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" Perfectionnements aux mécanismes à genouillère "
Cette invention est relative aux mécanisme à genouillère pour la commande d'un organe quelconque auquel une pression maximum finale doit être imprimée, par exemple l'organe presseur d'une machine à estamper, à forger, à cin- trer, à concasser et autres machines semblables ainsi que dans les presses à poinçonner, à river, à cisailler ou pour d'autres opérations analogues. Le but de l'invention est de fournir un mécanisme à genouillère perfectionné, de cons- truction relativement légère permettant l'application d'une force plus grande et l'obtention d'une pression finale maxi-
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mum à la fin du redressement des bras de levier.
Suivant l'invention, le mécanisme à genouillère comprend deux bras de levier articulés à leurs extrémités externes respectivement à deux organes qui doivent être dé- placés l'un par rapport à l'autre par ce mécanisme et à leurs extrémités internes aux extrémités d'un troisième bras de connexion, et un dispositif pour actionner ce dernier de manière à obtenir un grand avantage mécanique pendant le redressement final en faisant mouvoir le pivot de l'une des extrémités du troisème bras sensiblement dans l'aligne- ment des pivots des extrémités externes des deux autres bras et en faisant tourner le troisième bras autour de l'une des extrémités pour amener le pivot de l'autre extrémité dans l'alignement des trois autres articulations des bras.
Le mécanisme peut être actionné par une manivelle et une bielle, cette dernière étant alors fixée rigidement au troisième bras ou solidaire de ce dernier. En outre, la bielle et la manivelle sont de préférence disposées de telle manière que le redressement final du mécanisme est provoqué par le déplacement de la manivelle vers un point mort.
L'invention peut être appliquée à une presse à main simple ou une presse à main double, et dans ce dernier cas le mécanisme à genouillères est monté sur un bâti com- mun pourvu d'une poignée de commande reliée aux mécanismes à genouillères des coulisseaux de presse de telle façon que le déplacement de la poignée dans un sens actionne l'un des coulisseaux tandis que son déplacement dans l'autre sens actionne l'autre coulisseau.
L'invention est décrite ci-dessous, uniquement à
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titre d'exemple, dans son application à deux types de presse.
Dans les dessins annexés :
Fig.l est une élévation de coté partiellement en coupe d'une presse simple.
Figs. 2 et 3 sont des vues du mécanisme à genouil- lères dans deux positions différentes au cours du fonction- nement.
Fig. 4 est une élévation de c8té partiellement en coupe d'une presse double à main.
Fig. 5 est une élévation de c8té de la presse re- présentée sur la Fig. 4, dans le sens des flèches 5-5 de cette figure,
Fig. 6 est une vue en plan de la presse représen- tée sur la Fig. 4, et
Figs. 7 et 8 montrent en coupe suivant les lignes 7-7 et 8-8 de la Fig. 4 , respectivement, des détails de construction de la presse.
La presse simple représentée sur la Fig. 1 comprend un bâti principal A pourvu d'une enclume ou matrice A' au- dessus de laquelle se trouve un coulisseau B qui glisse dans des guides A2 et porte un poinçon Bl . Le coulisseau B reçoit un mouvement de monte et baisse du mécanisme à genouillère perfectionné qui comporte trois bras de leviers C,C1 et C2 articulés ensemble bout à bout en D1 et D2 et disposés de telle manière que, les extrémités externes des bras C2 et C étant articulées respectivement au sommet du coulisseau B en D3 et au bâti A en D au-dessus du coulisseau,les quatre articulations D,Dl,D2 et D3 se trouvent sur une ligne droite lorsque le coulisseau est au bas de sa course.
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Le levier C1 présente un prolongement E, à peu près perpendiculaire à son axe, qui fait office de bielle pour actionner le mécanisme à genouillère et par consé- quent le coulisseau. L'extrémité de cette bielle E est fi- xée au maneton F1 d'une manivelle F dont l'arbre G est supporté par le bâti A. La manivelle F reçoit un mouvement de rotation d'une poignée H qui peut être actionnée à la main ou par un moteur approprié ( non représenté ) . La longueur du bras E et le rayon de la manivelle F sont pro- portionnés de telle manière que quand la manivelle.occupe sa position médiane de point mort, le coulisseau B se trouve
G au bas de sa course.
En outre, la position de l'arbreVdans le bâti A est telle que lorsque la manivelle F se trouve au point mort, le pivot Dl. le maneton F.1 et l'arbre G sont en alignement, comme c'est représenté sur la Fig.3.
On peut employer une ressort de traction J relié au coulis- seau B et au bâti A pour aider à relever le coulisseau.
Pour abaisser le coulisseau de sa position fond de course supérieure représentée sur la Fig.l , on fait tourner la manivelle F en sens inverse des aiguilles d'une montre de façon que le bras C1, qui tend à repousser les trois bras de manière à les amener en alignement, fasse descendre le coulisseau B. Les dimensions relatives des bras, de la bielle et de la manivelle sont déterminées de telle façon que lorsque cette dernière, au cours de sa ro- tation, atteint la position représentée sur la Fig. 2 au moment précis où le coulisseau arrive au bas de sa course, le pivot Dl de la tringle Cl se trouve sensiblement en ligne avec les pivots D3 et D du coulisseau et du bâti.
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Par suite, pour amener les trois bras C, C1 et C2 dans le prolongement l'un de l'autre,. on déplace la manivelle de l'angle déterminé sur la Fig. 3 par les axes QK et OK1 de la poignée H, ce qui a pour effet de faire pivoter le bras C1 autour de Dl de manière à amener le pivot D2 sur la ligne droite passant par les trois pivots D, Dl et D3. Ce mouve- ment final de la manivelle provoque un déplacement relati- vement petit du coulisseau, comme c'est indiqué en L sur la Fig. 2, la longueur de ce déplacement dépendant en réa- lité de la longueur du bras C1.
Toutefois, comme la manivel- le est déplacée suivant un arc relativement grand, oh ob- tient un grand avantage mécanique pendant ce déplacement final du coulisseau, notamment si le bras C1 est de faible longueur par rapport aux bras C et C2 et que le déplacement du coulisseau est fort réduit de ce chef.
On voit donc que si l'on emploie un mécanisme à genouillère suivant l'invention, non seulement le coulis- seau exerce sa pression la plus forte au moment de sa cour- se où cette pression est la plus utile mais en outre l'em- ploi de trois bras donne un grand avantage mécanique pen- dant une plus longue période au terme de la course que lorsqu'on emploie d'autres types de mécanismes à genouil-- lère. En outre, le coulisseau peut exercer des pressions très élevées sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la force motrice ou d'employer des dispositifs (inertie ou autres.
Pour relever le coulisseaudans la position repré- sentée sur la Fig.l, on fait tourner la manivelle F du point mort dans le sens des aiguilles d'une montre de manière à rapprocher le bras C1 de l'axe G de la manivelle et à -
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faire pivoter les bras C et C2 de façon à soulever le cou- lisseau B. Si on le désire, on peut employer deux genouil- lères pour un seul coulisseau, deux manivelles décalées de 180 l'une par rapport à l'autre étant montées sur un seul arbre de commande.
La presse à main double représentée sur les Figs.
4, 5 et 6 est établie de telle manière qu'un de ses côtés sert pour cisailler ou découper et l'autre pour poinçonner, river ou exécuter d'autres opérations semblables, cette forme de presse étant particulièrement propre à être employée pour la construction de modèles de ponts, de bâtiments, de matériel roulant de chemin-de-fer et autres travaux de mé- canique en réduction.
Le bâti principal de la presse comprend deux joues en acier doux M assemblées par des boulons ou des vis M1 et des pièces d'écartement M2 M3 de manière à laisser un espace à l'intérieur duquel les organes presseurs ou cou- lisseaux peuvent glisser. Des cornières N sont soudées ou rivées à l'extérieur des joues M le long d'un des bords du bâti, de façon que celui-ci puisse être monté rigidement sur un massif de fondation ou une plaque d'assise ( non re- présenté ) dans une position verticale, les deux bords ver- ticaux M4 et M5 formant les deux côtés de la presse.
Le côté M4 qui est utilisé pour river ou poinçon- ner comporte un coulisseau 0 travaillant dans des guides formés par les pièces d'écartement M2 fixées à l'intérieur de l'une des joues M au-dessus d'une entaille ou échancrure déformé dans le bord vertical M4 Les bandes à poinçonner ou à river sont introduites dans l'échancrure O1 dont la
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surface inférieure O2 constitue une plaque d'appui pour le coulisseau 0.
On donne un mouvement de monte et baisse au cou- lisseau au moyen d'un mécanisme à genouillère C,C1, C2 et E semblable à celui employé pour la presse simple décrite précédemment. Le coulisseau est empêché de se déplacer la- téralement par les surfaces internes des joues M et les gui- des M2 et il est pourvu à son extrémité inférieure d'un dispositif de serrage P, représenté plus en détail sur la Fig.7, permettant d'y fixer un poinçon R, une matrice cor- respondante R1 étant fixée à la surface inférieure 02 de l'échancrure entre les deux joues M, comme c'est également représenté sur cette figure. Ce dispositif de serrage cons- titue un moyen simple de maintenir des poinçons, des outils de rivetage et autres outils de différents diamètres sans ajustement spécial.
Un pied de biche S, muni d'une encoche S1 à travers laquelle passe le poinçon, est articulé au bord M4 du bâti en S2 de façon qu'il puisse être amené dans la position convenable lorsque la bande à poinçonner ou à river a été introduite, ce pied S agissant de la manière habituelle pour empêcher la bande de se soulever quand on retire le poinçon.
Pour que l'ouvrage occupe bien la position voulue, une table de guidage T est montée à la gauche du coulis- seau ( Figs. 5 et 6 ) de façon que sa surface se trouve dans le prolongement de la face de la matrice R1. La table de guidage T porte un arrêt Tl pourvu d'un bras ajustable T2 qui pénètre dans l'échancrure 01 et forme ainsi un ar- rêt derrière le poinçon R pour règler la profondeur à la-
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quelle un trou doit être poinçonna- et aussi une barre de guidage ajustable T3 contre laquelle le bord de la bande est pressé lorsqu'on la fait avancer pendant le poinçon- nage.
L'écartement voulu des trous est assuré par un calibre ajustable serré sur le c6té droit du coulisseau.
Ce calibre comprend une barre rainurée U à laquelle sont fixés deux blocs d'écartement U1 et U2. Un bras court U3, portant à l'une des extrémités une broche U4 faisant sail- lie vers le haut, est articulée à chacun des blocs de tel- le façon que quand le bras est repoussé contre la barre rainurée U sa broche U4 se trouve dans le prolongement du poinçon R du coulisseau. Les blocs U1 et U2 sont ainsi ajus- tés sur la barre U de façon que la distance entre le poin- çon R et la broche U4 portée par le bloc U2 soit égale à un écartement désiré et la distance entre le poinçon R et la broche U4 du bloc U2 à un autre écartement désiré.S'il existe trois grandeurs différentes d'écartements ou davan- tage entre les trous, on peut munir la barre rainurée de blocs coulissants supplémentaires et les serrer en placer.
L'autre côté M5 de la presse est employé pour dé- couper ou cisailler et comporte un coulisseau V glissant dans des guides formés par les pièces d'écartement M3 et relié de la même manière que le coulisseau à un point du bâti directement au-dessus du coulisseau par un mécanisme à genouillère C, C1, C2 semblable à celui employé dans la presse simple déjà décrite. Ce coulisseau ou guillotine V est pourvu d'un bord tranchant V1 à la base pour les maté- riaux plats et d'une rainure formant un angle droit V2 pour découper des cornières.
Une entaille ou échancrure O3 est
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ménagée dans le coté M5 et une lame de cisaille V3 fait saillie entre les joues M à la partie inférieure de l'é- chancrure 03 de telle façon que son tranchant coopère avec le bord V2 du coulisseau V afin de former une cisaille pour les matériaux plats.
La rainure à angle droit V2 coopère avec une rai- nure correspondante V4 de la plaque de cisaille V 5, les rainures V2 et V4 étant disposées de telle manière que-lorsque le coulisseau V est soulevé, elles se trouvent en regard l'une de l'autre ( comme sur la Fig.4 ),tandis que dans le coulisseau V est complètement abaissé elles se recou- vrent. Des ouvertures appropriées sont formées dans les joues M de façon que des cornières puissent être poussées dans les rainures V2 et V4 lorsque la lame est soulevée et être coupées à volonté lorsqu'on abaisse le coulisseau V.
De préférence, une table de guidage angulaire X placée per- pendiculairement au bâti est articulée à ce dernier en X1 de manière à pouvoir être amenée en alignement avec la rai- nure. Un calibre X2 peut en outre glisser le long d'uns barre X3 perpendiculaire au bâti de sorte qu'on peut mesurer exactement la longueur de la cornière ou du plat découpé.
Une poignée commune Hl est articulée en H2 prés du sommet du bâti et à égales distances des coulisseaux 0 et V de telle sorte qu'une plaque en forme de secteur F2 portée à son extrémité inférieure se trouve entre les deux joues M du bâti et que la poignée s'étende verticalement au-dessus de celui-ci.
La plaque F2 est pourvue de deux trous F3 et F4, de part et d'autre du pivot H2, pour recevoir des axes sur
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lesquels sont articulés respectivement des biellettes E formées sur la tringle C1 de chacun des mécanismes à ge- nouillère. Ces trous sont disposés de telle façon que quand la poignée occupe sa position verticale les deux cou- lisseaux sont levés, tandis que quand la poignée est amenée d'un coté le coulisseau de la presse du coté correspondant est abaissé jusqu'à ce que, quand il arrive dans sa position la plus basse, les quatre pivots D,Dl ,D et D3 de la ge- nouillère se trouvent en ligne droite.
Dans cette position, la plaque en forme de secteur F2 qui joue en fait le rôle d'une manivelle se trouve au point mort médian et dans ces conditions le pivot H2 de la poignée H1 du bâti, le pivot F5 ou le pivot F4, suivant le cas, de la bielle E et de la plaque, et le pivot D2 du bras C et du bras C1 se trouvent sur une même ligne droite.
On remarquera que ce déplacement de la poignée Fil a pour effet de soulever l'autre coulisseau, ce dernier étant actionné de la même manière lorsqu'on manoeuvre la poignée dans le sens opposé. On comprendra aussi que les poinçons et les matrices correspondant à l'un des coulisseaux,et les tranchants de la cisaille à plats et de la cisaille à cor- nières de l'autre coulisseau sont disposés de telle manière que le poinçonnage ou le découpage, suivant le cas, se pro- duisent pendant le mouvement final de redressement du méca- nisme à genouillère, par conséquent lorsque l'effort maxi- mum est exercé.
En raison des grands avantages mécaniques obtenus, on peut exercer des efforts relativement grands dans une pe- tite presse à main de ce genre. En outre, la disposition de deux coulisseaux actionnés par une seule poignée permet d'exécuter une grande variété d'opérations au moyen d'un
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seul outil relativement peu coûteux et peu encombrant ne nécessitant qu'un minimum d'ajustement. Ainsi, en outre, des outils pour les opérations de découpage, de rivetage et de poinçonnage déjà décrites, on peut employer dans la presse des poinçons internes ou des poinçons pour exécuter des rainures, des poinçons à onglet pour les angles de châssis et autres pièces semblables, des cisailles à re- couvrement spéciales pour former des joints à recouvrement comme ceux utilisés, par exemple, dans les modèles réduits de trucks de chemin-de-fer.
Si on le désire, on peut emplo- yer une presse simple, avec coulisseau pourvu de rainures de découpage de cornières, comme dans le coulisseau V de la presse double, l'extrémité de la pressé étant pourvue d'un porte-outil, comme c'est représenté sur les Figs.l à 3.
De préférence la plaque de base est montée sur une table tournante ou est solidaire d'une table tournante sur laquelle on peut faire tourner la presse de telle manière qu'on peut la manoeuvrer des deux côtés dans le même sens.
De préférence, les tables de guidage et les calibres sont constitués par des pièces rapportées qui sont fixées aux pa- rois latérales du bâti par des écrous à ailettes ou autres organes semblables, de manière que la presse soit portative et puisse être emballée dans un petit espace mais puisse être montée facilement sans outils spéciaux.
De nombreuses modifications peuvent être apportées dans les détails de construction des mécanismes à genouil- lères et des presses. Par exemple, les bras médians Cl peu- vent être reliés rigidement à une bielle séparée au lieu d'être d'une pièce avec elle; de même on peut employer une came pour actionner la bielle au lieu de se servir d'une ma- nivelle ou d'un excentrique.
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On comprendra que la description qui précède n'est donnée qu'à titre d'exemple seulement et qu'un mécanisme comportant une genouillère suivant l'invention peut recevoir de nombreuses applications utiles. Par exemple, en outre de son utilisation dans des poinçonneuses et autres machi- nes semblables, on peutµ'employer dans les mécanismes de com- mande d'interrupteurs électriques, dans les appareils de coulée à matrices, dans les forges à matrices et autres ma- chines où il est nécessaire de faire usage d'une grande pres- sion à l'extrémité de la course ou du trajet à parcourir par les organes considérés.
REVENDICATIONS.
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1. Mécanisme à genouillère pour actionner deux organes indépendants l'un par rapport à l'autre, caractéri- séen ce que deux bras de levier articulés à leurs extré- mités externes respectivement aux organes considérés, sont articulés à leurs extrémités internes aux extrémités d'un troisième bras et que ce dernier est susceptible d'être ac- tionné de façon qu'on obtienne un grand avantage mécanique du fait que le pivot de l'une des extrémités de ce troisiè- me bras est mû sensiblement dans l'alignement des pivots externes des deux premiers bras et que le troisième bras tourne autour de ce pivot de manière à amener le pivot de son autre extrémité en alignement avec les trois autres pi- vots des bras de levier.