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COMMANDE PAR EXCENTRIQUE POUR MACHINES-OUTILS, NOTAMMENT CISAILLES ET
PRESSES AMATRICER,
Les commandes par excentrique pour machines-outils,, notamment pour cisailles, consomment beaucoup d'énergie, car une composante efficace de la transmission de la force ne se présente que pour un angle limité de l'excen- trique;,
Pendant la rotation de 1-'excentrique,, seule une faible composante agit en amont et en aval de cet angle.
L'invention a pour but de maintenir une composante élevée dans un angle plus étendu que ce n'est le cas dans les commandes courantes à excentri- que ou à manivelle
L'invention résoud cette tâche par la prévision d'au moins deux excentriques décalés angulairement l'un par rapport à l'autre et agissant sur l'outil par l'intermédiaire d'un organe mobile.
Ces excentriques peuvent pré- senter des degrés d'excentricités différents, de même que'des diamètres dif- férentes., Pour assurer le rappel de l'outil à la position d'arrêt ou d'ouver- ture il est avantageux de faire agir les excentriques sur une butée élasti- que; cependant, la butée élastique peut être remplacée par des surfaces apla- ties prévues sur les excentriques et qui excluent tout blocage à la butée.
D'ailleurs, le rappel peut évidemment être assuré par n'importe quels organes supplémentaires, de sorte qu'il est inutile 'd'appliquer des dispositions par- ticulières aux excentriques ou à leurs butées.
Le dessin annexé montre quelques exemples d'exécution de la com- mande suivant 1,-'invention,
La figure 1 est une commande par excentrique dans la position ini- tiale montrant chacun des deux excentriques séparément.
La figure 2. montre les deux excentriques dans la position médiane, c'est-à-dire où 1-'un cesse et l'autre commence à travailler.
La figure 3 montre les excentriques dans la position finale.
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La figure 4 montre un arbre d'excentrique en élévation,
La figure 5 est une élévation schématique d'une autre commande, montrant une position angulaire particulière.
La figure 6 est une élévation schématique d'une autre position angulaire.
La figure 7 est une élévation de l'arbre d'excentrique seul.
La figure 8 est une autre variante d'un excentrique.
La figure 9 est une vue frontale d'une autre variante d'une com- mande.
La figure 10 est un détail.
La figure 11 est une dernière variante.
Un arbre d'excentrique 1 (figure 4) porte les deux excentriques 2 et 3 qui, d'une part sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre et, d'autre part, présentent différents diamètres et des excentricités dif- férenteso Les excentriques 2 et 3 agissent par un organe intermédiaire mo- bile 4 sur le piston 5 portant l'outil 6, par exemple une lame de cisaille, etc... Le piston 5 entoure à jeu l'arbre d'excentrique et coiffe par une piè- ce transversale 7 les deux excentriques 2 et 3,en s'appliquant sur les ex- trémités de ceux-ci opposées à la pièce intermédiaire 4.
Comme indiqué plus haut, les deux excentriques 2 et 3 sont déca- lés angulairement. Partant de la position initiale, l'excentrique 2 inter- vient d'abord seul dans le sens de la transmission de la pression à l'organe intermédiaire 4 et donc au piston 5. Dans la figure 1, l'axe de l'arbre d'ex- centrique 1 a déjà dépassé le point mort bas en ce qui concerne l'excentrique 2, pour amorcer la transmission de la pression dans un angle pour lequel la composante efficace est élevée.
Dans un angle de rotation d'environ 60 , l'ex- centrique 2 seul transmet la pression sur l'organe intermédiaire 4, de façon à provoquer la descente de l'outil 6. Peu avant ou immédiatement après l'achè- vement de ce mouvement de rotation angulaire, l'excentrique 3 (figure 1) com- mence à agir et se charge ainsi de la transmission de la pression, tandis que à partir de cette position angulaire, l'excentrique 2 tourne à vide, sans intervenir dans la transmission de la pression. La figure 2 montre la posi- tion médiane dans laquelle l'excentrique 2 cesse de transmettre la pression, cette fonction étant reprise au même instant par l'excentrique 3.
Alors que, chez l'excentrique 2, la composante efficace va en diminuant à partir de cette position angulaire, raison pour laquelle cet excentrique est déchargé de sa fonction, l'excentrique 3 occupe une position angulaire favorable au développement d'une composante élevée, de sorte que l'on réalise une compo- sante extrêmement favorable à la transmission de la force dans un secteur d'environ 120 La position finale desdeux excentriques 2 et 3 ressort de la figure 3.
Par conséquent, la dépense d'énergie nécessaire pour la comman-- de de l'outil 6 est relativement réduite eu égard à l'efficacité de la compo- sante de force toujours élevée, c'est-à-dire qu'elle est sensiblement plus réduite que ce ne serait le cas avec un excentrique ou une manivelle uniques.
On peut réaliser des conditions optima en donnant à l'excentri que 3 décalé en arrière un autre diamètre et, éventuellement, une autre ex- centricité. Ceci dépend du fait, à savoir si un plus grand effort est néces- saire au début ou bien vers la fin de la course, suivant le genre du travail à accomplir.
Afin d'empêcher radicalement un blocage des excentriques par rap- port à la potence 7 du piston 5, on peut prévoir dans cette potence une pièce insérée 9, coulissant contre l'action d'un ressort 8 et agissant comme butéé de rappel. Cependant, on peut tout aussi bien munir les excentriques 2 et 3 en des points déterminés de leurs périphéries de surfaces planes 10. montrées dans les dessins, qui rendent impossible tout blocage par rapport aux butées 9, rigides dans ce cas, La butée 9 et la potence 7 ont uniquement pour but
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d'assurer le rappel de 1'outil 9 par les excentriques 2 et 3 (lors de la ro-
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tation correspondant au retour de 1 outil).
Lorsque le rappel est assuré d'une autre façon, il est inutile de prévoir une butée élastique 9 ou des surfaces planes 10.
La commande suivant l'invention convient essentiellement pour l'entraînement de machines-outils dont le mécanisme d'actionnement doit in- tervenir seulement pendant une partie d9une révolution.
Diaprés les figures 5, 6 et 7, 19 arbre d'excentrique 2 à axe 1 présente un dégagement angulaire 12, dans le sommet 13 duquel s'appuie un organe de pression 4 agissant sur le piston 5. Le sommet 13 de l'évidement 12 est situé excentriquement par rapport à 1,'axe 1 de l'arbre d 3 excentrique
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2. Lorsque l'arbre tourne à gauche (c9est-à-dire, dans le sens opposé à ce- lui des aiguilles d?une montre) l'organe de pression 4 est refoulé vers le bas.
Après que l'arbre 2 a effectué une rotation d'un certain angle-, 1-évi- dément 12 cesse d9exercer un effet d'excentrique, et l'organe 4 s-'écarte à droite, comme montré (en pointillé) dans la figure 2, pour s'engager à nou- veau dans l'évidement lors du mouvement de rappel qui suit, sous 1-leffet d9un ressort par exemple.
Derrière 19 organe de pression 4 se trouve un deuxième organe de pression 14, affecté à un évidement 15 situé derrière l'évidement 12. L'évi= dement 15 est décalé angulairement par rapport à l'évidement 12 de telle sor- te que le sommet 16 de 1?évidement 15 entre en action après que le sommet 13 de 1-'évidement 12 aura tourné d'un certain angle. Au début de cette rotation,
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le deuxième organe de pression 14 est d9abord appliqué contre le pourtour ex- térieur de l'arbre évidé 2 (figure 5,en pointillés), de préférence sous la pression d'un ressort.
A mesure que la paroi 17 de l'évidement 15 effectue sa rotation à gauche, 1-*organe 14 pivote de plus en plus vers l'intérieur
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sous la pression du ressort, pour parvenir finalement au sommet 16 de 1'évi- dement 15, figure 6 et reprendre à partir de ce moment la transmission de la pression.
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L9avantage de cette disposition à évidements qui remplacent les excentriques réside dans une diminution considérable des pertes par frotte- ment et en ce que l'arbre dexcentrique 2 ne doit pas être affaibli dans les mêmes proportions que dans les excentriques des figures 1 à 3. Il va de soi que les sommets 13 et 16 des évidements 12 et 15 peuvent être disposés à vo-
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longée de façon à obtenir le rapport de multiplication requis dans chaque cas.
L9exemple de la figure 8 montre schématiquement un système d'ex- centriques dans lequel les excentriques individuels sont situés dans un même
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plan. Ici également, 19arbre de commande est désigné par 2 et l'axe de cet arbre par 1. La courbe d'excentrique A-B s'élève en premier lieu au-dessus du pourtour de 1,'arbre 2 ; son rôle consiste à refouler d'abord le piston 5 ou l'organe intermédiaire 4 vers le bas. Après l'exécution d'un angle de ro-
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tation voulu quelconque (de 60 par exemple) de façon que la courbe du'excel trique A-B ait dépasse le point de prise avec 19 organe intermédiaire 4, la courbe d9excentrique B3-C' ou B-C intervient en relayant immédiatement la courbe A-B.
La courbe B9-0-' aurait pu s'amorcer sur le pourtour de l'arbre 2, comme indiqué en pointillé et être décalée angulairement par rapport à la courbe a-B Dans le cas présent, cette courbe en pointillé est reportée vers l'extérieur avec un rayon plus grand, de façon à se raccorder progressive- ment à la courbe A-B
Les deux courbes excentriques A-B et B-C peuvent évidemment être formées en tenant compte du mode de mécanisage de la matière en présence, Par exemple, dans le cas de poinçonneuses, il ne se présente au début aucune résistance, cela jusqueà l'attaque de la matière par le poinçon, de sorte que
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1-'on choisira ici une multiplication importante de la course, c 9 es-= dire une courbe excentrique à pente rapide.
A partir de l'attaque de la matière par le poinçon, la résitance augmente, pour atteindre son maximum au tiers environ de la profondeur de découpage. Par conséquent,, la courbe excentrique
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ne présentera qu'une faible pente jusqu'à ce point, afin de déterminer une pression élevée pour un faible déplacement, A partir de cette profondeur de
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pénétration du poinçon, la résistance diminue. La courbe excentrique pré- sentera à partir de cet endroit une pente de plus en plus raide, de façon à vaincre la résistance décroissante, tout en effectuant un trajet plus long.
Les excentriques en forme de cames, tels que représentés dans la figure 8, sont connus en tant que cames de distribution, par exemple dans les moteurs à combustion interne, dans lesquels ils remplissent uniquement une fonction de distribution., Par contre,. on ne connaît pas encore l'emploi de tels excentriques à cames comme organes de transmission de force, comme c'est le cas dans la présente invention.
La disposition selon l'invention est applicable entre autres dans les presses à excentrique, poinçonneuses, cisailles et machines-outils analo- gues, pour vaincre les pointes de charge tout en économisant 121 effort.
Dans la figure 9, le bras oscillant 20 d'une machine-outil, par exemple une poinçonneuse, une cisaille ou analogue, est monté à pivotement sur un arbre 21. Il est muni sur son extrémité inférieure d'une articulation à rouleau 23, dont le rouleau 24 est réuni par un organe de pression 25 au rouleau 26 d'une articulation à rouleau 27. L'articulation 27 est prévue dans le chariot 28 destiné à recevoir l'outil et guidé en ligne droite dans des guidages 29.
La partie supérieure du bras 20 présente un évidement 30 qui loge le plateau excentrique 31 d'un arbre moteur 32. Le sens de rotation du pla- teau 31 est indiqué par une flèche. Les divers tronçons de la paroi de l'évi- dement 30 se succèdent comme suit, dans le sens de la rotation : La partie su- périeure de la paroi de l'évidement 30 présente un tronçon courbe aplati 33, lequel aboutit à un tronçon courbe 34 dont le point culminant est en pente raide. Cette paroi se termine par une surface presque rectiligne en 5 dont la distance par rapport à l'axe de rotation 36 de l'arbre est plus petite que la plus petite distance entre le disque 31 et cette surface, dans la position montrée dans les dessins,
A cette fin, le disque excentrique 31 est dépouillé d'un segment en 37.
Lorsque la presse fonctionne, l'effort à fournir au début de la course de découpage est le plus élevé. Pour cette raison, la surface 33 pré- sente une allure très aplatie, ce qui détermine la transmission d'une force élevée pour un trajet de faible longueur. A mesure que la course de découpage se poursuit, l'effort nécessaire diminue, de sorte que le trajet (course) à parcourir peut être plus élevé, raison pour laquelle le tronçon de courbe 34 est plus raide. Vers la fin de la course de découpage, l'effort à appliquer est le plus réduit, de sorte que la surface 37 présente la pente la plus rai- de, pente qui a pu être augmentée grâce au segment dépouillé 37 du disque ex- centrique 31.
On voit que, grâce à l'allure des tronçons de courbe 33, 34 et 35 de l'organe formant butée pour le disque excentrique 31, on peut tenir compte de toutes les nécessités, notamment du fait qu'au début l'effort à transmet- tre est le plus élevé pour une course minima, cet effort diminuant avec l'aug= mentation du trajet ou de la course,
La dépouille 37 permet d'augmenter notablement la course. Lors- que ceci n'est pas requis et que cette dépouille n'est pas prévue, la courbe 35 présente la forme indiquée en pointillés par 38. flèche Lorsque les disques excentriques 31 tournent dans le sens de la flèche, la bras 20 pivote autour de l'axe 36 et exerce une pression, par l'in- termédiaire de l'organe 25, sur le porte-outil 28, lequel effectue le travail.
Comme il ressort de la figure 10, le disque excentrique 31 est entouré d'un collier 39 monté sur ce disque à l'aide d'un roulement à rouleaux ou à aiguilles. Ce collier est destiné à transformer le frottement de glisse- ment entre le disque excentrique 31 et les surfaces 33, 34, 35, en un frotte- ment de roulement.
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Il va de sci que le disque excentrique 31 peut être enclavé dans un deuxième disque (anneau) excentrique, comme cela est connu en soi, de fa- con à permettre une modification de la grandeur de la course par un décalage (angulaire) de ces disques*
La figure Il montre un mode d'exécution dont l'exentrique est constitué par une manivelle 40 à galet 41.
REVENDICATIONS.
1.- Commande par excentrique pour machines-coutils, notamment des cisailles, caractérisée par au moins deux excentriques ou manivelles (2,3) décalés angulairement l'une par rapport à l'autre et agissant sur l'cutil (5) par l'intermédiaire d'un organe mobile (4).