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Mécanisme de commande des mouvements alternatifs d'un organe, notamment du marbre dans les machines typographiques.
L'invention se rapporte aux organes animés de mouvements alternatifs rectilignes et vise plus parti- culièrement des mécanismes destinés à des presses typo- graphiques du type à marbre plan avec cylindre d'impres- sion.
D'une manière générale, l'invention a trait à un mécanisme de commande perfectionné faisant accom-
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plir à un marbre ou à un chariot similaire un cycle de mouvement alternatif complet, dont une course détermi- née s'effectue, en majeure partie, à vitesse pratique- ment constante, dans un seul sens.
Les différents modes de réalisation de l'in- vention ont la particularité d'assurer les déplace- ments alternatifs du marbre de l'espèce envisagée au moyen d'engrenages constamment en prise et consti- tuant, par suite, une commande impérative continue du marbre par une source de puissance appropriée. Cette disposition permet de supprimer les cames, volets basculants, loquets , verrous et tous dispositifs in- verseurs agissant par intermittence, la construction du mécanisme de l'invention nécessitant exclus!'-' vement des pièces qui peuvent être fabriquées facile- ment à bon marché sur des machines-outils normalisées.
Conformément à la caractéristique générale décrite dans la demande de brevet déposée par la demanderesse le 22 Avril 1939 pour un mécanisme de com- mande du même type, on utilise, dans les modes de réali- sation de la présente invention , un train d'engrenages planétaires dont un satellite porte un tourillon excen- trique de commande, astreint à parcourir une courbe fermée du type cycloïdal que l'on modifie en faisant osciller la roue planétaire du système, de sorte que le tourillon de commande transmet au marbre de la machine un mouvement de vitesse plus sensiblement constante pendant une période prolongée.
L'invention concerne plus particulièrement un mécanisme qui assure au marbre une course d'impres- sion à vitesse sensiblement uniforme en grande partie, toute la course de retour s'effectuant plus rapidement que la course d'impression et à vitesse variable,
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L'invention se rapporte également à un nou- veau mécanisme modificateur destiné à faire osciller la roue planétaire centrale ou extérieure du système.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réali- sée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de celle-ci.
La fig, 1 est une coupe verticale transver- sale d'une presse typographique à marbre plan.
La fig, 2 est une élévation de côté partielle du mécanisme faisant osciller la roue planétaire.
Les fige 3 et 4 sont des coupes verticales partielles suivant les lignes longitudinales 3-3 et 4-4 de la fig, 1.
La fig. 5 est une coupe verticale partielle de l'organe d'attache réglable supportant l'extrémité de la crémaillère fixe, cette coupe montrant une partie du mécanisme de commande du marbre.
La fig. 6 est un schéma des organes destinés à faire osciller la roue planétaire dans les deux modes de réalisation .
La fig. 7 est une coupe verticale transversale semblable à celle de la fig. 1, mais représente un se- coud mode de réalisation de l'invention ,
Les fig. 8 et 9 sont des coupes longitudina- les partielles suivant les lignes 8-8 et 9-9 de la fige 7 .
La fig, 10 est un schéma du mouvement et des positions relatives des principaux organes du système planétaire utilisé dans le mode de réalisation des fig. de 1 à 5.
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La fige 11 est un schéma analogue au précédent, mais se rapportant au mécanisme des fig. de 7 à 9.
La fig, 12 est une représentanion graphique des rapports de vitesses pendant le cycle complet de mouvement des tourillons excentriques de commande dans les deux modes de réalisation .
Dans ce qui suit, on décrira le mécanisme de la presse et les mouvements du marbre en se basant sur la théorie et les justifications mathématiques nécessaires..
Lesfig. de 1 à 5 représentent l'application d'un mode de réalisation de l'invention à une presse typographique à marbre plan et cylindre d'impression, de la catégorie à.deux tours, dans laquelle le cylindre d'impression 11 fait deux tours pendant que le marbre 12 exécute un cycle d'oscillation complet. Le marbre 12 repose sur les galets de roulement 13, de construction courante, que supportent certaines parties du bâti de presse 15. Les rouleaux centraux 13 roulent sur une glissière 14 servant encore à guider le marbre dans ses déplacements alternatifs . La glissière présente, à cet effet , des bords inférieurs chanfreinés, en contact avec un côté de la crémaillère 16 du marbre et avec la clavette
17, cette dernière étant supportée par le bras 18 soli- daire au marbre 12.
Le cylindre d'impression 11 est monté sur un arbre coaxial 20 susceptible de tourner dans des pro- longements verticaux ou montants 21 du bâti de presse 15.
L'arbre 20 porte , au bout du cylindre, la roue dentée de transmission 22 , Cette roue 22 engrène avec la couronne d'engrenages 23 de la roue motrice principale 24 dont le voile 25 se développe autour d'un moyeu tubulaire allongé
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26 tournant dans le palier 27 du bâti, à portées anti-friction 29. Un e source de force motrice appro- priée actionne la roue motrice principale 24 qui met en mouvement à la fois le cylindre d'impression et le marbre ,
On va décrire les organes de transmission qui produisent les déplacements alternatifs du marbre en relation voulue avec la rotation du cylindre d'impres- sion.
Vers son extrémité intérieure par rapport au bâti, le moyeu tubulaire 26 de la roue motrice principale 24 est pourvu d'un plateau de manivelle 32 à contrepoids, claveté en 31. Un maneton 34 du plateau de manivelle sert ----d'axe de rotation fixe à une couronne dentée 36 qui tourne autour du maneton par l'intermédiaire d'organes de roulement anti-friction 37 . Des boulons ou moyens analogues 38 servent à fixer sur la couronne d'engrena- ge 36 une plaque 39 qui porte un tourillon excentrique de commande 40 du marbre, sur lequel il agit au moyen d'organes qui seront décrits plus loin. La roue 36 constitue un pignon satellite de système planétaire, engrenant avec la roue planétaire 4'9 clavetée à l'extré- mité de l'arbre oscillant 44 .
Cet arbre 44 passe dans la chambre axiale creuse du moyeu tubulaire 26 de la roue motrice principale 24, dont il est séparé par les coussinets de contact 45 entre les parties tournantes,
L'arbre oscillant 44 -,porte , à son extrémité extérieure par rapport à la machine, un bras de manivelle 48 à bout libre présentant une échancrure 49. Une roue d'engrenage 50 tourne autour d'un axe 51, solidaire du bâti et engrène avec la roue motrice dentée principale 24,
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Un bouton de manivelle 52, fixé à cette roue 50, sert d'axe de rotation à un coulisseau 53 susceptible de coulisser dans l'échancrure 49 du bras 48.
Il ressort de la disposition décrite que le tourillon excen@rique de commande 40 se meut sur une courbe épicycloîdale, modifiée par les oscillations que le pignon 50, en coopération avec la manivelle 52 et l'arbre oscillant 44 , impriment à la roue planétaire 42.
Le mouvement du tourillon excentrique 40 est transmis au marbre 12 par les organes ci-après décrits. Le tourillon excentrique 40 porte à rotation libre un coulisseau 55 mobile dans les -,glissières ver- ticales 56 du chariot 60 à coulissement horizontal . Le chariot effectue des mouvements de va-et-vient rectili- gnes le long de la barre supérieure 62 et de la barre inférieure 64 qui lui servent de guides , ces barres reposant à leurs extrémités sur deux supports solidaires du bâti de @resse 15 . Une console 65 faisant partie du chariot -60 dont elle constitue un développement la- téral, supporte rigidement l'axe 66 autour duauel tourne la roue balladeuse 67 à deux circonférences utiles.
Cette roue se compose d'une partie à grand diamètre 68 engre- nant avec la crémaillère du marbre 16 et d'une partie concentrique à plus petit diamètre 69 en prise avec la crémaillère 70 formée sur la barre de guidage 62. Il est évident que la barre 62 constitue une crémaillère fixe par rapport à la roue balladeuse composite 67 . Cette construction de la roue balladeuse en deux parties dif- férentes permet de diminuer les dimensions du plateau de manivelle 32 et des roues d'engrenages 24 et 22 . En
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effet, le chariot transmet ainsi au marbre un mouvement égal à environ 2 2/3 fois le sien propre.
On peut régler la position longitudinale de la barre 62 qui sert de crémaillère fixe en vue d'établir une relation fonctionnelle initiale entre les mouvements du marbre et du cylindre; une fois ce réglage effectué, il n'est plus nécessaire d'y rien changer.
La fig. 5 montre clairement ce dispositif de réglage; l'extrémité de la barre 62 s'engage dans un bossage tubulaire 72 solidaire du bâti 15 . Un couvercle 73 obture l'extrémité extérieure de ce bossage 72 auquel il est fixé par des boulons 74 . Un boulon d'ajustage
75 traverse l'ouverture 76 du couvercle et se visse, par sa tige filetée intérieure, dans le trou taraudé 77 à l'extrémité de la barre 62, On voit immédiatement qu'une rotation du boulon 75 peut modifier la position longitu- dinale de la barre 62 suivant les besoins corrélatifs du marbre et du cylindre d'impression.
La roue planétaire 42 et le pignon satelli- te 36 ont les mêmes dimensions ; la roue motrice 24 a trois fois plus de dents que la roue d'engrenage 50 et lors du montage initial de la transmission, l'axe du pignon 36 est exactement au-dessus de la roue planétaire 42, le tourillon de manivelle 40 étant dirigé vers le bas, alors que le bouton de manivelle 52 se trouve orienté à l'in- térieur, vers l'axe de l'arbre oscillant 44 .
En se reportant au schéma de la fig. 10, on voit que le.tourillon excentrique 40 décrit .une épicycloîde raccourcie, désignée par la référence A1. La figure représente également la roue planétaire 42 et le ,¯pignon satellite 36 dont le centre se déplace sur un
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cercle B1 quand le plateau de manivelle 32 fait rouler ce satellite autour de la roue planétaire. La référence désigne la longueur du bras de manivelle du touril- lon excentrique 40 , les autres dimensions et quantités pouvant se déterminer à l'aide des calculs analytiques qui accompagnent la description, donnée plus loin, des deux modes de réalisation de l'invention.
Le mode de réalisation des fig. 7, 8 et 9 diffère de celui que l'on vient de décrire , par la mise en oeuvre d'une couronne planétaire intérieure, dans laquelle roule le pignon satellite. Le mécanisme servant à faire osciller la couronne planétaire diffère du précédent qui comportait des engrenages extérieurs au bâti.
Toutefois, plusieurs organes sont iden- tiques à ceux du premier mode de réalisation, on les désigne par les mêmes chiffres de référence, suivis de l'indice " prime" . Ainsi le cylindre d'impression 11' coopère avec le marbre 12' pour constituer le couple d'impression. Le marbre roule sur des galets 13'; il est pourvu d'une crémaillère 16' et des clavettes 17' en contact de part et d'autre avec la glissière de guidage 14' solidaire du bâti de presse 15'.Des pro- longements 21' du bâti supportent l'arbre 20' du cy lindre d'impression. La roue 22 'de commande dy cylindre est ici disposée extérieurement au bâti et engrène avec la Grande roue motrice 24' calée au bout de l'arbre principal de commande 26' qui tourne dans des paliers
29' du bâti.
L'arbre de commande 26' porte, à son ex trémité intérieure, au moyen d'une clavette î' le plateau, de manivelle 32' dans lequel tourne un arbre mane-
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ton 34' . Ce maneton porte, d'une part, le tourillon excentrique de commande 40' et, d'autre part, constitue la fusée du pignon satellite 36' en prise avec la couronne dentée 42a que des boulons 42b fixent à la roue planétaire à roulement intérieur 42' .
D'autres boulons 43' assujettissent la roue planétaire 42' à un organe oscillant 44' dont une partie tubulaire 44a entoure l'arbre se* , muni à cet effet de coussinets antifriction 451". La partie cylindrique tubulaire 44a de l'organe oscillant 44' tourne dans un support de palier agrandi 27a du bâti 15' . L'arbre 26' porte soli- dairement dans une région intermédiaire , une roue den- tée 24a engrenant avec un pignon plus petit 50' calé sur un arbre 5I'. Oet arbre 51' tourne dans un pa- lier du support 27a et se prolonge , vers son extrémi- té intérieure, par un bouton de manivelle excentrique 52' qui porte à son tour un coulisseau 53' susceptible de coulisser dans l'échancrure 49' du bras 48' bifur- qué de l'arbre oscillant 44'.
Le mécanisme de transmission reliant le tourillon de manivelle 40' et le marbre est exactement le même que celui du premier mode de réalisation et ne nécessite donc aucune description. Des chiffres de référence identiques, mais suivis de l'indice " prime* en désignent tous les éléments.
Les roues d'engrenages 24a et 50' ont un rapport de 3 à 1 et la couronne planétaire intérieure 42' a un diamètre primitif égal au triple de celui du pignon satellite 36'. A l'origine, on monte les différen- tes parties de telle manière que, le pignon se trouvant
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verticalement au-dessus de l'arbre 26', le tourillon de manivelle 40' est orienté vers le haut et le bouton excentrique 52' est orienté vers l'axe de l'arbre 26', par rapport au centre du pignon 50'.
Le tourillon de manivelle 40' engendre alors une hypocycloïde raccourcie, que modifie évidem- ment l'engrenage compensateur 24a - 50'.
On va décrire maintenant, à l'aide d'expli- cations graphiques et mathématiques, le développement des mouvements partiels à vitesse constante du cycle périodique complet produit dans ces deux mécanismes de commandes de marbres typographiques.
La fig, 11 indique que l'équation géné- rale du mouvement, sans tenir compte du bouton de manivel- le e de l'engrenage compensateur, peut s'écrire :
S = GK sin @ - c sin (M ¯ 1) @ (1)
Dans cette équation ( 1) on a
S, le chemin parcouru par le chariot 60 ou 60'.
C, la longueur du plateau de manivelle à contrepoids 32 ou 32'.
CK, la distance d'axe en axe de la couron- ne planétaire 42' et du pignon satellite 36'.
M, le rapport d'engrenage de la roue planétaire 42 ou de la couronne planétaire 42' au pignon satellite 36 ou 36'.
@, l'angle de rotation des manivelles 32 ou 32' mesuré à partir de la verticale.
En substituant aux variables de l'équa- tion les valeurs correspondant aux proportions réelles choisies entre le bras de manivelle principal et la petite excentricité du tourillon de commande on a :
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EMI11.1
S = 100 Sin 8 - 16 2/3 Sin 2 Ù ( 2)
Autrement dit, l'excentricité du tourillon de manivelle 40 ou 40' est égale à 16 2/3 % de la lon- gueur du grand bras de manivelle à plateau 32 ou 32'.
On obtient l'équation de la vitesse en dérivant, par rapport au temps , l'équation du chemin
EMI11.2
parcouru --#------#-#----##-#---###'------- 4--Lì,--<--'--ù-----.---=-==-- ce qui donne : V '... C 100 cos e- 33 1/3 00a 2 W (3) où @ est la vitesse angulaire d @ du plateau dt de manivelle 32 ou 32 qui porte le pignon satellite.
Mais le mécanisme compensateur ou modifiaateur 24 , 50 ou 24a, 50' fait osciller la roue planétaire et modifie, par suite, la vitesse exprimée ci-dessus.
Bans la fig. 6 , qui représente d'une manière ' schématique cet engrenage compensateur, ± est l'entr'axe des roues d'engrenage 24 et 50 ou 24a et 50', R2 est l'excentricité du bouton de manivelle 52 ou 52', et [gamma]désigne l'angle que le plan de symétrie du bras échancré 48 ou 48' fait avec la droite de jonction des centres des roues 24 et 50 ou 24a et 50' . on voit, sur la fig. 6, que l'angle [gamma]peut être exprimé analytiquement par la relation : R2 sin 2 # [alpha]= arc tg (4) d - R2 cos 2 # 0'est l'angle dont la roue planétaire centrale 42 ou la couronne planétaire 42' oscille sous l'action du bouton de manivelle auxiliaire 52 ( ou 52') , en vue de modifier le mouvement périodique du tourillon de manivelle principal de commande 40 ou 40'.
Dans le premier mode de réalisation décrite à satellite extérieur à la roue planétaire , celle-ci
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et le pignon satellite ont les mêmes dimensions; il en résulte que la manivelle 40 se meut d'une quantité égale à l'angle [gamma], l3 déplacement du chariot 60 étant alors donné par la relation :
EMI12.1
Dans le deuxième mode de réalisation comportant une couronne planétaire intérieure 42' trois fois plus grande que le pignon satellite 36', le tourillon de ma- nivelle de commande 40' effectue une rotation de 3 [gamma] ; le déplacement du chariot 60' s'exprime alors par l'é- quation ci-dessous:
EMI12.2
En donnant une valeur convenable à l'excès tricité R2 du bouton de manivelle 52 ou 52tt on peut rendre la vitesse du marbre pratiquement constante sur 56,5% de la course d'impression , mais cette dernière absorbe 59% de la période complète du cycle de mouvement; par conséquent le marbre se déplace à une vitesse pratiquement constante pendant 1/3 de la période ( 0,565 x 0,59 = 0,333) .
La courbe I de la fig. 12 représente la vitesse du mouvement créé par le système planétaire et transmis au marbre par le tourillon de manivelle de commande, sans tenir compte de l'effet du mécanisme compensateur, Le tronçon de courbe Ia montre l'apla-
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tissement de la courbe de vitesse que produit le mécanis- me compensateur. La courbe de vitesse coupe l'axe des X-X aux points d'abscisses 106 12' et 253 48', divisant ainsi la période dans le rapport de 212 24', ce
360 qui représente 59 de la période pour la course d'impres. si on et 4I%, pour la course de retour qui s'effectue à vitesse essentiellement variable se traduisant par la boucle de la courbe. La courbe II représente la variation de l'accélération.
REVENDICATIONS
1 Mécanisme de commande des mouvements alter- natifs rectilignes d'un organe, notamment d'un marbre de machine typographique ou analogue, caractérisé par le fait que des organes moteurs tournant à vitesse angulai- re constante, font parcourir à un élément de commande du marbre, une courbe fermée du type épi- ou hypo-cyololdal toujours dans le même sens et à vitesse angulaire varia- ble, des organes de transmission constamment en prise reliant impérativement l'élément de commande et le marbre ces organes moteurs commandant d'autre part des moyens modificateurs qui agissent sur l'élément de commande en provoquant certaines modifications de sa vitesse angulaire,
de telle sorte que le marbre effectue une course simple entière de son cycle de mouvement alternatif à vitesse linéaire variable et la majeure partie de l'autre course de ce cycle à vitesse pratiquement constante.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Mechanism for controlling the reciprocating movements of an organ, in particular marble in typographic machines.
The invention relates to organs animated by rectilinear reciprocating movements and more particularly relates to mechanisms intended for printing presses of the flat marble type with printing cylinder.
In general, the invention relates to an improved control mechanism which accompanies
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to bend on a marble or similar carriage a complete cycle of reciprocating motion, the major part of which is carried out at a practically constant speed, in one direction.
The various embodiments of the invention have the peculiarity of ensuring the reciprocating movements of the marble of the species envisaged by means of constantly engaged gears and constituting, consequently, a continuous imperative control of the marble. marble by an appropriate power source. This arrangement makes it possible to eliminate the cams, tilting flaps, latches, bolts and all reversing devices acting intermittently, the construction of the mechanism of the invention requiring the exclusion of parts which can be easily manufactured at good cost. market on standardized machine tools.
In accordance with the general characteristic described in the patent application filed by the applicant on April 22, 1939 for a control mechanism of the same type, a gear train is used in the embodiments of the present invention. planetary wheels, one of which carries an eccentric control journal, forced to travel through a closed cycloidal-type curve that is modified by making the planet wheel of the system oscillate, so that the control journal transmits to the machine plate a more noticeably constant speed movement for an extended period.
The invention relates more particularly to a mechanism which provides the marble with a printing stroke at substantially uniform speed for the most part, the entire return stroke being effected more quickly than the printing stroke and at variable speed,
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The invention also relates to a novel modifying mechanism intended to oscillate the central or external planetary wheel of the system.
The description which will follow, with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the drawing and from the text being of course part of that. -this.
Fig. 1 is a vertical cross section of a flat marble printing press.
Fig, 2 is a partial side elevation of the mechanism oscillating the sun gear.
The rods 3 and 4 are partial vertical sections along the longitudinal lines 3-3 and 4-4 of fig, 1.
Fig. 5 is a partial vertical section of the adjustable attachment member supporting the end of the fixed rack, this section showing part of the control mechanism of the marble.
Fig. 6 is a diagram of the members intended to make the sun gear oscillate in the two embodiments.
Fig. 7 is a transverse vertical section similar to that of FIG. 1, but represents a second embodiment of the invention,
Figs. 8 and 9 are partial longitudinal sections taken along lines 8-8 and 9-9 of fig 7.
Fig, 10 is a diagram of the movement and relative positions of the main organs of the planetary system used in the embodiment of Figs. from 1 to 5.
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Fig. 11 is a diagram similar to the previous one, but relating to the mechanism of FIGS. from 7 to 9.
Fig, 12 is a graphical representation of the speed ratios during the complete cycle of movement of the eccentric drive journals in both embodiments.
In what follows, we will describe the mechanism of the press and the movements of the marble based on the theory and the necessary mathematical justifications.
Lesfig. from 1 to 5 represent the application of an embodiment of the invention to a printing press with flat marble and impression cylinder, of the category with two turns, in which the impression cylinder 11 makes two turns while the marble 12 performs a complete oscillation cycle. The marble 12 rests on the rolling rollers 13, of current construction, supported by certain parts of the press frame 15. The central rollers 13 roll on a slide 14 further serving to guide the marble in its reciprocating movements. The slide has, for this purpose, chamfered lower edges, in contact with one side of the rack 16 of the plate and with the key
17, the latter being supported by the arm 18 solid with the marble 12.
The impression cylinder 11 is mounted on a coaxial shaft 20 capable of rotating in vertical extensions or uprights 21 of the press frame 15.
The shaft 20 carries, at the end of the cylinder, the transmission toothed wheel 22, This wheel 22 meshes with the ring gear 23 of the main drive wheel 24, the web 25 of which develops around an elongated tubular hub
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26 rotating in the bearing 27 of the frame, with anti-friction surfaces 29. A suitable source of driving force actuates the main driving wheel 24 which sets in motion both the impression cylinder and the marble,
We will describe the transmission members which produce the reciprocating movements of the marble in desired relation to the rotation of the impression cylinder.
Towards its inner end relative to the frame, the tubular hub 26 of the main drive wheel 24 is provided with a counterweighted crank plate 32, keyed at 31. A crank pin 34 of the crank plate serves as an axis. of rotation fixed to a toothed ring 36 which rotates around the crankpin by means of anti-friction bearings 37. Bolts or similar means 38 serve to fix on the gear ring 36 a plate 39 which carries an eccentric control pin 40 of the marble, on which it acts by means of members which will be described later. The wheel 36 constitutes a planet gear planet gear, meshing with the sun gear 4'9 keyed at the end of the oscillating shaft 44.
This shaft 44 passes into the hollow axial chamber of the tubular hub 26 of the main drive wheel 24, from which it is separated by the contact pads 45 between the rotating parts,
The oscillating shaft 44 -, carries, at its outer end relative to the machine, a free-ended crank arm 48 having a notch 49. A gear wheel 50 rotates around an axis 51, integral with the frame and meshes with the main toothed drive wheel 24,
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A crank button 52, fixed to this wheel 50, serves as an axis of rotation for a slide 53 capable of sliding in the notch 49 of the arm 48.
It emerges from the arrangement described that the eccentric control journal 40 moves on an epicyclic curve, modified by the oscillations which the pinion 50, in cooperation with the crank 52 and the oscillating shaft 44, impart to the planetary wheel 42. .
The movement of the eccentric journal 40 is transmitted to the plate 12 by the members described below. The eccentric journal 40 freely rotates a slide 55 movable in the vertical slides 56 of the horizontally sliding carriage 60. The carriage performs rectilinear reciprocating movements along the upper bar 62 and the lower bar 64 which serve as guides, these bars resting at their ends on two supports integral with the press frame 15. A console 65 forming part of the carriage -60, of which it constitutes a lateral development, rigidly supports the axis 66 around duauel turns the balladeuse wheel 67 at two useful circumferences.
This wheel consists of a large diameter portion 68 engaging with the rack of marble 16 and a smaller diameter concentric portion 69 in engagement with the rack 70 formed on the guide bar 62. It is evident that the bar 62 constitutes a fixed rack relative to the composite balladeuse wheel 67. This construction of the balladeuse wheel in two different parts makes it possible to reduce the dimensions of the crank plate 32 and of the gear wheels 24 and 22. In
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In effect, the carriage thus transmits to the marble a movement equal to approximately 2 2/3 times its own.
The longitudinal position of the bar 62 which serves as a fixed rack can be adjusted in order to establish an initial functional relationship between the movements of the plate and the cylinder; once this setting has been made, it is not necessary to change anything.
Fig. 5 clearly shows this adjustment device; the end of the bar 62 engages in a tubular boss 72 integral with the frame 15. A cover 73 closes the outer end of this boss 72 to which it is fixed by bolts 74. An adjusting bolt
75 passes through the opening 76 of the cover and is screwed, by its internal threaded rod, into the threaded hole 77 at the end of the bar 62. It is immediately seen that a rotation of the bolt 75 can modify the longitudinal position of bar 62 according to the corresponding needs of the marble and the impression cylinder.
The planetary wheel 42 and the satellite pinion 36 have the same dimensions; the drive wheel 24 has three times as many teeth as the gear wheel 50 and during the initial assembly of the transmission the axis of the pinion 36 is exactly above the planetary wheel 42 with the crank journal 40 being steered downwards, while the crank button 52 is oriented inside, towards the axis of the oscillating shaft 44.
Referring to the diagram of fig. 10, it is seen that the eccentric journal 40 describes a shortened epicycloid, designated by the reference A1. The figure also shows the planetary wheel 42 and the satellite pinion 36, the center of which moves on a
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circle B1 when the crank plate 32 rolls this satellite around the planetary wheel. The reference designates the length of the crank arm of the eccentric journal 40, the other dimensions and quantities being able to be determined with the aid of the analytical calculations which accompany the description, given below, of the two embodiments of the invention.
The embodiment of FIGS. 7, 8 and 9 differs from that which has just been described, by the use of an internal planetary ring gear, in which the satellite pinion rolls. The mechanism used to make the planetary ring oscillate differs from the previous one, which included gears outside the frame.
However, several members are identical to those of the first embodiment, they are designated by the same reference numerals, followed by the index "prime". Thus the printing cylinder 11 'cooperates with the plate 12' to constitute the printing couple. The marble rolls on pebbles 13 '; it is provided with a rack 16 'and wedges 17' in contact on both sides with the guide slide 14 'integral with the press frame 15'. Extensions 21 'of the frame support the shaft 20 of the printing cylinder. The cylinder control wheel 22 'is here arranged outside the frame and meshes with the large drive wheel 24' wedged at the end of the main control shaft 26 'which rotates in bearings
29 'from the frame.
The drive shaft 26 'carries, at its inner end, by means of a key the crank plate 32' in which a drive shaft rotates.
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your 34 '. This crank pin carries, on the one hand, the eccentric control journal 40 'and, on the other hand, constitutes the spindle of the planet pinion 36' in engagement with the toothed ring 42a which bolts 42b fix to the planet wheel with internal bearing. 42 '.
Other bolts 43 'secure the planetary wheel 42' to an oscillating member 44 ', a tubular part 44a of which surrounds the shaft *, provided for this purpose with anti-friction bearings 451 ". The tubular cylindrical part 44a of the oscillating member 44 'rotates in an enlarged bearing bracket 27a of frame 15'. Shaft 26 'carries, in an intermediate region, a toothed wheel 24a meshing with a smaller pinion 50' wedged on a shaft 51 '. This shaft 51 'rotates in a bearing of support 27a and is extended towards its inner end by an eccentric crank button 52' which in turn carries a slide 53 'capable of sliding in the notch 49' of arm 48 'bifurcated from swing shaft 44'.
The transmission mechanism connecting the crank journal 40 'and the marble is exactly the same as that of the first embodiment and therefore does not require any description. Identical reference numbers, but followed by the "prime * index" denote all of its components.
The gear wheels 24a and 50 'have a ratio of 3 to 1 and the inner planetary ring gear 42' has a pitch diameter equal to three times that of the satellite pinion 36 '. Originally, the various parts are mounted in such a way that, the pinion being
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vertically above the shaft 26 ', the crank journal 40' is oriented upwards and the eccentric button 52 'is oriented towards the axis of the shaft 26', relative to the center of the pinion 50 '.
The crank journal 40 'then generates a shortened hypocycloid, which is obviously modified by the compensating gear 24a - 50'.
We will now describe, with the aid of graphic and mathematical explanations, the development of the partial movements at constant speed of the complete periodic cycle produced in these two control mechanisms of typographic marble.
Fig. 11 indicates that the general equation of motion, without taking into account the crank knob of the compensating gear, can be written:
S = GK sin @ - c sin (M ¯ 1) @ (1)
In this equation (1) we have
S, the distance traveled by the carriage 60 or 60 '.
C, the length of the counterweight crank plate 32 or 32 '.
CK, the distance from axis to axis of the planetary ring gear 42 'and of the planet gear 36'.
M, the gear ratio of the planetary wheel 42 or the planetary ring gear 42 'to the satellite pinion 36 or 36'.
@, the angle of rotation of the cranks 32 or 32 'measured from the vertical.
By substituting for the variables of the equation the values corresponding to the actual proportions chosen between the main crank arm and the small eccentricity of the control journal, we have:
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EMI11.1
S = 100 Sin 8 - 16 2/3 Sin 2 Ù (2)
In other words, the eccentricity of the crank journal 40 or 40 'is equal to 16 2/3% of the length of the large crank arm with plate 32 or 32'.
We obtain the equation of the speed by deriving, with respect to time, the equation of the path
EMI11.2
traveled - # ------ # - # ---- ## - # --- ### '------- 4 - Lì, - <--'-- ù- ----.--- = - == - which gives: V '... C 100 cos e- 33 1/3 00a 2 W (3) where @ is the angular speed d @ of the plate dt of crank 32 or 32 which carries the satellite pinion.
But the compensating or modifying mechanism 24, 50 or 24a, 50 'causes the planetary wheel to oscillate and consequently modifies the speed expressed above.
In fig. 6, which schematically represents this compensating gear, ± is the center distance of the gear wheels 24 and 50 or 24a and 50 ', R2 is the eccentricity of the crank knob 52 or 52', and [gamma] designates the angle that the plane of symmetry of the notched arm 48 or 48 'makes with the line of junction of the centers of the wheels 24 and 50 or 24a and 50'. we see, in fig. 6, that the angle [gamma] can be expressed analytically by the relation: R2 sin 2 # [alpha] = arc tg (4) d - R2 cos 2 # 0 is the angle of which the central planetary gear 42 or the Planetary ring gear 42 'oscillates under the action of the auxiliary crank button 52 (or 52'), in order to modify the periodic movement of the main control crank journal 40 or 40 '.
In the first embodiment described with a satellite outside the planetary wheel, the latter
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and the planet gear have the same dimensions; it follows that the crank 40 moves by an amount equal to the angle [gamma], the displacement of the carriage 60 then being given by the relation:
EMI12.1
In the second embodiment comprising an inner planetary ring gear 42 'three times the size of planet gear 36', the control lever journal 40 'rotates by 3 [gamma]; the movement of the carriage 60 'is then expressed by the equation below:
EMI12.2
By giving a suitable value to the excess tricity R2 of the crank button 52 or 52tt we can make the marble speed practically constant over 56.5% of the printing stroke, but the latter absorbs 59% of the complete period of the printing. cycle of movement; therefore the marble moves at a practically constant speed for 1/3 of the period (0.565 x 0.59 = 0.333).
Curve I in fig. 12 represents the speed of the movement created by the planetary system and transmitted to the plate by the control crank journal, without taking into account the effect of the compensating mechanism, The section of curve Ia shows the flat
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weaving of the speed curve produced by the compensating mechanism. The velocity curve intersects the X-X axis at abscissa points 106 12 'and 253 48', thus dividing the period in the ratio of 212 24 ', this
360 which represents 59 of the period for the impres race. if on and 4I%, for the return stroke which is carried out at essentially variable speed resulting in the loop of the curve. Curve II represents the variation in acceleration.
CLAIMS
1 Control mechanism for the alternating rectilinear movements of a member, in particular of a typographic machine plate or the like, characterized in that the motor members rotating at constant angular speed, make a control element travel through the marble, a closed curve of the epi- or hypo-cyololdal type always in the same direction and at variable angular speed, transmission members constantly in engagement imperatively connecting the control element and the marble these motor organs controlling other share of the modifying means which act on the control element by causing certain modifications of its angular speed,
such that the plate makes one single stroke of its cycle of reciprocating motion at variable linear speed and most of the other stroke of that cycle at nearly constant speed.
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