes, et un jeu de 3 rouleaux opérera entre
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les chemins fixe et mobile pendant que les autresJeux de rouleaux rouleront sur la surface intérieure 9 de la boite.
Le dispositif constitue par suite une sorte de palier à billes pour l'arbre 1, qui n'a pas besoin en conséquence d'être sup- porté par d'autres paliers, si ce n'est pour maintenir l'arbre en direction longitudinale si cela est nécessaire.
La figure 2 représente la facilité avec laquelle l'inven- tion peut être appliquée à des soupapes disposées par dessus; elle permet la suppression des leviers, et elle ne soumet au mouvement de la came qu'un poids très légère en même temps , on a un procédé très simple de réglage du jeu de la soupape du côté de l'arbre à cames opposé à la soupape qui est action- née, ce réglage pouvant se faire pendant le fonctionnement du moteur.
On peut faire varier à chaque instant le mouvement re- latif de la soupape, c'est-à-dire la vitesse d'ouverture et de fermeture, en donnant la forme voulue à la base de la vis de réglage 4, et en donnant une forme analogue au chapeau de sou- pape 5.
L'arbre à cames 1 n'est soumis à aucune pression due à la poussée qui tend à ouvrir la soupape, cette poussée étant transmise de la vis de réglage au chapeau de la soupape; l'arbre à cames est soumis uniquement à une torsion, ce qui nécessite par suite qu'il soit fixé à ses extrémités seulement; les billes elles-mêmes supportent cette poussée le long du logement ,étant donné que les différents jeux de billes doivent tre disposés à des angles différents sur l'arbre.
Le réglage des intervalles de temps entre l'ouverture des différentes soupapes est déterminé par les angles suivant les- quels aont disposées les fentes destinées à recevoir les billes dans l'arbrerà cames. Les trous employés doivent traverser dia- métralement l'arbre, car l'arbre à cames doit tourner à une vitesse égale au 1/4 de la vitesse du moteur, parce qu'il sou- lève la soupape en deux de des positions. L'évidement dans lequel l'arbre à cames est logé doit avoir un diamètre égal à la somme des diamètres des 3 billes. Les billes ou rouleaux tour-
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neront par suite à une vitesse continue et serviront de palier à billes supportant l'arbre.
Il est évident que toutes les opérations d'usinage du dispositif sont très simples et que ,par suite, ce dispositif peut être fabriqué à un prix de revient très faible.
La quantité dont la soupape se soulève est égale à la différence entre la somme des diamètres des 3 billes ou rouleaux et la distance de la vis de réglage au chapeau de la soupape lorsque la soupape est fermée.
La figure 3 représente l'invention appliquée à une machine à imprimer en creux. Le chemin de roulement 4 est fixé au châssis 18 de la machine, et le chemin mobile 5 est fixé à la table 20 qui pivote en 21 sur le châssis. L'arbre à cames 1 est représenté dans la position qu'il occupe lorsque la table est soulevée à sa position supérieure extrême, et l'objet à im- primer 22 doit être comprimé entre le plateau supérieur 23 fixé au châssis, et le plateau inférieur mobile 24 de la table 20.
La position la plus basse de la table 20 est déterminée par le chemin de roulement 5 ou par des butées portées par la table 20 et qui reposé sur des supports25 fixés auchâssis; ces butées sont de préférence doubles et disposées de chaque côté du plan de la fente. Dans cette position,la surface opérante 6 du chemin 5 est à peine hors de contact avec la surface de l'arbre à cames 1. La pression maxima est exercée sur l'bbjetimprimér lorsque le mécanisme est au voisinage de la position repré- sentée sur les dessins, lorsque, en pratique,la pression di- recte est transmise par les billes ou rouleaux 3 du chemin fixe 4 au chemin mobile 5 et de là à l'objet 22.
Des organes usuels bien connus sont disposés pour régler le plateau supérieur suivant l'épaisseur de l'objet, et suivant la pression qui , s'exerce dessus,mais cela ne fait pas partie de l'invention à proprement parler. Dans ces machines, on peut mettre l'arbre à cames en oscillation dans un sens ou dans l'autre par un levier à main ou actionne-1 de n'importe quelle autre manière.
Dans certains cas en outre, la cage peut elle-même avoir la forme d'une came ou analogue, et cette came ou analogue peut
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%tre disposée de manière à coopérer avec le dispositif perfec- tionné de n'importe quelle manière appropriée.
REVENDICATIONS
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui me parai- traient nécessaires, je revendique comme ma propriété exclusive et privative: 1 -- Mécanisme à carnes pour produire un mouvement relatif entre deux corps, à partir d'un mouvement de rotation d'un arbre, constitué par une cage fixée ou faisant corps avec l'arbre ,par 3 ou un nombre impair supérieur de rouleaux logés librement dans une fente à peu près diamétral de la cage, et par deux chemins de roulement fixés respectivement aux deux corps auxquels on veut donner un mouvement relatif, ces rouleaux transmettant la chemin de pression d'un/roulement à l'autre, en roulant sur ces chemins de roulement, et en les écartant l'un de l'autre,
pendant la partie opérante du mouvement de l'arbre, les mouvements relatifs des surfaces en contact entre les différents rouleaux,et entre les rouleaux et les chemins de roulement étant uniquement des mouve- ments de roulement.
2.@ Mécanisme à cames pour donner un mouvement à une partie d'une machine, à partir du mouvement de rotation d'un arbre, comprenant une cage fixée ou faisant corps avec l'arbre, 3 ou un nombre impair supérieur de rouleaux logés librement dans une fente à peu près diamétrale, un chemin de roulement fixe par rapport au châssis de la machine, et un chemin de roulement mobile fixé à la partie mobile de la machine, les rouleaux transmettant la pression du chemin de roulement fixe au chemin de roulement mobile, pendant la partie opérante du mouvement de l'arbre, en roulant sur ces chemins de roulement et en les écartantles surfaces de contact entre les différents rouleaux et entre les rouleaux et les chemins de roulement étant uniquement des mouvements de roulement.
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