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"LE JOINT METALLOPLASTIQUE FRANCAIS"
L'invention se réfère aux découpage des métaux minces par le moyen d'un poinçon de faible hauteur enfoncé dans une masse de
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caoutchouc, ledit poinçon reposant par exemple sur une table fixe tandis que la masse de caoutchouc est portée par la tête mobile d'une presse à l'intérieur d'une frette de retenue appropriée. Le découpage résulte du pliage et de l'étirage du métal au droit de l'arête vive du poinçon.
Pour réaliser le découpage, il faut que la pression exercée par le caoutchouc le long de l'arête de coupe dépasse une limite déterminée. Avec les dispositions connues, le' caoutchouc se compor- te à peu près comme un liquide ; la pression est sensiblement la même en tous les points de la masse. Il en résulte que la force que la presse doit développer pour réaliser le découpage doit être supérieure au produit de la pression spécifique minimum nécessaire le long de l'arête de coupe par la surface totale d'appui de la masse sur la table. Dès qu'on a à découper des pièces de dimensions un peu importantes, cette force devient extrêmement grande et dépasse les possibilités des presses méoaniques à grandzendement.
On doit alors utiliser des presses hydrauliques encombrantes, coû- teuses et extrêmement lentes, de telle sorte que le procédé au caoutchouc devient sans intérêt en dépit de ses avantages techni- ques fondamentaux.
La présente invention permet de remédier aux inconvénients qui précèdent. Le procédé qui en forme l'objet consiste à comprimer la masse de caoutchouc non plus régulièrement sur toute sa surface, mais bien localement, dans une' ou plusieurs zones qu'on déplace de façon appropriée de manière à leur faire balayer toute la surface de la masse.
L'invention repose sur cette constatation d'expérience que l'assimilation de la masse de caoutchouc à une masse liquide n'est qu'une approximation assez grossière qui ne vaut que dans certaines
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hypothèses déterminées. S'il est en effet à peu près exact qu'une masse de caoutchouc comprimée par un piston dans un cylindre qu'el- le remplit à peu près en section à l'état libre donne une pression régulière en tous les points de la paroi suivant le principe de Pascale on comprend sans peine qu'un poinçon reposant sur du caout- chouc ne peut le traverser que par une opération de découpage, alors qu'il traverserait toujours un liquide visqueux en un temps plus ou moins long ;
dit, le caoutchouc ne permet pas des écoulements illimités dans le sens parallèle à la surface d'appui (donc transversal par rapport à la pression). Il en résulte qu'une compression locale de la masse de caoutchouc en appui sur la table ne donne lieu qu'à un écoulement transversal limité. On comprend donc qu'avec un caoutchouc de dureté appropriée, la pression dans la zone comprimée puisse atteindre et dépasser la valeur limite de découpage bien que cette même pression soit nulle ou plus faible dans les zones voisines.
Suivant l'invention, on réduit encore l'écoulement transversal en assurant un passage progressif entre les zones comprimées et celles non comprimées, c'est à dire de telle manière qu'à un moment déterminé quelconque de l'opération une zone à compression maximum soit séparée d'une zone à compression nulle ou minimum par'des zones intermédiaires dans lesquelles la pression diminue progressivement quand on va de la première à la seconde. Le caoutchouc se trouve ainsi pincé de chaque côté de la zone à compression maximum, ce qui s'oppose à son écoulement vers la zone à compression minimum.
Pour avoir une image matérialisée de l'invention, on peut supposer que le procédé objet de celle-ci est mis en oeuvre,non plus avec une presse, mais bien en faisant rouler sur la masse de caoutchouc, par exemple dans le sens de sa plus grande dimension, un rouleau très lourd et de très grand diamètre. On réalise bien
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ainsi une zone à compression maximum entourée de zones à pressions décroissantes et tout ce système balaye toute la surface de la mas- se comme une onde de hautes pressions barométriques balaye un pays.
On comprend ainsi plus aisément d'une part que moyennant certaines conditions de dureté du caoutchouc la pression dans la zone à compression maximum peut dépasser la limite de découpage et assurer ainsi celui-ci sur toute la surface de l'outil, d'autre part que le poids du rouleau susceptible d'assurer ce découpage en quelque sorte progressif, est bien inférieur à celui dont il faudrait char- ger un piston appuyant aur toute la surface de la masse de caout- chouc pour obtenir un découpage d'un seul coup.
La solution sus-exposée du rouleau chargé n'ext pas irréa- lisable en pratique, par exemple en ne conservant dudit rouleau que le secteur utile et en assurant la poussée de charge par un moyen mécanique ou hydraulique. Mais elle conduit à des machines encombrantes et malcommodes. Suivant l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus comporte une série de poussoirs jointifs reposant sur la masse de caoutchouc et un @ mécanisme actionnant lesdits poussoirs aveo un déphasage appro- prié pour chacun d'eux par rapport au suivant.
On comprend sans peine qu'ainsi les poussoirs viennent suc- cessivement exercer sur la masse de caoutchouc la compression maximum pour laquelle ils ont été réglés, et que, de plus, quand un poussoir quelconque se trouve à la position de compression maximum, il est entouré de poussoirs se trouvant de plus en plus loin de cette position. On a ainsi remplacé en quelque sorte la périphérie à courbure continue du rouleau par une série d'es- caliers très voisins les uns des autres.
Suivant l'invention, en outre, la période de mouvement des
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poussoirs comporte une position à laquelle ils sont tous éloignés de la position de compression maximum, la masse de caoutchouc étant alors libre ou à peu près libre. Suivant l'invention, enfih, la table sur laquelle s'opère le découpage est elle même mobile et assure un dégagement complet de l'espace de travail à la position la plus écartée des poussoirs.
Les poussoirs peuvent être actionnés par des excentriques régulièrement décalés les uns par rapport aux autres sur un arc total de l'ordre de 180 , ce qui ménage un arc mort d'environ 180 également pour assurer le dégagement de tous les poussoirs.
Quant à la table,, elle peut avantageusement être actionnée par un mécanisme à croix de Malte l'amenant par saccades à sa position de travail pendant que les excentriques de commande des poussoirs se trouvent dans l'arc mort précité-
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :
Fig. 1 est une vue de coté d'une machine suivant l'invention, avec une coupe d'un des dispositifs élastiques de sécurité;
Fig. 2 est la vue en bout correspondante.
Fig. 3 est une vue schématisée en coupe longitudinale montrant le début de l'opération de découpage.
Fig. 4 est une vue en bout de l'arbre vilebrequin de commande des poussoirs.
Fig. 5 à 12 sont des vues en coupe transversale par 'le plan moyen de la bielle moyenne de la rangée de bielles de oomman- de des poussoirs, montrant les pièces à huit positions successives différentes.
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La machine représentée en fig. 1 et 2 comporte un socle 1 portant quatre colonnes verticales 2 dont les extrémités épaulées supportent une plaque horizontale 3 serrée en place par des écrous 4 agissant par l'intermédiaire de dispositifs élastiques permettant à la plaque 3 de se soulever d'une petite quantité quand elle est sollicitée par un effort supérieur à une limite déterminée. L'un de ces dispositifs a été coupé en fig. 1 pour en laisser aperce- voir le détail. Il comporte un disque de caoutchouc 5 emprisonné entre deux rondelles métalliques coniques 6 dont les faces d'appui soncreusées de rainures 6a dans lesquelles le caoutchouc de la rondelle 5 vient fluer sous l'action de la compression.
La plaque 3 porte sur sa face inférieure des paliers suppor- tant un arbre vilebrequin 7 pourvu de anze portées excentrées 7a (fig. 3) dont les axes d'excentrement sont décalés de 15 les uns par rapport aux autres, embrassant ainsi un angle total de 165 , comme le montre clairement fig. 4 dans laquelle lesdits axes ont été référencés respectivement par les lettres A à K. Chaque portée 7a est associée à une bielle 8 (fig. 1 et 3) dont le pied pend vers le bas.
A la plaque supérieure 3 sont encore fixées quatre colonnet- tes 9 (fig. 1) qui descendent latéralement pour supporter une pla- que de guidage 10 (fig. 1 et 5) dont la partie centrale'est creusée d'une ouverture rectangulaire servant de logement à onze poussoirs rectangulaires jointifs 11 correspondant respectivement aux ônzes bielles 8. Chacun de ces poussoirs (fig. 5) est entaillé vers le haut et suivant son axe vertical d'une entaille borgne lla dans .laquelle coulisse à jeu réduit l'extrémité arrondie 8a de la bielle 8 correspondante.
Les poussoirs 11 s'élargissent transversalement vers le bas pour constituerles pieds llb qui se logent dans une ouverture centrale rectangulaire prévue dans une seconde plaque
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de guidage 12 reliée à la plaque 10 par des entretoises vertica- les 13 (fig. 5 et 1). Comme montré, les entretoises 13 ont une tête supérieure 13a, mais ne possèdent pas d'épaulement sous la plaque 10, de telle sorte qu'elles peuvent monter par rapport à celle-ci. D'autre part entre les plaques 10 et 12 est insérée une masse de caoutchouc 14 entourant l'ensemble des poussoirs 11 et formant ressort d'écartement desdites plaques l'une par rapport à l'autre.
On remarquera encore que les pieds llb des poussoirs ne traversent pas la plaque 12 dans le bas de l'ouverture centra- le de laquelle est insérée une masse de caoutchouc 15.
La machine représentée comporte encore une table de tra- vail 16 (fig. 1 et 5) portant sur sa face inférieure des gou- jons verticaux de guidage 17 coulissant dans des blocs 18 fixés sur le socle 1. Sous la table 16 coulissent transversalement deux coulisseaux 19 montés à rotation sur deux portées excen- trées 20a d'un arbre 20 parallèle à l'arbre 7 sus-décrit. L'ar- bre 20 est porté par les blocs 18 et il supporte au delà des colonnes 2 une croix de Malte 21 (fig. 1, 2 et 5) à six branches.
Cette croix 21 est commandée par un pignon 22 calé sur un arbre intermédiaire 23 porté par deux supports 24 fixés au socle 1. Pour ne pas compliquer inutilement le dessin on n'a pas représenté le détail de conformation de la croix 21 et du pignon 22 qui cons- tituent un mécanisme bien connu dans la technique.
L'arbre 23 est pourvu d'un engrenage 25 en prise avec un engrenage égal 26 monté f ou sur l'arbre 7, mais susceptible d'être embrayé avec celui-ci par un'crabot 27-28 dont la partie coulissante 28, so- lidaire angulairement de l'arbre 7, est commandée axialement par une fourchette 29 portée par un levier 30 pivoté en 31 sur
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un dé fou sur l'arbre 23 et se prolongeant au delà de celui-ci pour venir recevoir l'action d'un doigt 32 monté sur un arbre transversal 33 porté par des supports 34 et pourvu de leviers de manoeuvre 35.
Un ressort 36 tend à rappeler le levier 30 à la position débrayée et ledit levier est en outre pourvu d'un doigt 37 qui vient porter contre. la face latérale d'une bague 38 calée en bout de l'arbre 20, ladite bague étant oreusée d'une rainure qui ne permet le mouvement de débrayage du levier 30 que pour une seule des six positions angulaires que la croix de Malte 21 impose à l'arbre 20.
La table 16 porte un marbre 39 sur lequel est posé l'outil de découpage 40.
Le fonctionnement est le suivant.
L'arbre 7 étant entraîné en rotation continue par exemple par une courroie d'entratnement passant sur un volant 41 calé sur lui, les bielles 8 reçoivent un mouvement alternatif ver- tical avec déphasage régulier de 15 quand on passe d'un pous- soir au suivant. On notera de suite qu'en raison de la répar- tition des excentricités successives sur 165 et qui assure ce déphasage, il existe un moment où toutes les bielles sont sou- levées d'au moins la moitié de leur course (quand le rayon F de fige 4 se trouve dirigé vers le haut) et, inversement, un moment où elles sont toutes abaissées d'au moins la moitié de leur course (quand 9 est dirigé vers le bas).
Les choses sont d'autre part réglées de telle sorte que la position de la bague 38 qui permet de débrayage des crabots 27-
28 corresponde à la position basse des coulisseaux 19 et par conséquent de la table 16. Au repos, par conséquent,ladite ta- ble est à sa position la plus basse pour laquelle un espace no- table est ménagé entre ladite table et la plaque 12 (position
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de fig. 5).
On notera encore que lorsque la masse de caoutchouc 14 n'est pas comprimée, les pieds 8a des bielles ne viennent pas toucher le fond des entailles lla, comme le montre notamment la fig. 6.
Ceci étant, si l'on manoeuvre les leviers 35, on provoque l'encrabotage des crabots 27-28 et la mise en rotation de l'ar- ' bre intermédiaire 23. Les crabots 27-28 étant à dent unique, l'encrabotage se produit toujours pour une même position de l'arbre 7, savoir celle pour laquelle les bielles 8 sont toutes soulevées d'une demi-course au moins, c'est à dire celle pour laquelle le rayon F de fig. 4 est dirigé vers le haut, C'est la position figurée en fig. 5, puisque la bielle qui s'y trou- ve représentée est la bielle moyenne de la rangée, correspon- dant donc au rayon F.
Pendant le demi-tour suivant de l'arbre 7 la bielle 8 consi- dérée s'abaisse, mais, comme sus-indiqué, son pied 8a ne touche pas le fond de l'entaille 11a du poussoir correspondant, lequel n'est donc pas actionné. Durant ce demi-tour le pignon 22 n'a pas entraîné la croix de Malte 21. Fig. 6 montre. la position des pièces à la fin de ce demi-tour.
Vers la fih du demi-tour suivant le pignon 22 en-traîne la croix de Malte 21 et la fait tourner presque instantanément d'un sixième de tour, ce qui, par l'arbre 20 et les excentriques 20a, fait monter les coulisseaux 19 et la table 16 d'une petite quan- tité. Le rayon F est revenu vers le haut (position de fig. 7).
On notera que sur cette figure on a indiqué le diamètre d'excen- trement de l'excentrique 20a pour montrer la rotation de la croix 21 et de l'arbre 20.
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Pendant le demi-tour suivant de l'arbre 7 la bielle 8 con- sidérée va s'abaisser, puis vers la fin d'un autre demi-tour, la croix de Malte 21 tournera encore d'un sixième de tour et la ta- ble 16 montera encore un peu; elle viendra alors à une position telle que l'outil de découpage 40 qu'elle porte en son milieu sera alors sensiblement au contact de la plaque 12. Fig. 8 mon- tre la position des pièces à la fin de ce dernier demi-tour, la bielle 8 considérée étant à sa position haute.
L'arbre 7 tournant encore d'un demi-tour la bielle 8 moyen- ne va s'abaisser toujours sans actionner son poussoir. Au demi- tour suivant elle va remonter et vers la fin de ce demi-tour la table 16 montera encore d'une petite quantité en entraînant avec elle la plaque 12 et en écrasant par conséquent la masse de ca- outchouc 14. Fig. 9 montre la position des pièces à la fin de ce demi-tour. On remarquera que les poussoirs 11 ont été sou- levés avec la plaque 12 et la masse de caoutchouc 15 qu'elle renferme, les épaulements desdits poussoirs venant buter contre la plaque 10. ,
Pendant le demi-tour 'suivant la bielle moyenne 8 va s'a- baisser, mais son pied 8a butera au fond de l'entaille lla du poussoir 11 correspondant et forcera celui-ci à s'abaisser en comprimant la masse de caoutchouc 15.
On verra plus loin com- ment s'opère la compression successive de ladite masse 15 et les résultats qui en découlent pour l'opération de découpage.
Fig. 10 montre la position des pièces à la fin de ce demi-tour.
Pendant le demi-tour suivant la bielle moyenne 8 remonte, dégageant le poussoir 11 correspondant (fig. 11 et 12), tandis que la croix de Malte 21 tourne encore d'un sixième de tour, abaissant cette fois la table 16 qui laisse redescendre la pla-
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que 12 sous l'action de la masse de caoutchouc 14.
On-comprend sans explications complémentaires que pendant les demi-tours suivants on retrouve en sens inverse toutes les positions étudiées précédemment 'jusqu'à celle de fig. 5. Pour celle-ci, l'entaille de la bague d'extrémité 38 portée par l'arbre 20 (fig. 1 et 2) se retrouve en face du doigt 37 et, si l'on a abandonné les leviers 35, comme on doit le faire en pratique, le ressort 36 peut alors entraîner le levier 30 et provoquer le débrayage automatique de la machine.
Si l'on se reporte maintenant à la vue de fig. 3 on com- prend mieux ce qui se passe pendant la phase de découpage, c'est à dire pendant le tour de l'arbre 7 allant de la position de fig. 9 à celle de fig. 12.
Au début de ce tour, après un certain angle de course morte (par exemple de l'ordre de 45 ), la bielle 8 la plus en avance de phase (qu'on a supposée en fige 3 être celle de gauche) ar- rive à buter par son pied contre le poussoir 11 correspondant et l'abaisse en comprimant la masse de caoutchouc 15. Comme les poussoirs 11 sont tous retenus par la plaque 10 (voir à ce sujet fig. 9 qui montre clairement que lesdits poussoirs ne peuvent se soulever), le caoutchouc ainsi comprimé localement est obligé de fluer dans les espaces libres que lui ménagent les creux de l'ou- til 40 au voisinage du point où la compression est la plus forte.
A mesure que l'arbre 7 tourne, le point de compression maximum du caoutchouc, d'abord situé au droit de la bielle de gauche, se déplace de bielle en bielle vers la droite.
Si lé caoutchouc comprimé se comportait comme un liquide parfait, la pression spécifique de compression se répartirait régulièrement sur toute la surface de la masse et pour obtenir
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la pression nécessaire au découpage on devrait, comme dans les procédés connus et les presses hydrauliques utilisées jusqu'ici, mettre en action des efforts extrêmement élevés nécessitant des moyens puissants, coûteux et lents. Pilais en fait, l'expérience montre que l'écoulement latéral du caoutchouc sous l'effet de la compression locale, contrarié par les zones à compression réduite entourant'la zone de compression maximum, ne s'effectue que de façon très partielle de telle sorte que la pression reste loca- lisée autour de la bielle la plus abaissée.
C'est ainsi que dans le cas schématisé de la fig. 3 la pression est très forte au droit de la bielle gauche; elle est un peu. moins forte 'au droit de la suivante, encore un peu moins forte au droit de la troisième et arrive ainsi à être négligeable plus loin.
On comprend qu'il soit ainsi possible d'obtenir que la pres- sion au droit de la bielle la plus abaissée soit supérieure à la limite nécessaire pour réaliser le découpage d'une feuille de métal de dureté et d'épaisseur déterminées posée sur l'outil 40.
Le découpage s'opère ainsi de proche en proche, de gauche à droi- te, en mettant en jeu un effort total bien inférieur à celui qui serait nécessaire si l'on voulait réaliser le même découpage d'un seul coup.
'En cas d'effort anormal, résultant par exemple de l'intro- duction d'un corps dur étranger, la plaque 3 se soulève en compri- mant les dispositifs de sécurité 5-6.
On notera que les colonnettes 9 peuvent être réglables en longueur, ce qui permet de régler l'instant d'attaque des pous- soirs 11 par les bielles 8 en fonction des épaisseurs d'outils, des épaisseurs de caoutchouc employées, etc...
Bien entendu, on peut multiplier à l'infini les détails de
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réalisation de la machine. La disposition de la table de travail mobile, qui permet d'obtenir un large dégagement de l'outil à la position de repos sans pour cela être obligé de prévoir une course exagérée des bielles, n'est cependant pas rigoureusement indispensable. De toute façon, on peut la réaliser de bien d'au- tres manières que celle décrite, par exemple par une commande séparée à main ou mécanique, l'arbre 7 étant arrêté à la position de dégagement maximum des bielles pendant que cette opération s'effectue.
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"THE FRENCH METALLOPLASTIC JOINT"
The invention refers to the cutting of thin metals by means of a low-height punch driven into a mass of
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rubber, said punch resting for example on a fixed table while the mass of rubber is carried by the movable head of a press inside a suitable retaining band. Cutting results from the bending and stretching of the metal to the right of the sharp edge of the punch.
To perform the cutting, the pressure exerted by the rubber along the cutting edge must exceed a determined limit. With the known arrangements, the rubber behaves roughly like a liquid; the pressure is substantially the same at all points of the mass. As a result, the force that the press must develop to perform the cutting must be greater than the product of the minimum specific pressure necessary along the cutting edge and the total bearing surface of the mass on the table. As soon as one has to cut pieces of somewhat large dimensions, this force becomes extremely great and exceeds the possibilities of mechanical presses with great efficiency.
Bulky, expensive and extremely slow hydraulic presses must then be used, so that the rubber process becomes unattractive despite its basic technical advantages.
The present invention overcomes the above drawbacks. The process which forms the object consists in compressing the mass of rubber no longer regularly over its entire surface, but rather locally, in one or more zones which are appropriately displaced so as to cause them to sweep the entire surface of it. the mass.
The invention is based on this observation of experience that the assimilation of the mass of rubber to a liquid mass is only a rather crude approximation which is only valid in certain cases.
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assumptions determined. If it is indeed more or less exact that a mass of rubber compressed by a piston in a cylinder which it fills more or less in section in the free state gives a regular pressure at all points of the wall following Pascale's principle, it is easy to understand that a punch resting on rubber can only pass through it by a cutting operation, whereas it would always pass through a viscous liquid in a more or less long time;
In other words, rubber does not allow unlimited flows in the direction parallel to the bearing surface (therefore transverse to the pressure). As a result, local compression of the mass of rubber resting on the table only gives rise to limited transverse flow. It is therefore understood that with a rubber of suitable hardness, the pressure in the compressed zone can reach and exceed the cutting limit value although this same pressure is zero or lower in the neighboring zones.
According to the invention, the transverse flow is further reduced by ensuring a progressive passage between the compressed zones and those not compressed, that is to say in such a way that at any given moment of the operation a zone with maximum compression either separated from a zone of zero or minimum compression by intermediate zones in which the pressure gradually decreases as one goes from the first to the second. The rubber is thus pinched on each side of the zone of maximum compression, which opposes its flow towards the zone of minimum compression.
In order to have a materialized image of the invention, it can be assumed that the method which is the subject of the invention is implemented, no longer with a press, but by rolling over the rubber mass, for example in the direction of its larger dimension, a very heavy roll with a very large diameter. We realize well
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thus a zone of maximum compression surrounded by zones of decreasing pressures and all this system sweeps the whole surface of the mass as a wave of high barometric pressures sweeps a country.
It is thus easier to understand, on the one hand, that under certain conditions of hardness of the rubber, the pressure in the maximum compression zone can exceed the cutting limit and thus ensure cutting over the entire surface of the tool, on the other hand that the weight of the roller capable of ensuring this somewhat progressive cutting is much less than that with which it would be necessary to load a piston pressing on the entire surface of the mass of rubber in order to obtain cutting at once .
The above-mentioned solution of the loaded roll is not impractical in practice, for example by keeping said roll only the useful sector and by ensuring the load thrust by mechanical or hydraulic means. But it leads to cumbersome and inconvenient machines. According to the invention, the device for implementing the above method comprises a series of contiguous pushers resting on the rubber mass and a mechanism actuating said pushers with an appropriate phase shift for each of them with respect to the mass of rubber. next.
It is easy to understand that in this way the pushers come successively to exert on the mass of rubber the maximum compression for which they have been adjusted, and that, moreover, when any pushrod is in the maximum compression position, it is surrounded by pushers located further and further away from this position. In a way, the continuously curved periphery of the roller has thus been replaced by a series of steps very close to one another.
According to the invention, moreover, the period of movement of the
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pushers have a position at which they are all away from the position of maximum compression, the mass of rubber then being free or almost free. According to the invention, finally, the table on which the cutting takes place is itself mobile and ensures complete clearance of the working space at the position furthest from the pushers.
The pushers can be actuated by eccentrics regularly offset with respect to each other over a total arc of the order of 180, which provides a dead arc of approximately 180 also to ensure the release of all the pushers.
As for the table, it can advantageously be actuated by a Maltese cross mechanism bringing it jerkily to its working position while the control eccentrics of the pushers are in the aforementioned dead arc.
The appended drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics that it has and the advantages that it is likely to provide:
Fig. 1 is a side view of a machine according to the invention, with a section through one of the elastic safety devices;
Fig. 2 is the corresponding end view.
Fig. 3 is a schematic view in longitudinal section showing the start of the cutting operation.
Fig. 4 is an end view of the tappet control crankshaft.
Fig. 5 to 12 are views in cross section through the mid plane of the middle link of the row of tappet control links, showing the parts at eight successive different positions.
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The machine shown in fig. 1 and 2 comprises a base 1 carrying four vertical columns 2 whose shouldered ends support a horizontal plate 3 clamped in place by nuts 4 acting by means of elastic devices allowing the plate 3 to rise by a small amount when it is requested by a force greater than a determined limit. One of these devices has been cut in fig. 1 to show the details. It comprises a rubber disc 5 trapped between two conical metal washers 6, the bearing faces of which are hollowed out with grooves 6a in which the rubber of the washer 5 creeps under the action of compression.
The plate 3 carries on its lower face bearings supporting a crankshaft 7 provided with eleven eccentric bearings 7a (fig. 3), the eccentric axes of which are offset by 15 with respect to each other, thus embracing a total angle. of 165, as clearly shown in fig. 4 in which said axes have been referenced respectively by the letters A to K. Each bearing 7a is associated with a connecting rod 8 (FIGS. 1 and 3), the foot of which hangs downwards.
To the upper plate 3 are still fixed four columns 9 (fig. 1) which descend laterally to support a guide plate 10 (fig. 1 and 5), the central part of which is hollowed out with a rectangular opening serving housing with eleven contiguous rectangular pushers 11 corresponding respectively to the ônzes connecting rods 8. Each of these pushers (fig. 5) is notched upwards and along its vertical axis with a blind notch lla in .laquelle slide with reduced clearance the end rounded 8a of the corresponding connecting rod 8.
The pushers 11 widen transversely downwards to constitute the feet 11b which are housed in a rectangular central opening provided in a second plate.
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guide 12 connected to plate 10 by vertical spacers 13 (fig. 5 and 1). As shown, the spacers 13 have an upper head 13a, but do not have a shoulder under the plate 10, so that they can rise relative to it. On the other hand, between the plates 10 and 12 is inserted a mass of rubber 14 surrounding all the pushers 11 and forming a spring for separating said plates from one another.
It will also be noted that the feet 11b of the pushers do not pass through the plate 12 in the bottom of the central opening in which a mass of rubber 15 is inserted.
The machine shown also comprises a work table 16 (fig. 1 and 5) bearing on its lower face vertical guide pins 17 sliding in blocks 18 fixed on the base 1. Under the table 16 slide transversely two sliders 19 mounted for rotation on two eccentric bearing surfaces 20a of a shaft 20 parallel to the shaft 7 described above. The shaft 20 is carried by the blocks 18 and it supports beyond the columns 2 a Maltese cross 21 (fig. 1, 2 and 5) with six branches.
This cross 21 is controlled by a pinion 22 wedged on an intermediate shaft 23 carried by two supports 24 fixed to the base 1. In order not to unnecessarily complicate the drawing, the detail of the shape of the cross 21 and of the pinion 22 has not been shown. which constitute a mechanism well known in the art.
The shaft 23 is provided with a gear 25 engaged with an equal gear 26 mounted f or on the shaft 7, but capable of being engaged with the latter by a claw 27-28, the sliding part of which 28, angularly fixed to the shaft 7, is controlled axially by a fork 29 carried by a lever 30 pivoted at 31 on
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a loose thimble on the shaft 23 and extending beyond it to receive the action of a finger 32 mounted on a transverse shaft 33 carried by supports 34 and provided with operating levers 35.
A spring 36 tends to return the lever 30 to the disengaged position and said lever is also provided with a finger 37 which comes to bear against. the lateral face of a ring 38 wedged at the end of the shaft 20, said ring being bored with a groove which allows the disengaging movement of the lever 30 only for one of the six angular positions that the Maltese cross 21 imposes to tree 20.
The table 16 carries a marble 39 on which the cutting tool 40 is placed.
The operation is as follows.
The shaft 7 being driven in continuous rotation for example by a drive belt passing over a flywheel 41 wedged on it, the connecting rods 8 receive a vertical reciprocating movement with a regular phase shift of 15 when one passes from a push-button. next. It will be noted immediately that due to the distribution of successive eccentricities over 165 and which ensures this phase shift, there is a moment when all the connecting rods are raised by at least half of their stroke (when the radius F 4 is directed upwards) and, conversely, a moment when they are all lowered by at least half of their travel (when 9 is directed downwards).
On the other hand, things are adjusted so that the position of the ring 38 which allows the clutch 27-
28 corresponds to the low position of the slides 19 and therefore of the table 16. At rest, consequently, said table is in its lowest position for which a significant space is provided between said table and the plate 12. (position
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of fig. 5).
It will also be noted that when the rubber mass 14 is not compressed, the feet 8a of the connecting rods do not come into contact with the bottom of the notches 11a, as shown in particular in FIG. 6.
This being the case, if the levers 35 are operated, the clutch plates 27-28 are interlocked and the intermediate shaft 23 is put into rotation. The dogs 27-28 being single-toothed, the interlocking always occurs for the same position of the shaft 7, namely that for which the connecting rods 8 are all raised by at least half a stroke, that is to say that for which the radius F of FIG. 4 is directed upwards. This is the position shown in fig. 5, since the connecting rod shown there is the average connecting rod of the row, therefore corresponding to the radius F.
During the next half-turn of the shaft 7, the connecting rod 8 in question lowers, but, as indicated above, its foot 8a does not touch the bottom of the notch 11a of the corresponding pusher, which is therefore not actuated. During this half-turn the pinion 22 did not drive the Maltese cross 21. FIG. 6 shows. the position of the pieces at the end of this half-turn.
Towards the end of the half-turn following the pinion 22 drags the Maltese cross 21 and makes it turn almost instantaneously a sixth of a turn, which, by the shaft 20 and the eccentrics 20a, causes the slides 19 to rise. and table 16 of a small amount. The spoke F has returned upwards (position of fig. 7).
It will be noted that in this figure the eccentric diameter of the eccentric 20a has been indicated to show the rotation of the cross 21 and of the shaft 20.
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During the next half-turn of shaft 7 the relevant connecting rod 8 will lower, then towards the end of another half-turn, the Maltese cross 21 will turn another sixth of a turn and the ta - wheat 16 will rise a little further; it will then come to a position such that the cutting tool 40 which it carries in its middle will then be substantially in contact with the plate 12. FIG. 8 shows the position of the parts at the end of this last half-turn, the connecting rod 8 in question being in its upper position.
The shaft 7 still turning half a turn the average connecting rod 8 will always lower without actuating its pusher. On the next half-turn it will go up and towards the end of this half-turn the table 16 will rise again by a small quantity, taking with it the plate 12 and consequently crushing the mass of rubber 14. Fig. 9 shows the position of the pieces at the end of this half-turn. It will be noted that the pushers 11 have been lifted with the plate 12 and the rubber mass 15 which it contains, the shoulders of said pushers abutting against the plate 10.,
During the next half-turn the middle connecting rod 8 will lower, but its foot 8a will butt against the bottom of the notch 11a of the corresponding pusher 11 and will force the latter to lower by compressing the rubber mass 15 .
It will be seen below how the successive compression of said mass 15 takes place and the results which result therefrom for the cutting operation.
Fig. 10 shows the position of the pieces at the end of this half-turn.
During the next half-turn, the middle connecting rod 8 goes up, releasing the corresponding pusher 11 (fig. 11 and 12), while the Maltese cross 21 turns a further sixth of a turn, this time lowering the table 16 which lets it go down again. the pla-
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than 12 under the action of the rubber mass 14.
It is understood without further explanation that during the following half-turns we find in the opposite direction all the positions studied previously 'up to that of FIG. 5. For this, the notch of the end ring 38 carried by the shaft 20 (fig. 1 and 2) is found opposite the finger 37 and, if we have abandoned the levers 35, as this must be done in practice, the spring 36 can then drive the lever 30 and cause the automatic disengagement of the machine.
If we now refer to the view of FIG. 3 it is easier to understand what happens during the cutting phase, that is to say during the revolution of the shaft 7 going from the position of FIG. 9 to that of fig. 12.
At the start of this turn, after a certain angle of dead travel (for example of the order of 45), the connecting rod 8 most advanced in phase (which we assumed in freeze 3 to be the one on the left) arrives. to abut by its foot against the corresponding pusher 11 and lowers it by compressing the mass of rubber 15. As the plungers 11 are all retained by the plate 10 (see on this subject fig. 9 which clearly shows that said plungers cannot be pulled back. lift), the rubber thus compressed locally is forced to flow in the free spaces left for it by the hollows of the tool 40 in the vicinity of the point where the compression is greatest.
As the shaft 7 rotates, the point of maximum rubber compression, first located to the right of the left connecting rod, moves from connecting rod to connecting rod to the right.
If the compressed rubber behaved like a perfect liquid, the specific compression pressure would be distributed evenly over the entire surface of the mass and to obtain
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the pressure necessary for cutting, as in the known processes and the hydraulic presses used hitherto, one should put into action extremely high forces requiring powerful, expensive and slow means. Pilais in fact, experience shows that the lateral flow of rubber under the effect of local compression, thwarted by the zones of reduced compression surrounding the zone of maximum compression, takes place only very partially in such a way. so that the pressure remains localized around the lower connecting rod.
Thus, in the case shown schematically in FIG. 3 the pressure is very strong to the right of the left connecting rod; she is a little. less strong 'to the right of the following, still a little less strong to the right of the third and thus arrives to be negligible further.
It will be understood that it is thus possible to obtain that the pressure at the level of the most lowered connecting rod is greater than the limit necessary to effect the cutting of a sheet of metal of determined hardness and thickness placed on the 'tool 40.
The cutting is thus carried out step by step, from left to right, bringing into play a total force much less than that which would be necessary if one wanted to carry out the same cutting at a single stroke.
'In the event of an abnormal force, resulting for example from the introduction of a hard foreign body, the plate 3 is lifted by compressing the safety devices 5-6.
It will be noted that the columns 9 can be adjustable in length, which makes it possible to adjust the moment of attack of the pushrods 11 by the connecting rods 8 as a function of the thicknesses of the tools, the thicknesses of rubber used, etc.
Of course, we can infinitely multiply the details of
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realization of the machine. The arrangement of the mobile worktable, which makes it possible to obtain a large clearance of the tool in the rest position without being obliged to provide an exaggerated travel of the connecting rods, is however not strictly essential. In any case, it can be achieved in many other ways than that described, for example by a separate manual or mechanical control, the shaft 7 being stopped at the position of maximum disengagement of the connecting rods while this operation is being carried out. 'performs.