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" Appareil destiné à découper de la tôle suivant L'appareil décrit; dans le présent mémoire est destine à découper de la tôle métallique, de nature et d'épaisseur quel- congues, suivant des cercles de diamètre variable, soit pour y pratiquer une ouverture de diamètre voulu, soit pour l'obtention d'une rondelle.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple différentes formes d'exécution de l'invention.
Dans ceux-ci,
La figure I montre une vue en élévation, partie en coupe de l'appareil suivant une première (forme d'exécution,
La figure 2, une vue en plan avec coupe partielle,
La figure 3, une vue en élévation des deux outils à saigner,
La figure 4, une vue en plan du tourneà gauche des- tiné à manoeuvrer l'appareil, le figure 5 une vue en élévation et latérale, parties en coupe, d'un levier de manoeuvre à mouvement alternatif.
La figure 6, une disposition nouvelle du mécanisme par vis différentielles.
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La figure 7, uné coupe suivant ligne A-A de figure 6,
D'après les figures 1 et 2 le support est constitué par l'axe I, fixe, boulonné au moyen de l'écrou 2 sur la tôle à découper dans laquelle on a percé au préalable un trou de dia- mètre convenable; des rondelles interposées servent à rigidifier la tôle .
Concentriquement à l'axe, trois manchons filetés réa- lisent un système de vis différentielles organisé de manière à ce que le manchon extérieur, gui reçoit l'effort moteur et auquel sont fixés les outils, soit animé d'un mouvement hélicoïdal de pas très faible assurant la lente pénétration des dits outils dans le métal.
Le manchon intérieur 3, alésé intérieurement au même diamètre que la partie correspondante de l'axe I, est maintenu entre deux butées dont l"une fait partie intégrante de l'axe et l'autre est constituée par une pièce spéciale 4 vissée et bloquée sur l'axe (figure I). Ces butées ont pour but d'empêcher toute translation du manchon Extérieurement cette pièce 3 présente des saillies engagées dans lesrainures correspondantes du man- chon extérieur 5 (figure 1 et figure 2 coupe suivant A-A) en sorte que 0 et 5 ont le même mouvement de rotation, mais sont indépendants parallèlement à l'axe.
Au manchon extérieur 5 sont invariablement fixés les guides des porte-outils, disposés normalement à l'axe de l'appa- reil et au voisinage de la t8le à usiner.
Les porte-outils 6, au nombre de quatre, sont accou- plés deux à deux au moyen d'une vis de fin calage 7 et peuvent être serrés indépendamment sur leurs guides'. Ce dispositif per- met d'amener avec précision les outils 8 à une distance donnée de l'axe.
Chaque outil, dont l'affûtage est analogue à celui des outils dits "à saigner" des tours ou des raboteuses est pla- cé dans un trou du porte-outil, parallèle à l'axe de l'appareil permettant de l'amener au contact de la tôle. Une vis de pres-
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sion permet de l'immobiliser dans cette position.
Afin de réduire le jeu transversal du manchon 5 dans les conditions les meilleures, les extrémités de cette pièce, alésées à la demande, s'appuient sur deux portées cylindriques gui font partie l'une de l'axe 1, l'autre de la butée 4.
Les manchons 3 et 5 présentent les filetage et tarau- dage convenables pour être vissés, le premier à l'intérieur et le deuxième à l'extérieur du manchon intermédiaire 9, fileté et, taraudé à des pas différents de même sens.
Ce troisième manchon 9 est fendu suivant une généra- trice de manière à être guidé par une saillie de la butée 4 (fi- gure 1 et eoupe suivant ligne B-B); il ne peut donc pas tourner et le seul mouvement dont il est capable est une translation parallèlement à l'axe.
Lorsque les manchons et 5, entraînés par le même mouvement de rotation, se vissent ensemble sur le manchon 9,ils se déplacent, par tour, l'un par rapport à l'autre et parallèle- ment à l'axe de l'appareil, d'une quantité égale à la différence des pas. Comme ne peut pas glisser sur l'axe, le déplacement précédent est aussi celui du manchon 5 par rapport aux pièces fixes, c'est à dire par rapport à la tôle à découper. Ainsi se trouve réalisée l'avance automatique des outils égale à la dif- férence des pas du système des vis différentielles.
Les deux outils à saigner A et B que comporte la machi- ne (figure 3) sont de largeur différente, de telle façon que l'outil étroit, auquel on donne une avance sur l'autre de quel- ques tours en l'employant d'abord seul, se trouve dégagé sur les côtés par l'outil large en détachant un copeau par l'extrémi- té seulement de son bec et que réciproquement l'outil large dé- tachant deux copeaux (un sur chacune des parois de la rainure creusée), ait sa pointe dégagée par l'outil étroit.
L'appareil peut être mû au moyen d'un tourne à gauche ou au moyen d'un levier à mouvement alternatif suivant les figu- res 4 et 5.
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Le tourne à gauche (figure 4) est constitué par deux demi-colliers 1 assemblés et serrés sur la surface extérieure cylindrique du manchon extérieur 5 de l'appareil (figure I) au moyen des manches 2, placés de part et d'autre du manchon, cha- cun d'eux.traversant un trou lisse de l'un des demi-colliers et se vissant dans le trou taraudé de l'autre. Un trou est percé à l'extrémité de chaque manche afin de permettre le serrage au moyen d'une tige métallique.
Le levier à mouvement alternatif (figure 5), prévoit le cas où des obtacles s'opposent à la rotation complète dû tour- ne à gauche ; comporte un bras 8 attelé à une extrémité d'un ressort à boudin 4 dont les spires se touchent et qui s'emmanche à frottement doux sur le manchon extérieur de l'appareil.
Lorsqu'on agit sur le levier dans le sens de l'enrou- lement du ressort, par suite du frottement, les pires se resser- rent et entraînent dans retard le manchon ; sens inverse, la même cause a pour effet de desserrer les spires et le manchon extérieur reste immobile maintenu par le frottement des outils dans la rainure creusée. Le ressort est enfermé dans un carter 5 gui présente, ainsi que le levier, un alésage cylindrique s'a- daptant librement sur le manchon de manière à supprimer le jeu transversal du dit levier. La fixation du ressort au levier est réalisée par un crochet, obtenu en repliant l'extrémité du res- sort sur elle-même, s'adaptant sans jeu dans une mortaise prati- quée dans l'alésage du levier.
Une vis 6 s'engageant dans le cro- chet du ressort, et une bague 7 fermant la mortaise du coté oppo- sé au ressort, supposent à l'ouverture du crochet sous l'action des efforts qui lui sont appliqués.
L'écrou 8 (figures 6, 7 et 8) remplaçant l'écrou 2 de la figure I qui sert à assujettir l'axe 9 sur la tôle à découper, présente deux larges faces planes parallèles permettant de fixer solidement l'appareil dans les machoires d'un étau lorsque la tôle à découpeibre. Il est muni de deux vis de pression, pre- nant appui sur la tôle ou sur la dernière rondelle intercalée, destinées à supprimer toute rotation de l'axe par rapport à la
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tôle; ces vis permettent aussi d'orienter l'écrou 8 dans telle position que l'on désire par rapport au contour extérieur de la tôle.
Ces figures 6, 7 et 8 présentent en outre une dispo- sition nouvelle du mécanisme par vis différentielles. Le manchon intérieur II remplaçant le manchon 3 de la figure 1 est placé à la partie supérieure de l'axe et retourné bout pour bout. Ceci pour effet de permettre 1 d'augmenter le diamètre de l'axe dans la partie gui était auparavant occupée par le manchon, c'est à dire vers l'encastrement. 2 de placer sur l'axe lui-même (fi- gure 8 coupe B-B) la saillie qui était portée par la butée 4 de la figure I, celle ci se trouvant ainsi réduite à une simple bague. 3 d'élargir la surface de la butée 4 sur laquelle s'exer- ce la pression et le frottement du manchon II.
Dans ce disposi- tif, les saillies du manchon II et les rainures correspondantes du manchon 10 sont reportées à la partie supérieure de l'appareil (figure 7, coupe A-A).
L'on utilise également une disposition nouvelle des porte-outils 12 dont le nombre est réduit à deux, ces pièces étant très ouvragées. Ils sont percés d'un trou lisse traversé par une vis de fin calage 13 Maintenue entre deux tourillons portés l'un par le manchon 10, l'autre par une flasque 14 fixé à l'extrémité des guides. Un peigne fileté 15 pouvant glisser dans un trou du porte outil et appliqué par un ressort sur la vis de fin calage peut être écarté de cette position en agissant sur un bonhomme fixé au peigne, ce qui permet le déplacement ra- pide des porte-outils sur leurs guides.
Les figures 9 10 et II représentent un appareil dans lequel on a substitué au mécanisme d'avance par vis différentiel- les, un mécanisme par cliquet et vis.
Sur l'axe 9, (seyant toujours de support à la machi- ne) se visse un écrou 16, gui en s'appuyant sur le manchon exté- rieur 17, (qui a le même rôle que le manchon extérieur représen- té par la figure I), provoque son avance.
Entraîné par le manchon 17, un cliquet 18 (figures 9
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et 1UJ, agit à chaque révolution sur une roue à rochet ligure
10, partie supérieure coupe suivant A-A) taillée à l'extérieur de l'écrou 16 qui tourne ainsi d'une fraction de tour.
L'encliquetage est obtenu au moyen d'une came 19 (fi- gure 10), (partie inférieure coupe suivant B-B) sur laquelle le cliquet est appuyé par un ressort 20.
La came, empêchée de tourner par une tainure dans laquelle s'engage une saillie de l'axe (figure II coupe C-C) est interposée entre l'écrou 16 et le manchon 17 et se déplace ainsi parallèlement à l'axe en même temps que ces deux pièces.
L'ensemble came, cliquet, roue à rochet, est placé dans un épa- nouissement du manchon 17 formant boîtier et fermé par un cou- vercle annulaire 21 bridé par deux goujons dont l'un constitue l'axe du cliquet.
En dévissant l'écrou 16 au moyen de la manivelle 22, on ramène rapidement le mécanisme à son point de départ, l'écrou attirant à lui le manchon 17 par l'intermédiaire du couvercle du boît ier .
Cette possibilité du retour rapide est un avantage du mécanisme décrit sur le système par vis différentielles; une autre supériorité mérite d'être signalée.
Si, dans le mécanisme par vis différentielles, on dé- signe par C la course totale du manchon intermédiaire, par p par le pas du manchon intérieur et par Ap la différence des pas, la pé- nétration des outils pour la course C, c'est à dire en une seule passe a pour valeur
0 Ap p donc une petite fraction de C; si donc on veut augmenter la cour- se des outils parallèlement à l'axe, il faut augmenter considé- rablement C ce qui a pour résultat d'augmenter très vite la lon- gueur du mécanisme.
Avec le dispositif par cliquet et vis, la course des outils est égale à celle de l'écrou 8 ; on réalise donc ainsi des appareils peu encombrants permettant de découper en une seule passe de la tôle de grande épaisseur, alors que
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pour le même travail ceux à vis différentielles ou bien sont en- combrants, ou bien nécessitent des passes successives, interrom- pues par des retours en arrière fort longs puisque le retour rapide n'existe pas.
Les mêmes avantages se retrouvent dans le mécanisme par pignons et vis représenté dans la figure 12, qui de plus don- ne lieu à deux vitesses permettant de doubler le diamètre des cercles découpés sans changer l'effort moteur.
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Concentriquement à l'axe 9, fixé sur la tête à décou- per un manchon extérieur 22 fileté intérieurement transmet son mouvement aux outils qui lui sont assujettis de la même façon que dans les modèles précédents. Le manchon intérieur 23, qui peut tourner sans glisser autour de l'axe et est dans ce but maintenu entre deux butées se visse à l'intérieur du manchon 22.
Le 'mouvement différentiel s'obtient en faisant tourner le manchon 23 à. une vitesse différent peu de celle du manchon 22 au moyen de deux trains d'engrenages.
Les roues dentées dont sont munis extérieurement les manchons engreent respectivement avec les pignons 24 et 25 mon- tés sur l'axe 26 tourillonnant dans les coussinnets portés par -le support 27 fixé à l'axe .
A avance égale, on réalise les conditions optimum de résistance à l'usure du filetage (grand pas) et d'encombrement des engrenais (petits diamètres) en donnant aux pignons 24 et 25 des nombres de dents qui diffèrent seulement d'une unité.
Le rapport de multiplication des pignons 24 et 22 étant choisi égale à deux, on peut, sans changer l'effort moteur, dé- couper des cercles de diamètre double en agissant sur l'axe 26 au lieu d'agir sur le manchon 22.
Le retour rapide est obtenu, en principe, en défrayant le pignon 25 de l'axe 26 et en fixant le manchon 25, ce qui per- met de visser sur lui le manchon 22 avec une avance par tour égale au pas. Les deux conditions à réaliser se produisant au- tomatiquement lorsqu'on fait tourner l'appareil en sens inverse de celui de travail de la manière suivante:
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Le pignon 25 porte de part et d'autre de son limbe deux dentures à rochet encliquetant avec des dentures identiques portées l'une par la bague fixe 28 fixée au support 7, l'autre par la bague mobile 29 entraînée par l'axe 26 au moyen d'un er- got s'engageant dans une rainure. Le pignon-25 et les bagues sont appliqués l'un contre l'autre par un ressort 30 prenant appui sur le pignon 24.
Avec les dents inclinées comme il est indiqué au dessin, si l'axe tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, la bague mobile entraîne le pignon 25, c'est le mouvement différentiel qui fonctionne ; si l'on tourne en sens inverse, le pignon 25 est immobilisé par la bague fixe, ce qui produit l'arrêt du manchon intérieur, et il est débrayé de l'axe 26, deuxième résultat cherché, puisqu'il échappe sur les dents de la bague mobile.
Ce dispositif exige, ainsi qu'il a été prévu en don- nant davantage de dents au pignon 25 qu'au pignon 24, que le manchon intérieur tourne plus vite que le manchon extérieur, parce que dans le cas contraire, ces deux dernières pièces pour- raient être entraînées directement l'une par l'autre par suite du frottement, ce qui aurait pour effet d'annuler l'avance des outils.
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"Apparatus intended for cutting sheet metal according to The apparatus described in this memorandum is intended to cut sheet metal, of any nature and thickness, according to circles of variable diameter, or to make an opening therein of desired diameter, or to obtain a washer.
The accompanying drawings show by way of example different embodiments of the invention.
In these,
Figure I shows an elevational view, part in section of the apparatus according to a first (embodiment,
Figure 2, a plan view with partial section,
Figure 3, an elevational view of the two bleeding tools,
Figure 4 is a plan view of the left hand turntable for operating the apparatus; Figure 5 is an elevation and side view, in cross-section, of a reciprocating operating lever.
FIG. 6, a new arrangement of the mechanism using differential screws.
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Figure 7, a section along line A-A of Figure 6,
According to Figures 1 and 2, the support is formed by the axis I, fixed, bolted by means of the nut 2 on the sheet to be cut in which a hole of suitable diameter has been drilled beforehand; interposed washers serve to stiffen the sheet.
Concentrically to the axis, three threaded sleeves create a system of differential screws organized so that the outer sleeve, which receives the motor force and to which the tools are attached, is driven in a helical movement of very low ensuring the slow penetration of said tools into the metal.
The inner sleeve 3, internally bored to the same diameter as the corresponding part of the axis I, is held between two stops, one of which is an integral part of the axis and the other is constituted by a special part 4 screwed and blocked. on the axis (figure I). The purpose of these stops is to prevent any translation of the sleeve. Externally, this part 3 has projections engaged in the corresponding grooves of the outer sleeve 5 (figure 1 and figure 2 section along AA) so that 0 and 5 have the same rotational movement, but are independent parallel to the axis.
To the outer sleeve 5 are invariably fixed the guides of the tool holders, arranged normally at the axis of the apparatus and in the vicinity of the sheet to be machined.
The tool holders 6, four in number, are coupled two by two by means of an end setting screw 7 and can be clamped independently on their guides'. This device makes it possible to bring the tools 8 with precision to a given distance from the axis.
Each tool, the sharpening of which is analogous to that of the so-called "bleeding" tools of lathes or planers is placed in a hole in the tool holder, parallel to the axis of the device allowing it to be brought to the contact of the sheet. A pressure screw
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sion allows to immobilize it in this position.
In order to reduce the transverse play of the sleeve 5 under the best conditions, the ends of this part, bored on demand, rest on two cylindrical bearings which form part of the axis 1, the other of the stopper 4.
The sleeves 3 and 5 have the threads and internal threads suitable for being screwed, the first on the inside and the second on the outside of the intermediate sleeve 9, threaded and tapped at different pitches in the same direction.
This third sleeve 9 is split along a generator so as to be guided by a projection of the stop 4 (FIG. 1 and section along line B-B); it cannot therefore rotate and the only movement of which it is capable is a translation parallel to the axis.
When the sleeves and 5, driven by the same rotational movement, screw together on the sleeve 9, they move, by revolution, with respect to each other and parallel to the axis of the apparatus. , of an amount equal to the difference of the pitches. As cannot slide on the axis, the previous displacement is also that of the sleeve 5 relative to the fixed parts, that is to say relative to the sheet to be cut. This is how the automatic tool advance is achieved equal to the difference in the pitches of the differential screw system.
The two bleeding tools A and B in the machine (figure 3) are of different width, so that the narrow tool, which is given a lead over the other by a few turns by using it first of all alone, it is freed on the sides by the wide tool by detaching a chip by the end only of its beak and that reciprocally the large tool detaching two chips (one on each of the walls of the hollow groove), has its point cleared by the narrow tool.
The apparatus can be moved by means of a left turn or by means of a reciprocating lever according to figures 4 and 5.
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The left turn (figure 4) consists of two half-collars 1 assembled and tightened on the cylindrical outer surface of the outer sleeve 5 of the device (figure I) by means of the handles 2, placed on either side of the sleeve, each of them passing through a smooth hole of one of the half-collars and screwing into the tapped hole of the other. A hole is drilled at the end of each handle to allow tightening by means of a metal rod.
The reciprocating lever (FIG. 5) provides for the case where obstructions oppose the complete rotation due to the left turn; comprises an arm 8 coupled to one end of a coil spring 4, the turns of which touch each other and which fits gently on the outer sleeve of the device.
When we act on the lever in the direction of the winding of the spring, as a result of friction, the worst ones tighten and drag the sleeve late; In the opposite direction, the same cause has the effect of loosening the turns and the outer sleeve remains stationary held by the friction of the tools in the hollowed groove. The spring is enclosed in a housing 5 which has, as well as the lever, a cylindrical bore which fits freely on the sleeve so as to eliminate the transverse play of said lever. The spring is attached to the lever by a hook, obtained by bending the end of the spring back on itself, fitting without play in a mortise made in the bore of the lever.
A screw 6 engaging in the hook of the spring, and a ring 7 closing the mortise on the side opposite to the spring, assume the opening of the hook under the action of the forces applied to it.
The nut 8 (figures 6, 7 and 8) replacing the nut 2 of figure I which serves to secure the pin 9 on the sheet to be cut, has two large parallel flat faces allowing the device to be firmly fixed in the jaws of a vice when the cutting sheet is free. It is fitted with two pressure screws, resting on the sheet or on the last interposed washer, intended to eliminate any rotation of the axis with respect to the
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sheet metal; these screws also make it possible to orient the nut 8 in such a position as is desired with respect to the outer contour of the sheet.
These FIGS. 6, 7 and 8 also present a new arrangement of the mechanism using differential screws. The inner sleeve II replacing the sleeve 3 of Figure 1 is placed at the top of the axis and turned end to end. This has the effect of allowing 1 to increase the diameter of the axis in the part which was previously occupied by the sleeve, that is to say towards the fitting. 2 to place on the axis itself (FIG. 8 section B-B) the projection which was carried by the stop 4 of FIG. I, this latter being thus reduced to a simple ring. 3 to widen the surface of the stop 4 on which the pressure and the friction of the sleeve II are exerted.
In this device, the protrusions of the sleeve II and the corresponding grooves of the sleeve 10 are transferred to the upper part of the apparatus (figure 7, section A-A).
A new arrangement of the tool holders 12, the number of which is reduced to two, is also used, these parts being very elaborate. They are pierced with a smooth hole traversed by an end setting screw 13 held between two journals carried one by the sleeve 10, the other by a flange 14 fixed to the end of the guides. A threaded comb 15 which can slide into a hole in the tool holder and applied by a spring to the end setting screw can be moved away from this position by acting on a stick fixed to the comb, which allows the rapid movement of the tool holders. on their guides.
Figures 9 and II show an apparatus in which the differential screw feed mechanism has been replaced by a ratchet and screw mechanism.
A nut 16 is screwed onto axis 9 (still being a support for the machine), which rests on the outer sleeve 17, (which has the same role as the outer sleeve represented by figure I), causes it to advance.
Driven by the sleeve 17, a pawl 18 (Figures 9
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and 1UJ, acts at each revolution on a Ligurian ratchet wheel
10, upper part cut along A-A) cut outside the nut 16 which thus turns a fraction of a turn.
The snap-fastening is obtained by means of a cam 19 (FIG. 10) (lower part cut along B-B) on which the pawl is supported by a spring 20.
The cam, prevented from rotating by a tainure in which a projection of the axis engages (figure II section CC) is interposed between the nut 16 and the sleeve 17 and thus moves parallel to the axis at the same time as these two pieces.
The cam, pawl, ratchet wheel assembly is placed in a development of the sleeve 17 forming the housing and closed by an annular cover 21 clamped by two studs, one of which constitutes the axis of the pawl.
By unscrewing the nut 16 by means of the crank 22, the mechanism is quickly brought back to its starting point, the nut attracting the sleeve 17 to it by means of the housing cover.
This possibility of rapid return is an advantage of the mechanism described on the differential screw system; another superiority deserves to be pointed out.
If, in the differential screw mechanism, we denote by C the total stroke of the intermediate sleeve, by p by the pitch of the inner sleeve and by Ap the difference in pitches, the tool penetration for stroke C, c 'ie in a single pass has the value
0 Ap p therefore a small fraction of C; If therefore we want to increase the stroke of the tools parallel to the axis, we must considerably increase C, which results in increasing the length of the mechanism very quickly.
With the ratchet and screw device, the stroke of the tools is equal to that of the nut 8; space-saving devices are thus produced making it possible to cut very thick sheet metal in a single pass, while
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for the same work, those with differential screws are cumbersome, or else require successive passes, interrupted by very long backtracking since the rapid return does not exist.
The same advantages are found in the mechanism by pinions and screws shown in FIG. 12, which moreover gives rise to two speeds making it possible to double the diameter of the cut circles without changing the driving force.
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Concentrically to the axis 9, fixed on the cutting head, an internally threaded outer sleeve 22 transmits its movement to the tools which are attached to it in the same way as in the previous models. The inner sleeve 23, which can rotate without slipping around the axis and is for this purpose held between two stops, is screwed inside the sleeve 22.
The differential movement is obtained by rotating the sleeve 23 to. a speed different from that of the sleeve 22 by means of two gear trains.
The toothed wheels with which the sleeves are provided on the outside engage respectively with the pinions 24 and 25 mounted on the axle 26 journaling in the bearings carried by the support 27 fixed to the axle.
With equal advance, the optimum conditions of resistance to wear of the thread (large pitch) and size of the gears (small diameters) are achieved by giving the pinions 24 and 25 numbers of teeth which differ only by one unit.
The multiplication ratio of the pinions 24 and 22 being chosen equal to two, it is possible, without changing the motor force, to cut circles of double diameter by acting on the axis 26 instead of acting on the sleeve 22.
The rapid return is obtained, in principle, by unwinding the pinion 25 from the axis 26 and by fixing the sleeve 25, which allows the sleeve 22 to be screwed onto it with a feed per revolution equal to the pitch. The two conditions to be realized occur automatically when the device is turned in the opposite direction to the working one as follows:
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The pinion 25 carries on either side of its blade two ratchet teeth engaging with identical teeth carried one by the fixed ring 28 fixed to the support 7, the other by the movable ring 29 driven by the axis 26 by means of an er- got which engages in a groove. The pinion-25 and the rings are applied against each other by a spring 30 bearing on the pinion 24.
With the teeth inclined as indicated in the drawing, if the axis rotates in the direction of clockwise, the movable ring drives the pinion 25, it is the differential movement which functions; if one turns in the opposite direction, the pinion 25 is immobilized by the fixed ring, which produces the stop of the inner sleeve, and it is disengaged from the axis 26, second result sought, since it escapes on the teeth of the movable ring.
This device requires, as was foreseen by giving more teeth to the pinion 25 than to the pinion 24, that the inner sleeve turns faster than the outer sleeve, because otherwise these last two parts could be driven directly by each other as a result of friction, which would have the effect of canceling the feed of the tools.