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Mécanisme pour imprimer un mouvement de va-et-vient au marbre des presses à imprimer ou machines analogues.
Cette invention concerne les mécanismes destinés à imprimer un mouvement de va-et-vient au marbre des presses à imprimer ou machines analogues et a plus particulièrement trait à un mécanisme de ce genre spécialement étudié pour être adapté aux presses à imprimer du type à marbre plan et à cylindre.
Le principal but de l'invention est de fournir aux constructeurs de presses à imprimer un mécanisme perfectionné pour communiquer un mouvement de va-et-vient grâce auquel le marbre puisse osciller dans un cycle complet, la majeure partie du mouvement du marbre dans une direction s'opérant à une vites- se sensiblement constante tandis que, dans l'autre direction,le marbre se déplace selon une vitesse qui varie continuellement.
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Un autre but de l'invention est de fournir aux constructeurs de presses un mécanisme d'actionnement de ce genre dont tous les éléments concourant à l'entraînement du marbre restent constamment en prise, ce mécanisme ne compor- tant ni came, ni organe serreur, ni raquette, ni engrenage inverseur à action intermittente.
Pour atteindre ce but, l'in- vention prévoit selon sa réalisation à préférer, l'applica- tion de plusieurs trains mécaniques différemment proportion- nés et comprenant des manivelles, des pignons et des crosses ou traverses coulissantes qui peuvent être entraînées à par- tir d'une source de force commune et qui sont disposées de manière à être reliées continuellement, positivement et effica- cement au marbre en question par l'intermédiaire d'un dispo- sitif qui est lui-même étudié pour composer les mouvements imprimés par ces trains et pour transmettre au marbre la ré- sultante de ces divers mouvements.
Un autre but encore de la présente invention est de fournir aux constructeurs de presses un mécanisme d'actionne- ment du marbre de ce type dont la course soit plus longue que dans le cas du mouvement standard à rapport 3: 1, ce qui assure pour un diamètre de cylindre donné un recouvrement accru du cylindre porte-clichés.
Un autre but encore de l'invention est de fournir aux constructeurs de presses un mécanisme d'actionnement du marbre composé de pièces se prêtant à une fabrication facile en série et à peu de frais sur des machines-outils de type standard.
Divers autres buts et caractéristiques de l'inven- tion découleront de la suite de cette description et de l'exa- men des dessins annexés qui en représentent, à titre d'exem- ple illustratif et non limitatif, une heureuse réalisation.
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Ces dessins comprennent plusieurs figures destinéesà mettre graphiquement en évidence le développement des théories qui sont à la base de l'invention.
Dans les dessins annexés:
Les figures 1 à 4 sont des diagrammes mettant en évidence le développement de la courbe représentant le rap- port de vitesse désiré du marbre à va-et-vient.
Les figures 5 et 6 sont des diagrammes montrant les trajets ou orbites de certains manetons qui impriment les deux mouvements séparés formant les composantes du mouvement résultant qui est finalement imprimé au marbre.
La figure 7 est une vue en élévation latérale avec arrachement partiel d'un modèle illustratif de presse à imprimer du type comportant un marbre et un cylindre auquel ont été appliqués les principes de l'invention.
La figure 8 est une vue de la presse en coupe trans- versale longitudinale par la ligne 8-8 de la figure 7.
La figure 9 est une vue en coupe verticale longitu- dinale par la ligne 9-9 de la figure 8.
La figure 10 est une vue en coupe verticale longitu- dinale fragmentaire par la ligne 10-10 de la figure 8.
La figure 11 est une vue analogue par la ligne 11-11 de la figure 8.
Les figures 12 et 13 sont des vues en perspective schématisées des parties principales des deux trains du mé- canisme qui engendrent les mouvements requis.
La figure 14 est une vue en perspective de la roue dentée baladeuse et de ses manetons au moyen desquels les deux mouvements composants sont composés et imprimés au mar- bre à va-et-vient.
Les figures 15 à 23 représentent une autre réalisa-
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tion de l'invention et peuvent être détaillées de la manière suivante :
Les figures 15 et 16 sont des diagrammes montrant les trajets ou orbites des manetons qui impriment les deux mouve- ments séparés qui sont composés et appliqués au marbre.
La figure 17 est une vue en coupe verticale transver- sale d'un modèle illustratif de presse à imprimer du type com- portant un marbre et un cylindre à laquelle ont été appliqués les principes de l'invention; cette coupe est faite au niveau de la ligne 17-17 de la figure 19.
La figure 18 est une vue partielle en coupe hori- zontale par la ligne 18-18 de la figure 17.
La figure 19 est une vue en coupe longitudinale ver- ticale par la ligne 19-19 de la figure 17 en regardant dans la direction indiquée par les flèches.
La figure 20 est une vue analogue par la ligne 20-20 de la figure 17 en regardant dans la direction opposée à celle de la figure 19.
La figure 21 est une vue fragmentaire en coupe hori- zontale par la ligne 21-21 de la figure 19.
Les figures 22 et 23 sont des vues en perspective schématisées des éléments principaux des deux trains du méca- nisme qui servent à engendrer les mouvements qu'il est nécessai- re d'imprimer au marbre de la presse.
Dans l'imprimerie, on considère à juste titre depuis longtemps qu'il est désirable, pendant la période d'impres- sion d'une presse appartenant au type illustré, quand le mar- bre porte-caractères à va-et-vient et le cylindre d'impression rotatif sont en contact de roulement, que ces organes se dépla- cent à une vitesse uniforme de façon à éviter que l'impression
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ne soit abîmée et à assurer le cadrage ou margeage convenable.
De nombreux expédients ont été proposés pour remplir cette condition d'une vitesse uniforme mais ils ont pour la plupart fait appel à un certain nombre de mécanismes actionneurs dif- férents pour actionner alternativement le marbre pendant dif- férentes parties de ses courses d'impression et de retour et aussi pour inverser le marbre à la fin de ses courses ; a fait également appel à des rainures-cames ou moyens analogues pour donner une vitesse sensiblement constante au marbre porte- caractères pendant l'impression.
Par opposition à cela, selon la présente invention, le train de mécanisme comprenant la transmission qui actionne la presse est toujours en prise et exerce une force positive sur le marbre; en même.temps les mécanismes compliqués à came et embrayage sont éliminés; il est donc possible de fabriquer économiquement toutes les pièces entrant dans la constitution de la commande du marbre sur des machines-outils dé type standard.
Un marbre à va-et-vient actionné par une traverse coulissante entraînée par une simple manivelle comme c'est le cas de la commande écossaise bien connue, aurait une vites- se linéaire qui varierait en chaque point et atteindrait un maximum à mi-course et qui aurait une valeur égale à zéro aux points d'inversion situés aux extrémités des courses. Ce mouvement est purement et simplement un mouvement harmonique dont l'équation générale de vitesse est Vb = w R cos e, dans laquelle e est l'angle que fait la manivelle avec l'hori- zontale.
La courbe des rapports de vitesses représentant le rapport entre la vitesse du marbre et la vitesse linéaire constante du maneton est évidemment la sinusoïde bien connue
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qui est représentée dans la figure 1 des dessins et qui est exprimée dans ce cas par l'équation y = 100 cos e
Ainsi qu'il a été exposé, le problème consiste à aplatir l'une des boucles de cette courbe de rapport des vites- ses de façon à produire une vitesse, constante pendant la pé- riode où a lieu l'impression.
La façon dont ce résultat désiré peut être atteint, mécaniquement parlant,par l'invention, peut être brièvement expliquée comme suit: L'aplatissement de la boucle de la courbe de rapport des vitesses à simple harmoni- que qui représente la course d'impression peut être accompli par la superposition de certains autres mouvements harmoniques simplés sur le premier mouvement qui est représenté par la courbe de la figure 1. L'équation du rapport des vitesses représentant ces mouvements combinés est alors intégrée de façon que l'équation de déplacement du mouvement du marbre puisse être obtenue.
Cette équation de déplacement est ensui- te divisée en deux équations séparées qui sont reconnaissables comme représentant les équations de déplacement d'hypotro- choide ou hypocycloide est le parcours d'un point situé sur le rayon ou d'un rayon produit par un cercle roulant à l'inté- rieur d'un cercle fixe. Ces orbites peuvent être obtenues au moyen d'une manivelle assujettie à un pignon qui engrène avec et roule-à l'intérieur d'une couronne fixe à denture interne, le pignon tournant sur un bras qui est entraîné, de préférence, à vitesse constante. Dans le développement du mouvement résultant, chacune des manivelles est astreinte à faire osciller une traverse coulissante grâce à une liaison par goujon et fente.
Les mouvements de ces traverses qui sont les projections des mouvements hypotrochoidaux des manetons sur une ligne horizontale peuvent être additionnés ou composés
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mécaniquement au moyen d'une roue dentée baladeuse dont l'axe est relié aux traverses de bras de manivelle rigides reliés à elles par des liaisons à goujon et fentes. La roue dentée baladeuse est étudiée évidemment pour rouler sur une crémail- lère fixe et pour engrener avec une crémaillère portée par le marbre à va-et-vient, ce qui double le mouvement de cette roue tel qu'il est appliqué au marbre.
Les dimemsions propor- tionelles des manivelles et éléments dentés entrant dans la constitution de la transmission ainsi décrite en vue d'atteindre la phase à vitesse constante du cycle du marbre peuvent être déterminées à l'aide des équations. Le développement de ces constructions et leurs dimensions relatives vont maintenant être exposés en détail.
Dans les graphiques que représentent les figures 1 à 4 inclus les angles des manivelles sont portés en abscisses et les rapports de vitesses dans l'un et l'autre sens sont portés en ordonnés et sont gradués en plus et en moins vers le haut ét vers le bas à partir de la ligne zéro qui, bien entendu, indique le point de changement de direction du mouve- ment. Dans la figure 1, la courbe harmonique simple 1 est re- présentée par l'équation yl = 100 cos 6. Dans la figure 2 est représentée une seconde courbe harmonique simple II représen- tée par l'équation y2 = a cos 2 e. En combinant ou additionnant ces équations l et II, on obtient l'équation yl,2 = 100 cos e + a cos 2 9 qui est représentée par la courbe I, II par la figure 3.
A noter que la courbe des rapports de vitesses de ce mouvement harmonique combiné présente une boucle plus aiguë au commencement et une partie quelque peu plus plate entre les points 120 et 240 du cycle.
Une troisième courbe harmonique simple III est égale-
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ment représentée dans la figure 3 et peut être exprimée par l'équation y 3 b cos 3 e Si l'on superpose cette troisième courbe et la courbe I, II, la courbe résultante est celle qui est représentée dans la figure 4 où la partie allant de 120 à 2400 est, pour tous les buts pratiques, une ligne droite. La portion du cycle contenant cette section plane ou rapport de vitesses constant peut être employée sur la course d'impression, et la section correspondant au rapport de vites- ses continuellement variable représentée par la première boucle de la courbe I, II, III peut être employée pour la course de retour.
L'équation résultante représentée par la courbe I, II, III dans la figure 4 est: yl,2,3 = 100 cos e a cos 2 e + b cos 3 e dans laquelle les valeurs a et b ont été choisies de telle sorte que, pour des valeurs de 9 comprises entre 120 et 2400, la vitesse yl,2,3 reste constante et égale à approximativement 100 (2) ou 63,6. Ces valeurs de a et b ont été déterminées comme étant respectivement égales à 46,5 et 10 de manière à assurer une vitesse approximativement constante entre 1200 et 240 . La valeur moyenne de y1,2,3 est de 63,47.
Si l'on substi- tue ces valeurs à a et b, l'équation de la courbe du rapport des vitesses désirée qui est représentée dans la figure 4 devient y1,2,3. = 100 cos e + 46,5 cos 2 e + 10 cos 3 e (1)
Pour déterminer les rapports des dimensions physiques des pièces qui assureront au marbre un mouvement ayant les propriétés de l'équation du rapport des vitesses résultante, il convient ensuite d'intégrer l'équation du rapport des vitesses à y1,2,3 pour obtenir l'équation des déplacements don- nant la valeur du déplacement linéaire s1,2,3.
Ainsi s1,2,3 = (100 cos e + 46,5 cos 2 e + 10 cos 3 e0 (2) s1,2,3 = 100 sin e + 23,25 sin 2 e + 10/3 sin 3 e (3)
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En vue de réduire la grandeur des manivelles et des éléments dentés englobés dans le mécanisme d'actionnement du marbre de façon à le rendre pratique dans son application aux presses à imprimer ou machines du même genre, et de donner néanmoins à ce marbre une course relativement longue, on a recours à la roue dentée baladeuse ou multiplicatrice bien connue.
Par conséquent le déplacement de cette dernière est égale à la moitié de celui du marbre à va-et-vient, ce qui donne la forme suivante à l'équation du déplacement de la roue dentée baladeuse: st = s1,2,3 = 50 sin 9 + Il,625 sin 2 9 + 5 sin 3 9 (4)
Les extrémités des courses du marbre se trouvent évidemment aux points d'inversion quand la vitesse est zéro, et les valeurs de 9 obtenues par résolution de l'équation (1) avec yle2y3 égal à zéro sont de 66 l'et 293 59'. En con- formité de ces valeurs, la courbe de la figure 4 traverse, comme on le voit,la ligne zéro en des points représentant ces angles dans les abscisses du graphique.
L'équation des dépla- cements pour s1,2,3 peut être décomposée en deux équations, à savoir : sl = f sin 9 + 23,25 sin 2 9 (5) et s2 = g sin 9 + 10 sin 3 9 (6)
3
Tablant sur ces deux données, les deux équations suivantes doivent être exactes : f + g = 100 (7)
Si + s2 = s1,2,3 (8)
Les équations partielles (5) et (6) seront recon- nues comme étant de la forme générale :- s = ck sin 9 + c sin (m - 1) e (9) cette équation exprimant l'ordonnée d'une hypotrochoide qui,- ainsi qu'il a été dit plus haut, est le trajet d'un maneton
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fixé à un pignon qui engrène avec une couronne à denture interne et roule dedans, ce pignon tournant sur un bras qui, pour des buts, est entraîné à vitesse constante.
Dans l'équation (9), s = déplacement de la traverse d'une des transmissions, c = longueur de la manivelle montée sur le pignon, ck = longueur du bras de manivelle sur lequel tourne le pignon, c'est-à-dire distance entre les centres du pignon et de la couronne à denture interne, m = rapport d'engrènement entre la couronne à denture interne et le pignon, e = angle de rotation du bras de manivelle entraînant le pignon.
Pour que chaque traverse parcoure approximativement la même distance lorsque e = 66 l'ou 2930 59', les constan- tes f et ± sont déterminées en partant des équations (5) et (6) comme suit :- f sin 66 1' + 23,25 sin 1320 2' = g sin 66 1' + 10/3 sin 198 3' (10) f + g = 100 (7) 0,91366 f + 23,25 x 0,74275 = 0,91366 g+10/3 (- 0,30985) (10a) 0,91366 f + 0,91366 g = 91,366 (7a)
0.91366 f - 0,91366 g = - 18.302 (lOb)
1,82732 f = 73,064 (11) f = 73.064 = 40
1,82732
Par (7) g = 100 - f = 100 - 40 = 60 (13) En substituant respectivement leurs valeurs à f et dans les équations (5) et (6) s1 = 40 sin 9 + 23,25 sin 2 9, et (14)
s2 = 60 sin e + 10/3 sin 3 e (15) En ajoutant (14) et (15) on obtient s1,2,3 = 100 sin 9 + 23,25 sin 2 9 + 10/3 sin 3 9 (3)
L'équation (9) indique que le rapport d'engrènement
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m pour l'équation (5) doit être égal à 3, et que pour l'équation (6) la valeur de m égale 4, de façon à donner respectivement sin 2 e et 3 9.
Partant des équations (4) et (8) on constate que st (déplacement de la roue dentée baladeuse) = s1 + s2
Ainsi donc, la longueur de la manivelle qui entraîne une des traverses est 23.25 = 0,58125 fois la distance des
40 centres du pignon et de la couronne à denture interne dans la- quelle il roule. Dans l'autre transmission, la longueur de la manivelle qui entraine la traverse est 10/3 = 0,0555 fois la
60 ' distance des centres de ce pignon et de sa couronne à denture interne associés.
Les dimensions effectives des engrenages internes et des pignons et des autres éléments constituant la transmis- sion dépendent bien entendu du format de la feuille à imprimer et du degré de recouvrement du cylindre porte-clichés qui est désiré, ce qui détermine la longueur de la course du marbre presseur.
Avec des équations hypotrochoidales développées ci-dessus et avec les valeurs qui ont été obtenues pour satisfaire aux exigences de la production d'une courbe de rapport de vitesses du mouvement du marbre illustrée dans la figure 4, les orbites effectives des manetons qui décrivent le trajet hypotrocholdal peuvent être reproduites graphique- ment comme le montrent les figures 5 et 6. La première trans- mission avec son rapport de manivelle égal à 0,58, comme déve- loppée dans le précédent paragraphe, et son rapport d'engrenage de 3 : 1 assure un mouvement dont l'orbite est représentée par l'hypotrochoide raccourcie Al dans la figure 5. Le cercle B1 représente la couronne à denture intérieure, et le cercle C1
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le pignon dont la manivelle est désignée par c1.
Le déplacement horizontal du maneton Dl dans ce diagramme est représenté par s1, l'angle que fait la manivelle ci par rapport à la ligne reliant les centres du pignon et de la couronne à denture in- terne étant représenté par 3 e
Le diagramme du mouvement engendré par le second train de transmissions est représenté dans la figure 6. Ici, le trajet du mouvement du maneton D2 est une hypotrochoide allongée représentée par A2; la couronne à denture interne est désignée par B2, le pignon par C2 et la manivelle par c2 La longueur de cet élément de liaison est relativement faible, le déplacement horizontal du maneton étant figuré par s2.
Les détails mécaniques réels des dispositifs de mouvements auxquels il vient d'être fait allusion en regard des développements sus-décrits vont maintenant être indiqués vis-à-vis des figures de construction appropriées des dessins.
Pour plus de clarté, on a représenté dans les des- sins un modèle de presse comportant les principes de l'inven- tion et dont de nombreux détails qui ne sont pas essentiels à l'illustration du développement du mouvement du marbre ont été omis.
La presse est du type à marbre plat, à deux tours, à cylindre animé d'une vitesse constante et elle est pourvue d'un socle 10 sur lequel sont montés des bâtis latéraux 12 qui sont pourvus de paliers convenables dans lesquels tourne l'axe 13 du cylindre d'impression 14. Le marbre qui est du type à va-et-vient est désigné par 15 ; est muni, dans ce modèle illustratif, de guides convenables 16 engagés dans les bâtis la- téraux 12. On conçoit bien entendu que dans une réalisation in-
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dustrielle de l'invention c'est-à-dire dans,une véritable presse, le marbre peut être pourvu des porte-rouleaux usuels et autres accessoires.
Un arbre d'entraînement commun 20 pre- nant appui dans des portées convenables des bâtis latéraux 12 sert à actionner à la fois le marbre et le cylindre d'impres- sion et est étudié lui-même pour être entraîné par un moteur convenable. Sur cet arbre 20 sont fixés les pignons 21, 22 et 23. Le pignon 21 monté sur une extrémité de l'arbre 20 à l'extérieur.d'un des bâtis latéraux 12 engrène avec la roue dentée 24 qui est montée sur l'axe 25 et qui engrène à son tour avec la roue dentée 26 du cylindre d'impression. Les rapports de ce train d'engrenages sont choisis de manière à assurer une vitesse angulaire constante au cylindre d'impres- sion qui correspond à la vitesse linéaire du marbre pendant la course d'impression.
Des moyens convenables sont évidemment prévus pour soulever le cylindre d'impression et faire cesser son contact avec le marbre pendant les périodes où l'on n'im- prime pas.
Les pignons 22 et 23 portés par l'arbre 20 servent à amorcer les mouvements des deux trains de transmission qui, pour plus de commodité, sont figurés par L et M et qui déve- loppent les mouvements composés qui s'appliquent au marbre.
Ces pignons 22 et 23 engrènent avec les grandes roues dentées 28 et 30 qui tournent respectivement sur les axes 31 et 32, chacun décrivant un tour par cycle. Entre les bâtis latéraux 12 sont placés des cadres longitudinaux porte-marbre 34 et 35 qui sont découpés pour recevoir les couronnes fixes 36 et 37 à denture interne. Les cercles primitifs de ces couronnes correspondent aux cercles Bl et B2 des diagrammes des figures 5 et 6. La grande roue dentée 28 du train L est pourvue d'un arbre 39 sur lequel est monté pour pouvoir tourner un pignon
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40. Ce pignon est destiné à engrener avec la denture de la couronne 36 et à rouler dedans; il est indiqué schématiquement dans la figure 5 par C1 Comme on peut le déduire mathématique- ment, le rapport d'engrènement de la couronne à denture interne 36 et du pignon 40 est de 3 : 1.
Dans le train de transmission L, un arbre analogue 41 est porté par la roue dentée 30; il constitue l'axe du pignon 42 qui roule en prise avec la cou- ronne à denture interne 37, le rapport entre eux deux étant de 4 : 1. Le pignon;42 est représenté dans la figure 6 par le cercle C2. Un plateau-manivelle 44 est fixé rigidement au pignon 40 et est pourvu d'un maneton 45, et le pignon 42 porte un plateau-manivelle 47 pourvu d'un maneton 48. Les plateaux-mani- velles 44 et 47 sont représentés dans les schémas des figures 5 et 6 par les lignes c1 et c2 tandis que les manetons 45 et 48 sont indiqués aux points Dl et D . Grâce aux trains d'engrena- ges qui viennent d'être décrits, les manetons 45 et 48 sont astreints à décrire les orbites hypotrochoidales indiquées en A1 et A2 dans les figures 5 et 6.
Dans des gorges pratiquées dans le socle 10 et le marbre porte-caractères 15 peuvent coulisser longitudinalement des traverses fendues 50 et 51. Ces traverses formant coulis- seaux;sont représentées très clairement en élévation dans les figures 10 et 11. La traverse 50 est coupée d'une fente hori- zontale 53 qui permet le passage de l'arbre d'actionnement 20 sans entrave pendant les mouvements de coulissement de la tra- verse. Une fente verticale 55 est également découpée dans la traverse 50 pour permettre au taquet carré 56 d'y aller et venir; ce taquet est porté à rotation par le maneton 45 pen- dant son mouvement complexe. On voit donc que la traverse 50 va-et-vient longitudinalement pendant un cycle de mouvement
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qui est la projection du mouvement hypotrocholdal du maneton 45 sur une ligne horizontale parallèle au marbre 15.
De même, la traverse 51 est pourvue d'une fente de tolérance 57 recevant l'arbre 20 et d'une fente verticale 58 recevant le taquet 60 porté par le maneton 48 de la transmission L. Le mouvement du coulisseau 51 est la projection du mouvement hypotrocholdal du maneton 48 sur l'horizontale.
En vue de composer ces mouvements hypotrocholdaux projetés ainsi développés par les trains de transmission L et M et imprimés aux coulisseaux 50 et 51, il est prévu un dispo- sitif qui est désigné dans son ensemble par la lettre de réfé- rence N (voir en particulier les figures 10 et 14): - Sur un support central 62 est montée une crémaillère fixe 63. Sur la face inférieure du marbre 15 est disposée une crémaillère 64 servant à l'actionner. Sur la crémaillère fixe 63 peut rouler la roue dentée baladeuse 65 qui engrène également avec la crémaillère 64 du marbre, et multiplie par là même son mouve- ment longitudinal tel qu'il est appliqué à ce dernier.
La roue baladeuse est pourvue d'un axe 66 sur lequel elle est montée pour tourner et qui porte à ses extrémités respectives des ta- quets 67 et 68 destinés respectivement à coulisser dans les fentes horizontales 69 et 70 des coulisseaux 50 et 51. Sur l'axe 66 sont fixées rigidement des manivelles 74 et 75 s'éten- dant en sens opposé et pourvues de manetons 76 et 77 sur les- quels sont supportés pour pouvoir tourner des taquets 78 et 79. Le taquet 78 est guidé à l'intérieur d'une fente verticale 80 qui est pratiquée dans la traverse 60, et le taquet 79 à l'intérieur d'une fente 81 pratiquée dans la traverse 51.
On voit donc que les mouvements alternatifs complexes de chacune des traverses 50 et 51 sont transmis par l'intermédiaire de leurs manivelles respectives 74 et 75 à l'axe de la roue den- tée baladeuse 65 et sont par conséquent composés et appliqués
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par l'intermédiaire de cette roue et des crémaillères 63 et 64 au marbre.
On se rend compte, d'après ce qui précède,que l'invention crée un mécanisme d'actionnement alternatif du marbre qui puise son impulsion à un organe à rotation constan- te telle que l'arbre d'entraînement 20 et un dispositif de transmission qui est interposé entre cette source de force et le marbre, qui comprend les trains L et M dont chacun en- gendre un mouvement qui correspond aux équations partielles (5) et (6) indiquées plus haut et qui comprend également le mécanisme N composeur de mouvements qui reçoit les deux mouve- ments composants et qui les ajoute pour donner lieu à un mou- vement dont l'équation de déplacement est celle qui est repré- sentée par l'équation (3) indiquée plus haut..
Ce mouvement est imprimé au marbre par la roue baladeuse et les exigences de vitesse constante de sa course d'impression sont remplies conformément au graphique de la figure 4 des dessins.
A noter également que, dans cette construction, la longueur de la course du marbre est égale à 3,390 fois le diamètre du cylindre d'impression par comparaison avec le rapport de 2,761 qui est obtenu sur un mouvement conventionnel du marbre de 3 : 1. Comme il a été indiqué, la présente réali- sation constructive est également remarquable par suite de ce fait que l'engrènement est continu et qu'il n'y a pas de mé- canismes d'actionnement auxiliaires ni d'organes de serrage ou blocage, cames ou raquettes.
Une autre réalisation simplifiée de l'invention est représentée dans les figures 15 à 23. L'équation (1) et les remarques qui la précèdent s'appliquent à cette seconde réalisation. En partant de l'équation (1) qui est la suivante: y1,2,3 = 100 cos e + 46,5 cos 2 9 + 10 cos 3 9 (1)
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Le traitement mathématique s'appliquant à cette seconde réalisation de l'invention serait le suivant : -
Si l'on trace d'un bout à l'autre les équations de vitesses, on obtient ce qui suit: y1,2,3 = v3/2 (16) Vb = 2 Vt + vr= (100 cos 9 + 46,5 cos 2 9 + 10 cos 3 e) w (17) dans lesquelles Vb représente la vitesse du marbre, Vt la vites- se de la traverse qui porte la roue dentée baladeuse, et Vr la vitesse de la traverse qui porte la crémaillère sur laquelle roule cette roue.
Et si l'on suppose que 2 f + g = 100, (18) l'équation 17 peut être décomposée comme suit:
EMI17.1
2Vt + vr = 2(f cos 9 + 23,25 cos 2 9)+(g cos 9 + 10 cos 3 9) W (19) Quand les vitesses sont nulles, on a :
EMI17.2
vt = (f cos 9 + 23,25 cos ,.2 9) = 0.
Vr = (g cos 9 + 10 cos 3 e)w = 0.
Comme il est évident que la valeur de 4) n'est pas nulle, les quantités entre parenthèses doivent être égales à 0.
Par conséquent : f cos 9 + 23,25 cos 2 9 = 0 (20) et : g cos 9 + 10 cos 3 e = 0 (21)
Au surplus, quand les vitesses sont nulles, les an- gles 9 sont de 66 1' ou 2930 59'. Si l'on utilise la valeur de 66 l'et qu'on résolve les équations pour les valeurs de f et g on a:
Vt = 0,40644 f + 23,25 ( -0,66961) = 0
Vr = 0,40644 g + 10 ( -0,95076) = 0 f = 15.568 = 38,304 0,40644
EMI17.3
0/4ÉiÎÉ = 23 392 0,40644 Si l'on substitue ces valeurs à celles de f et g
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dans l'équation (18), on a : 2 x 38,304 + 23,392 = 100.
Le rapport g/f représente le rapport de la longueur des manivelles sur lesquelles tournent les pignons, soit : g = 23,392 = 0,61069 f 38,304
Si st représente le déplacement de la traverse qui porte la roue dentée baladeuse, on a :
EMI18.1
st = J v = f cos 9 + 23,25 cos 2 9 st = f sin e + 11,625 sin 2 e (22)
Si Sr représente le déplacement de la traverse qui porte la crémaillère sur laquelle roule la roue dentée, on a :
Sr = # vr = # g cos 9 + 10 cos 3 e sr=g sin e + 10/3 sin 3 e (23)
Le déplacement du marbre porte-caractères figuré par Sb est la résultante du mouvement combiné des deux traver- ses, exprimée par l'équation :
sb = 2 St + Sr (24) = 2 (f sin e + 11,625 sin 2 9)+ g sin 9 + 10 sin 3 9 (25)
3 = 2 (38,304 sin 9 + 11,625 sin 2 e)= 23,392 sin e + 10 sin 3 9 (26)
3
On se rend compte que l'équation (25) se compose de deux quantités ayant la forme générale.
S = ck sin 9 + e sin (m-1) 9 (27) qui est l'expression de l'ordonnée d'une hypotrochoide qui, comme il a déjà été indiqué, est le trajet engendré par un ma- neton assujetti à un pignon qui engrène avec la denture interne d'une couronne dans laquelle il roule, le pignon tournant sur un bras qui, pour ces buts, est entraîné à une vitesse constante.
Dans l'équation (27), s = déplacement de la traverse d'une des transmissions, c = longueur de la manivelle montée sur le pignon, ck = longueur du bras de manivelle sur lequel tourne le pignon, c'est à dire distance entre les centres du pignon et de la couronne à denture interne,
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bras de manivelle de pignon k = rapport manivelle de pignon m = rapport d'engrènement entre la couronne à denture interne et le pignon, 9 = angle de rotation du pignon entraînant le bras de manivelle.
L'équation (25) indique que le rapport d'engrène- ment m pour la traverse de la roue dentée baladeuse doit être de 3 et que pour la traverse de la crémaillère m il doit être égal à 4, de façon à donner respectivement sin 2 9 et sin 3 9.
Comme g représente la longueur du bras de manivelle dont le pignon est d'un quart plus grand que la couronne à denture interne dans laquelle il tourne, le diamètre primitif de cette couronne est:
2(g + g) = 8 g (30)
3 3
Comme f représente la longueur du bras de manivelle dont le pignon est d'un tiers plus grand que la couronne à denture interne dans laquelle il roule, le diamètre primitif de cette couronne est :
2(f + f) = 3 f (31)
2
Le développement des équations (30) et (31) est représenté graphiquement dans les figures 15 et 16 des dessins.
Le rapport du diamètre primitif de la couronne à
23. 392
EMI19.1
denture interne g, + 3 f = 8 g = 8(9 x 38,304 = Oe5428 (32)
3 9f ou approximativement 19/35.
La longueur de la manivelle qui entraine la traverse de la roue dentée baladeuse est 11.625 = 0,3034 fois la distan-
38,304 ce des centres du pignon et de la couronne à denture interne dans laquelle il tourne, le rapport de cette couronne au pi- gnon étant de 3 : 1.
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Dans l'autre train de transmission, la longueur de la manivelle qui actionne la traverse de la crémaillère est 10 = 0,142 fois la distance des centres entre ce 3 x 23,392 pignon et la couronne à denture interne à laquelle il est associé, le rapport d'engrènement étant de 4 : Les dimen- sions effectives des couronnes à denture interne et des pignons et des autres éléments constituant les transmissions dépendent bien entendu du format de la feuille à imprimer et du degré de recouvrement du cylindre porte-clichés qui déter- minent la longueur de la course du marbre de la presse.
Avec les équations hypotrocholdales développées plus haut et pour les valeurs qui ont été obtenues pour sa- tisfaire aux exigences de la production de la courbe de rapport des vitesses du mouvement du marbre que représente la figure 4, les orbites réelles des manetons qui parcourent les trajets hypotrocholdaux peuvent être reproduites graphi- quement comme le montrent les figures 15 et 16. La première transmission dont le rapport de manivelle est de 0,142, comme développé dans le précédent paragraphe et dont le rapport d'engrènement est de 4 : 1, détermine un mouvement dont l'or- bite est représentée par l'hypotrochoide allongée Ala dans la figure 15. Le cercle Bla représente le cercle primitif de la grande couronne à denture interne, et le cercle Cla repré- sente le pignon dont le bras de manivelle relativement petit est désigné par cla.
Le maneton Dla qui entraîne les traver- ses coulissantes et décrit l'orbite hypotrocholdale a un dé- placement horizontal indiqué par sla L'angle que fait la ma- nivelle Ci.! avec la ligne reliantles centres des cercles Bla et cla aux extrémités du parcours de la traverse est indiqué par 4 e
Le diagramme du mouvement engendré par le secondtrain
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de transmission est représenté par la figure 16 des dessins a dans laquelle le trajet de mouvement du maneton D2a est une hypotrochoide allongée représentée en A2aComme déjà exposé, le rapport des manivelles de ce train de transmission est de 0,3034 et son rapport d'engrènement de 3 : 1.
Le cercle primitif de la couronne à denture interne est indiqué en B2a, le pignon roulant par C2a, et le bras de manivelle par c2a 2a Le déplacement horizontal du maneton est indiqué par S2a.
Les détails de réalisation mécanique effective du dispositif d'actionnement du marbre auquel il vient d'être fait allusion à propos des développements décrits vont main- tenant être exposés en regard des figures 16 à 20 des dessins.
Pour plus de clarté, on a représenté dans les dessins un modèle de presse comportant les principes de l'invention mais avec omission de nombreux détails qui ne sont pas essentiels à l'illustration du développement du mouvement du marbre. La presse dont il est question ici est du type à marbre plat, à double tour et à cylindre à vitesse constante et elle est munie d'un socle 10a sur lequel sont montés les bâtis latéraux 12a qui sont pourvus de paliers convenables dans lesquels tourne l'axe 13a du cylindre d'impression 14a. Le marbre porte-caractères à mouvement de va-et-vient est désigné par 15a et est pourvu, dans ce modè- le illustratif, de guides convenables 16a aménagés dans les bâtis latéraux 12a.
Une roue dentée 17a et une crémaillère correspondante 18a sont prévues respectivement sur le cylindre d'impression et sur le marbre comme le montre la figure 17. On se rend compte bien entendu que, dans l'application pratique de l'invention à une presse véritable, le marbre peut aussi être muni de porte-rouleaux usuels et autres accessoires.
Un arbre d'entraînement 20a prenant appui dans les
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bâtis latéraux sert à actionner à la fois le marbre et le cylindre d'impression et est lui-même actionné par un moteur convenable (non représenté). Sur cet arbre d'entraînement sont fixés les pignons 21a et 22a qui engrènent avec les roues dentées relativement grandes 23a et 24a et servent à amorcer les mouvements des deux trains de transmission qui, pour plus de commodité, peuvent être désignés de façon généra- le par Pa et Qa et qui sont représentés séparément dans les figures 22 et 23. Ces trains engendrent les mouvements composés qui sont appliqués au marbre.
La roue dentée 24a tourne sur le bout d'arbre 25a qui est porté par un des bâtis latéraux 12a et qui traverse un manchon d'espacement 26a. La roue dentée opposée 23a est montée rigidement sur une extrémité de l'axe rotatif 27a qui passe à travers le manchon de portée et d'espacement 28a et qui porte à son extrémité externe une roue dentée 30a.
Cette dernière engrène avec la roue dentée 31a du cylindre d'impression qui est fixée sur l'axé 13a. Le rapport de la roue dentée 31a à la roue dentée 23a est de 1 : puisque le cylindre d'impression fait deux tours par cycle. Bien entendu, dans une presse véritable, des moyens convenables sont prévus pour soulever le cylindre d'impression à l'écart du marbre pendant les périodes où l'on n'imprime pas.
Entre les bâtis latéraux 12a sont placés des bâtis 34a et 35a de support du marbre qui sont disposés longitudi- nalement et verticalement et qui sont ajourés pour loger res- pectivement les couronnes fixes 36a et 37a à denture interne.
Les cercles primitifs de ces couronnes correspondent aux cer- cles Bla et B des diagrammes des figures 15 et 16. La grande roue 23a de l'engrenage Pa est pourvue d'un arbre 39a
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sur lequel peut tourner un pignon 40a. Ce dernier engrène avec la couronne 36a à denture interne dans laquelle il rou- a le; il est indiqué schématiquement par cla dans la figure 15.
Ainsi qu'il a été exposé au cours de la discussion théorique, le rapport d'engrènement de la couronne 36a à denture interne et du pignon 40a est de 4 : 1.
Dans le train de transmission Qa se trouve un arbre ou axe semblable 41a qui est porté par la roue dentée 24a et qui forme palier pour le pignon 42a qui engrène avec la couronne 37a à denture interne, le rapport entre ces deux élé- ments étant de 3 : 1. Le pignon 42a est représenté dans la figu re 16 par le cercle C2a
Un plateau-manivelle 44a est fixé rigidement au pignon 40a et est pourvu d'un maneton 45a. Le pignon 42a de l'autre train porte le plateau-manivelle 47a qui est pourvu d'un maneton 48a.
Les plateaux-manivelles 44a et 47a sont désignés dans les diagrammes des figures 15 et 16 par les lignes cla et c2a, et les manetons 43a et 48a sont indiqués aux points Dlet D2a Grâce aux trains d'engrenages'qui vien- nent d'être décrits,les manetons 45a et 48a sont astreints à décrire les orbites hypotrochoidales qui sont indiquées par Ala et A2a dans les figures 15 et 16.
Dans des gorges ménagées dans le socle 10a de la presse et dans le marbre porte-caractères 15a peuvent coulis- ser longitudinalement des traverses fendues 50a et 51a Ces traverses formant coulisseaux sont clairement représentées en élévation dans les figures 19 et 20. La traverse 50a est coupée d'une fente horizontale 53a qui permet le passage de l'arbre d'entraînement 20a sans entrave pendant les mouve- ments de coulissement de la traverse. Une fente verticale 55a
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est également prévue dans la traverse 50a pour permettre à un taquet carré 56a d'y aller et venir; ce taquet est porté à rotation par le maneton 45a pendant son mouvement complexe.
On voit donc que la traverse 50a va et vient longitudinalement pendant un cycle de mouvement qui est la projection du mouve- ment hypotrocholdal du maneton 45a sur une ligne horizontale parallèle au marbre 15a. De même, la traverse 5la est coupée d'une fente 57a pour l'arbre d'entraînememt 20a et d'une fente verticale 58a qui reçoit le taquet 60a porté par le maneton 48a du système de transmission. On conçoit que le mouvement du coulisseau 51a est la projection du mouvement hypotrocholdal du maneton 48a sur l'horizontale.
Dans la présente réalisation, pour composer ces mouvements hypotrochoidaux projetés qui sont engendrés par les trains de transmission Pa et Qa et qui sont imprimés aux coulisseaux 50a et 51a, le mécanisme suivant est prévu: - Sur la face-inférieure du marbre 15a est montée une crémail- lère 65a; une autre crémaillère 66a est fixée à la face interne du coulisseau 50a au moyen des organes de fixation 67a ou d'organes analogues. Le coulisseau opposé 51a est pourvu d'un bout d'arbre 69a sur lequel est montée pour pouvoir tour- ner la roue dentée baladeuse 70a. Cette roue engrène constam- ment à la fois avec la crémaillère 65a du marbre et avec la crémaillère à va-et-vient 66a.
Comme, grâce aux trains de transmission Pa et Qa , les coulisseaux 50a et 5la se meuvent dans des directions opposées, les effets des deux mouvements sont composés par suite de l'action mutuelle de la roue den- tée baladeuse 70a et de la crémaillère mobile 66a et sont imprimés au marbre 15a par l'intermédiaire de la crémaillère 65a.
On se rend compte d'après ce qui précède que l'in- vention assure au marbre un mouvement de va-et-vient à partir
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d'une source de force à rotation constante telle que l'arbre d'entraînement 20a par l'intermédiaire des mécanismes de transmission comprenant les trains pa et Qa qui sont inter- posés entre cette source de force et le marbre. Chacun de ces trains engendre un mouvement qui correspond aux équations partielles (22) et (23) indiquées dans la première partie de cette description; les deux mouvements sont composés au moyen des . crémaillères et roues dentées baladeuses et sont appliqués au marbre. C'est le mouvement imprimé au marbre par la roue dentée baladeuse qui remplit la condition de vites- se constante de la course d'impression du marbre conformément au graphique de la figure 4 des dessins.
Dans cette construc- tion, la longueur de la course du marbre est considérable- ment supérieure à celle qu'on obtient avec le mouvement ordi- naire 3 : 1 du marbre, pour un'même diamètre du cylindre d'impression. Le présent dispositif se distingue également, comme indiqué plus haut, par cette caractéristique que l'en- grènement est continu et qu'il ne comporte aucun mécanisme d'actionnement auxiliaire, aucun verrou, aucune came ou organe analogue.
Il est bien évident que diverses modifications peuvent être apportées aux réalisations qui ont été représen- tées plus ou moins schématiquement sans s'écarter de la por- tée du présent brevet.