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"APPAREILS AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE"
La présente invention concerne les appareils am- plificateurs de puissance largement utilisés dans les travaux nécessitant de la force et fonctionnant par pres- sion, par exemple le refoulement et la compression, ou bien l'action inverse, par exemple l'étirage et la traction, ou bien les deux actions. Bien que ses applications soient gé- nérales, l'invention a été plus particulièrement poussée dans le sens des machines petites ou portatives, spécialement celles à bras qui sont de petites dimensions et de faible poids mais multiplient dans de grandes proportions la puissance qui leur est appliquée.
Un des buts de l'invention est de réaliser la combinaison d'un mouvement de déplacement rapide du plon- geur recevant un minimum d'application de force avec un
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mouvement de déplacement lent de ce plongeur développant une puissance maxima. Un autre but de l'invention est la réa- lisation d'un appareil qui soit essentiellement simple tant comme construction que comme fonctionnement, et peu coûteux à construire et à monter. L'invention a encore pour but d'effectuer une meilleure application de la puissance.
Elle vise de plus la réduction au minimum de la course per- due des moyens moteurs. Elle vise également l'utilisation d'un minimum d'organes en mouvement. Elle a encore pour but la réalisation de moyens perfectionnés de réglage et de commande de la vitesse et du dispositif de déplacement du plongeur.=.., ainsi que de la puissance définitive appliquée à la pièce travaillée. L'invention vise aussi des per- fectionnements aux moyens de commande du mécanisme moteur.
D'autres avantages et particularités de l'inven- tion ressortiront de la description qui va en être faite avec référence au dessin annexé représentant schématiquement et à titre d'exemple dés formes de réalisation de l'invention.
L'invention nécessite .un mécanisme moteur pri- maire, un plongeur de travail, et des moyens intermédiaires permettant de répartir l'opération du mécanisme moteur primaire entre le mouvement simple du plongeur venant en contact avec la pièce et l'application effective de la puissance. On donne, de préférence, aux moyens intermédiai- res, la forme d'un levier en général triangulaire dont le sommet est en contact avec le plongeur de travail, une ex- trémité de la base étant fixée au mécanisme moteur primaire et l'autre extrémité étant libre. Les moyens de guidage de @ cette extrémité libre du levier déterminent sur le plongeur de travail l'effet de l'application de la force primaire à l'autre extrémité de la base.
Ces moyens de guidage peuvent être constitués par un bloc de guidage et la configuration
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/la quanti-de ses surfaces de guidage répartis/simplement pour le té de force primaire u-déplacement perdu du plongeur de travail (nécessaire pour tilisée l'amener en contact avec la pièce); et détermine la vitesse d'application et la valeur de la puissance mul- tipliée définitive utilisée en travail effectif.
Les surfaces de guidage devant produire les actions désirées, peuvent être placées angulairement les unes par rapport aux autres et peuvent constituer une série si l'on désire qu'il se produise des arrêts du plongeur autours d'un mouve- ment complet de ce plongeur dans une seule direction, En disposant sur le bloc de guidage des surfaces de guidage opposées, on peut établir le plongeur de façon qu'il puisse travailler dans les deux sens du mouvement. L'invention nécessite en outre un système et des moyens perfectionnés de commande à la main permettant qu'un élément unique ac- tionne non seulement la,commande principale mais également la commande de retournes moyens moteurs primaires.
Sur le dessin :
La figure 1 est une vue en coupe, avec certaines parties en élévation, représentant une forme d'application de l'invention à l'écrasement des rivets, le piston moteur primaire étant en position deretrait.
La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 représentant le même appareil avec une variante du bloc de guidage, et le piston moteur primaire étant à fond de cour- se avant.
La figure 3 est une vue partielle en coupe re- présentant une autre variante de l'élément de guidage permet- tant d'effectuer un déplacement uniforme du plongeur de tra- vail.
La figure 4 est une vue partielle en coupe repré- sentant une autre disposition de guidage faisant que le plongeur de travail effectue une course utile dans les deux sens de son déplacement.
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La figure 5 représente une autre variante du dis- positif de guidage au moyen duquel il se produit un arrêt au cours du déplacement vers l'avant du plongeur de tra- vail.
La machine à river par compression représentée sur la figure 1 est destinée à former à froid la tête de ri- vets en alliage dtacier ou en duralumin nécessitant une très forte pression pour serrer ensemble les feuilles ou plaques métalliques et pour former convenablement la tête duivet.
L'appareil représenté est du petit modèle à bras pourvu de poignées 6 et 7, d'un col de cygne 8 servant à la mise en prise avec la pièce à travailler et pourvu d'un tas 9 dans l'axe longitudinal duquel un plongeur de travail 10 reçoit un mouvement de va-et-vient à l'intérieur d'un manchon 11 disposé dans le col de cygne. Ce plongeur 10 porte une extrémité interchangeable, bouterolle, emporte-pièce, ou au- tre accessoire de travail 12.
Comme moyens moteurs primaires, on peut utiliser toute force motrice convenable ou désirée. Dans le cas présent, ce moyen moteur est du type à pression de fluide / actionné par de l'air comprimé pénétrant par la poignée 6, et donnant un mouvement de va-et-vient à un piston 13 pourvu d'une garniture appropriée 14, à l'intérieur d'un cylindre 15 sur lequel la poignée 7 fait saillie. La chambre du pis- ton dans le cylindre peut être pourvue d'une garniture ou manchon amovible 15a. Le piston 13 est pourvu d'une tige ou plongeur 13a faisant saillie en dehors du cylindre 15 et participant au mouvement de va-et-vient du piston axiale- ment par rapport au mouvement de l'outil, se rapprochant ou s'éloignant par rapport au col de cygne 8.
Le plongeur de travail 10 est décalé par rapport à la tige de piston 13a par rapport à laquelle il peut être incliné ,mais le dessin les représente parallèles l'un à l'autre.
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La liaison entre la tige de piston 13a et le plongeur de travail 10 comporte un levier 16, en général de forme trian- gulaire comme représenté. Le sommet du levier est en prise avec le plongeur 10 et est pourvu d'un élément amovible 17 formant portée en contact direct avec le plongeur. Un dispositif élastique tel qu'un ressort 18 agissansur le plongeur 10, ramène ce dernier, de façon élastique, à la posi- tion de retrait et le maintient en contact avec l'élément 17 formant portée. L'une des extrémités de la base du levier 16 est articulée sur l'extrémité en saillie de la tige de piston 13a au moyen d'un axe 19. L'autre extrémité de la base du levier est pourvue d'un palier antifriction 20 portant un ga- let 21 en prise avec un bloc de guidage 22 fixé au cylindre 15.
La configuration des surfaces du bloc de guidage 22 en prise avec le galet 21 détermine les caractéristiques du mouvement du plongeur de travail 10 ainsi que le rapport de puissance qui lui est appliqué.
Sous la forme représentée sur la figure 1, le bloc est.pourvu d'une surface de guidage 22a sensiblement parallèle à la tige de piston 13a , ainsi que d'une seconde surface de guidage 22b disposée à angle droit de la première. La surface 22a provoque le mouvement rapide vers l'avant du plon- geur 10 pour la raison que, le fluide sous pression étant admis à l'arrière du piston 13, ce piston se déplace vers l'avant avec sa tige 13a et le levier 16 du fait que le galet 21 se trouve alors guidé le long de la surface horizontale de guidage 22a qui est parallèle à l'axe de déplacement de la tige.
Par conséquent, le déplacement de ces éléments s'effectue à la vitesse du piston 9. Cette partie de la course amène l'extrémité 12 jusqu'à la pièce à travailler. Le galet 21 a alors atteint le'point 2'2c et, au fur et à mesure qu'il se déplace sur la surface 22b, le levier 16 pivote sur son axe 19 produisant, entre le plongeur 10 et la surface de gui-
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dage 22 , une action de serrage avec un effet de levier et une multiplication de force augmentant de façon continue jusqu'à ce que le galet 21 atteigne l'axe du plongeur 10.
En renversant le sens d'application du fluide moteur sous pression, le piston 13 et sa tige 13a se déplacent vers l'arrière , le galet 21 se déplaçant à nouveau le long de la surface de guidage 22b , autour du coin 22c et ensuite sur toute la longueur de la surface 22a; dans le même temps, le plongeur de travail 10 est ramené et maintenu en contact avec l'élément 17 formant portée par le ressort 18. Grâce à cette disposition, la mise en prise du plongeur 10 avec la pièce est rapide, sans amplification de force, et n'utilise qu'une partie du mouvement du piston primaire 13, ainsi qu'on le voit clairement grâce aux lignes indiquant sur le dessin les positions successives du levier.
Au cours du mouvement transversal du galet 21 sur la surface de guidage 22b, le mouvement du plongeur 10 est beaucoup plus lent mais amplifie la force par suite de l'action de serrage men- tionnée plus haut.
La figure 2 représente un appareil semblable, sous tous ses rapports, à celui de la figure 1, avec ses parties semblables désignées par les mêmes références, sauf en ce qui concerne le bloc de guidage 23. Ce bloc est pourvu de surfaces de guidage 23a et 23b inclinées l'une par rapport à l'autre, formant un angle aigu plutôt qu'un angle droit comme sur la figure 1 et chacune d'elles étant oblique par rapport, aux axes longitudinal et transversal respectifs de l'outil. Ce dispositif de guidage a pour résultat de donner au plongeur 10 une course plus longue que celle obtenue au moyen du dispositif de guidage représenté sur la figure 1, et les phases du mouvement tant avec puissance non amplifiée qutavec puissance amplifiée, ont plus de durée que dans le dispositif de la figure 1.
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Pour permettre d'adapter l'appareil représenté sur les figures 1 et 2 de façon qu'il fonctionne sur des épais- seurs différentes, on utilise une série d'extrémités inter- changeables, bouterolles ou autres outils 12, 12a et 12b avec têtes d'épaisseurs différentes, (figure 2) .
Dans la forme de réalisation de l'invention représentée sur la figure 3, le mouvement du plongeur 10 est très court et absolument régulier dans les différentes phases des opérations. Dans ce cas, le bloc 24 est pourvu d'une surface de guidage 24a dont le début est courbe, c,onvexe par rapport au plongeur 10 et se relevant doucement pour former une surface droite de guidage 24b qui est transversale par rapport à l'axe de l'outil.
Sur la figure 4, l'appareil est représenté avec un dispositif de guidage qui le rend susceptible de fonctionner dans les deux sens du déplacement du plongeur 10 qui, dans ce cas, est relié directement au levier 16a , par exemple par une bielle 10b. Le bloc de guidage 25 est pourvu d'une gorge ou mortaise 25a recevant le galet 21. La gorge 25a, pour le travail à la compression, par exemple le rivetage, présente les surfaces de guidage 25b et 25c tandis que, pour le travail à la traction, par exemple l'extraction des crampons des traverses de chemins de fer, elle présente les surfaces de guidage 25d et 25e. Les surfaces de guidage opposées de la gorge 25a n'ont pas besoin d'être parallèles entre elles, mais ont la configuration et l'inclinaison nécessaires pour effectuer le mouvement voulu du plongeur 10.
On remarquera, dans le fonctionnement de l'appareil que, pour le rivetage, le mouvement du plongeur 10 est analogue à ceLui de l'appareil des figures 1 et 2, c'est-à-dire a une avance rapide sans amplification de puissance suivie d'un mouvement beaucoup plus lent avec amplification continue de puissance.
Lorsque l'on utilise l'appareil à la traction, le mouvement lent avec grande amplification de puissance est effectué en premier lieu par la surface de guidage 25e,
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la puissance diminuant et la vitesse du mouvement augmen- tant au fur et à mesure que le crampon, ou autre élément de fixation, prend du jeu, et, au fur et à mesure que
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-te#M?tBtp-ea#ou autre#61 ornent do fixa-on-,#pjond du. j an,#e-ë- -a#p#e--a,...rB-su.Fa#qAe le galet de guidage 21 tourne en contact avec la surface de guidage 25d, le mouvement d'ex- traction s'accélère.
Dans la forme représentée sur la figure 5, le dispositif de guidage est disposé de façon à effectuer deux cycles, ou davantage, d'opérations appartenant à l'un quelconque des dispositifs précédents avec des arrêts in- tercalés sans interrompre les moyens moteurs primaires.
Dans ce but, le bloc 26 est pourvu de surfaces de guidage pour mouvements rapides et pour mouvements de puissance disposées en multiples ou en séries, ces surfaces de guida- ge se trouvant successivement en prise avec le galet de guidage 21. Pour l'avance rapide initiale, le galet de guidage 21 se déplace le long de la surface de guidage 26a et tourne alors sous un certain angle sur la surface de guidage 26b pour donner le mouvement de puissance, un arrêt se produisant au point 26c. Le galet se met alors en prise avec les surfaces de guidage 26d pour permettre une seconde phase de mouvement rapide et tourne alors vers l'intérieur le long de la surface de guidage de puissance 26e pour pro- voquer une seconde phase d'opération de puissance.
Etant donné que l'on peut utiliser un certain nombre de paires. de surfaces de guidage, selon les besoins et comme repré- senté sur la figure,'on peut faire varier, à volonté, pour produire l'effet désiré, la configuration et l'angle d'in- clinaison de ces surfaces les unes par rapport aux autres ainsi que par rapport aux axes longitudinal et transversal de l'outil. Cette disposition montre également comment on peut arrêter et remettre en marche le fonctionnement du plongeur 10 sans interrompre le mouvement des moyens moteurs primaires. L'arrêt ainsi obtenu, a une grande importance
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lorsque l'on veut extraire une broche d'assemblage ou insérer une pièce à un moment défini de l'opération.
De même que dans toutes les formes décrites précédemment, tout changement effectué dans les surfaces de guidage du galet 21 provoque un changement correspondant dans la course du plongeur.
L'invention couvre également des moyens de comman- de perfectionnés des moyens moteurs primaires. En se référant aux figures 1 et 2, on remarque que l'on a prévu une seule manette de commande 30 pour actionner la commande principale 31 et le renversement de marche 32. Dans le cas où 1?on utiliserait un moteur électrique comme force primaire, les commandes 31 et 32 seraient des rhéostats mais, étant donné que les moyens moteurs représentés dans le cas présent sont du type à pression de fluide, la commande 31 comporte une soupape d'admission 31a , appliquée élastique- ment sur son siège par un ressort 31b, tandis que le ren- versement de marche 32 est constitué par une soupape à mou- vement alternatif dans un manchon 32a ,pourvue à l'ex- térieur d'une gorge 32b ,
et d'un alésage disposé axia- lement et pourvu de lumière 32d et 32e correspondant al- ternativement, avec une lumière 15b allant à l'extrémité arrière de la chambre du piston, et avec un passage 15c allant à ltextrémité avant de cette chambre. Un ressort à boudin 32± appuyant contre le manchon 32a est en prise élastiquement avec un collier fileté 32g monté sur la sou- pape 32 afin de maintenir cette soupape dans sa position la plus basse, ainsi qu'on le voit sur la figure 1. La ma- nette 30 est articulée sur la soupape 32, par exemple au moyen d'un axe 30a, et à sa partie 30b formant appui en prise avec une rondelle 33 disposée sur le haut du manchon de guidage 3 le de la commande de la soupape 31.
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Normalement; la manette et les soupapes sont dans la position représentée sur la figure 1; la soupape d'admission 31a est fermée et la gorge 32b établit la commu- nication entre l'un des branchements de la lumière d'ad- mission 34 et le passage 15c allant à l'extrémité avant de la chambre du piston; l'extrémité arrière de cette chambre est en communication avec l'atmosphère par les lumières 15b et 32d et l'alésage de sortie 32c.
Afin de manoeuvrer la soupape de commande pour qu'elle pousse vers l'avant le pis- ton 13 , l'opérateur appuie fortement sur la manette 30, et le déplacement de cette manette 30 ouvre la soupape d'admis- sion 31a et fait que la partie pivotante 30b de la manette se met en prise avec la rondelle 33; sur ce, le pivot 30a soulève la soupape de changement de marche 32 et ltamène à la position représentée sur la figure 2; le branchement supérieur de l'admission 34 se trouve alors raccordé, par la gorge 32b, à la lumière 15b débouchant à l'extrémité arrière de la chambre du piston dont l'extrémité avant communique avec l'atmosphère par le passage 15c, la lumière 32e et l'alésage d'échappement 32c.
Pour provoquer le mouvement inverse du piston, l'opérateur diminue la pression sur la manette 30 d'une quantité suffisante pour permettre au ressort 32f dtamener la soupape 32 en bas de course (fig.l) tout en maintenant sur la manette une pression suffisante pour tenir la partie pivotante 30b en contact avec la ron- delle 33 , la soupape d'admission 31 se trouvant ainsi main- tenue ouverte. En cessant complètement d'appuyer sur la manette 30,-on permet à la soupape d'admission 31a de se refermer sous l'action du ressort 31b, et à tous les élé- ments de revenir à la position représentée sur la figure 1.
On a'constaté que la présente invention présente en pratique de très grands avantages pour former à froid des têtes de rivets dans la construction des aéroplanes, auto- mobiles et pièces mécaniques; ainsi que pour beaucoup d'au- tres travaux, par suite plus particulièrement du cycle d'o-
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pérations et de la facilité avec laquelle on peut modifier les caractéristiques et l'amplitude du mouvement ainsi que la puissance en résultant . Lorsque l'on introduit à froid un rivet, la résistance qu'offre ce rivet ntest pas unifor- me Au début, la pression nécessaire pour refouler le rivet n'est pas considérable mais, au fur et à mesure que le rivet s'écrase pour remplir le trou et que les tôles se trouvent serrées ensembles sous l'action du rivet , il faut de plus en plus de force.
Cette nécessité @ d'augmenter continuellement la pression effective est rendue évidente par le fait que, lorsqu'une riveuse travaille sur un rivet un peu trop fort pour la puissance de cette machine, ce rivet est écrasé et a sa tête formée mais ne serre pas les tôles ensemble. L'invention réalise une riveuse qui permet l'application de cette augmentation de pression dans la mesure et de la manière voulues pour obtenir le meilleur travail, et ce sans se servir de la carne conventionnelle de guidage, difficile à usiner, ni des dispositifs compliqués à genouillères. ,Les surfaces de guidage des blocs suivant l'invention s'usinent facilement sans machines spéciales, et l'on peut rendre ces blocs interchangeables de façon à faire servir la riveuse à des travaux différents.
Avec des surfaces de guidage telles que celles représentées sur les figures 1 et 2, on n'a besoin d'utiliser qu'une partie du mouvement des moyens moteurs primaires, 20 % ou moins, pour amener l'outil en contact avec la pièce, et les 80 %, ou plus, restant se trouvent par suite disponibles pour effectuer le travail proprement dit avec tout rapport voulu d'amplification continue et progressive de puissance. La très grande simplicité des moyens de guidage permet de n'un tiliser que quelques éléments de construction rustique et de réaliser par suite une machine à haut rendement etde lon- gue durée.