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I1liùCHIUZ POUR DECCuBRR .LE CARTON, LE CUIR ET AUPRES 1iiA:L'Il!;RES EN FEUILLES ######## "¯ # # #
La présente invention concerne une machine perfectionnée pour découper, avec facilité, rapidité et précision, des matières en feuilles, telles que le
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carton, le cuir, certains métaux tendres etc...
Cette- machine assure le découpage simultané d'un certain nombre de feuilles empilées en paquet, les unes sur lcs autres et ceci suivant un contour qui peut être ou- dessiné sur la feuille supérieure exposée à la vue de l'opérateur, ou matérialisé par un modèle ou
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gabarit appliqué contre le paquet de feuilles G,1l1il(s.
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La machine comprend essentiellement un tranchet étroit, fixé rigidement à une bielle qui est d'une part assujettie à passer, avec faculté de coulissement, par un point fixe et d'autre part articulée par une extrémité à un maneton de manivelle ou d'excentrique animé d'un mouvement de rotation continu, grâce à quoi le taillant du tranchet, qui se trouve vers l'autre extrémité de la bielle, au delà du point fixe, est amené à décrire une trajectoire fermée, de forme rappelant celle d'une ellipse dont le grand axe scraitégal au double de l'excentricité du maneton, tandis que son petit axe aurait une longueur déterminée par le rapport entre les distances respectives du taillant et du point fixe vis- à vis de l'axe de rotation du maneton,
La ma.chine comporte une table de travail qui reçoit les feuilles à découper et qui présente une fente de préférence réglable en position, et dans laquelle pénètre l'extrémité du taillant du tranchet.
Suivant une forme de réalisation, la machine comporte également un pied de biche à ressort disposé au-dessus de la table de travail, au voisinage immédiat du tranchet de manière à exercer une certaine pression verticale sur les feuilles dans la région où le tranchet travaille. Ce pied de biche comprend, de préférence , deux branches indépendantes l'une de l'autre, de manière à pouvoir se placer à des niveaux différents et à permettre de découper des feuilles à l'aide d'un gabarit appliqué sur elles. Ce gabarit s'engage avec le paquet de feuilles sous l'une des branches du pied de biche, tandis que l'autre branche appuie seulement sur la partie des faill- les qui dépassent le contour du gabarit.
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Des dispositifs de relevage simultané ou indépendant, des branches du pied de biche, avec faculté d'immobilisation dans la position relevée, sont en outre prévus pour compléter la gamme des modes d'utilisation de la machine.
D'autres particularités secondaires de la machine apparaîtront au cours de la description suivante d'une forme d'éxecution représentée à titre d'exemple aux dessins annexés. Dans ces dessins :
La fig. 1 est une vue en perspective de l'ensemble de la machine.
La fig.2 est une vue de profil de la tête de découpage.
La fig.3 est une vue de face de la tête de découpage,
La fig.4 est une vue en plan du pied de biche
La fig.5 est une coupe du pied de biche suivant la ligne V-V de la fig.4.
La fig.6 est une coupe du pied de biche suivant la ligne VI-VI de la fig.4.
La fig.? est un schéma montrant la trajectoire décrite par le taillant du tranchet au cours du fonction- nement.
Les fig.8 et 10 sont des vues de deux formes de réalisation du taillant du tranchet.
Les fige 9 et 11 sont des coupes suivant les lignes IX-IX et XI-XI respectivement des ig. 8 et 10.
La machine représentée sur la figure 1 est supposée placée sur un établi 11; elle comprend un socle ou table de travail 12 surmontée d'un col de cygne 13 à l'extrémité de laquelle se trouve la tête de découpage 14
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cette tête aboutit un arbre 15 (fig.2) qui est supporté par le col de cygne 13 et qui porte une poulie 16 sur laquelle passe une courroie d'entraînement 17 provenant d'un moteur électrique 18, monté sur ou sans l'établi 11. A'l'extrémité opposée à la tête de découpage, le col de cygne 13 comporte une meule 19 pour l'affûtage du tranchet de découpe. Un embrayage 21 permet à l'arbre 15 d'entraîner cette meule lorsque cela est nécessaire.
La mise en marche et l'arrêt de la machine sont assurés soit à la main par un interrupteur 22 placé sur le col de cygne 13; soit au pied par une pédale 20 qui commande un rhéostat 30 intercalé dans le circuit du moteur 18 et permettant de faire varier la vitesse de la machine.
La tête de découpage, plus spécialement représentée aux figures 2 et -3 comprend comme pièce principale une bielle 23. qui forme à sa partie supérieu- re une fourche 24 entre les branches de laquelle est maintenu un coulisseau de bronze 25 Ce coulisseau forme coussinet pour le maneton 26 d'un excentrique qui termine l'arbre 15 de la machine. L'excentricité du maneton 26 est relativement faible : environ trois millimètres dans les machines courantes.
Le coulisseau 25, déjà guidé dans la fourche 34. est solidaire d'une broche 27 qui traverse librement la fourche 24 dans deux fentes longitudinales et qui sert d'axe de rotation à deux joues 28, réunies par une entre- toise extérieure 29. Chaque joue 28 comporte une fente 31 excentrée par rapport à l'axe 27 et dans ses deux fentes 31 sont engagées les extrémités d'une broche 32 indépen- dante du coulisseau 25 mais solidaire de la fourche 24
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de la bielle 23. Un ressort 33. attaché d'une part à la bielle 23 et d'autre part à l'une des joues S8, rappelle constamment ces dernières dans la position montrée sur les ligures 2 et 3.
La bielle 23 s'étend vers la table de travail 12. et à son dernier tiers inférieur elle traver- se une oreille 34 qui forme vers l'arrière, une tige ho- rizontale 35 maintenue à frottement doux dans une douille 36, fixée au col de cygne 13 de la machine. Cette oreille est retenue contre tout mouvement de coulissement, par des écrous 37, mais elle peut librement tourner autour de l'axe de la tige 35.
Pour éviter que la bielle 23 puisse tourner à l'intérieur de l'oreille 34, cette bielle est munie d'une colonnette 38 légèrement déportée parallèlement et traversant, elle aussi, l'oreille 34.
Au dessus et au desbous de l'oreille 24, la bielle 23 comporte deux colliers ou.bossage 40 dans chacun desquels est pratiquée une fente telle que 39 accompagnée d'une vis de serrage 41; cette disposition permet de fixer à la bielle 23 parallèlement à elle, un tranchet 42 (fig.S) qui se termine à sa partie infé- rieure par untaillant aigu 43 (fig.8 à 11).
A l'aplomb du tranchet 42. la table de travail 12 comporte une pastille d'acier 44, dans laquelle est pratiquée une fente 45 où peut pénétrer le taillant 43 du tranchet 42.
La pastille 44 est maintenue par une bague circulaire filetée 46 dans une platine 47 logée, avec jeu dans la table 12 et fixée par vissage dans un chariot 48 maintenu par un écrou 49 sur une tige 51 susceptible de coulisser horizontalement, dans une portée 52 fixée sous la table 12.
La tige 51 comporte une douille fendue et
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taraudée 53 dans laquelle péné tre l'extrémité filetée 54 d'une autre tige 55, portée par la table 12 et ter- minée par un bouton de manoeuvre 56. La tige 55 peut tourner sur elle-même mais est assurée contre tout mouvement longitudinal par une bague de retenue 57. autour de la douille fendue 53 est disposé un collier 58 muni d'une via 59 dont la tête est engagée dans un trou 61 de la table de travail 12. Cette vis une fois serrée bloque la douille 5 sur la portée filetée 54 de sorte que le chariot 48, la platine 47 et la pastille 44 sont alors immobilisés.
La tête de la machine comporte également un pied de biche formé de deux branches 62 et 63 entre lesquelles passe le tranchet 42, comme le montre la figure 4. La branche du pied de biche 62 comporte un bec d'engagement 65 quelque peu relevé vers le haut (fig.S). A ce bec succède une partie horizontale garnie d'une plaquette 66 qui s'étend contre le franche! 42 suivant une partie en équerre 67 relevée vers le haut.
A son autre extrémité, la branche 62 du pied de biche est fixée à deux tiges parallèles 68 et 69, qui s'engagent dans un bloc 71 porté par une console en équerre 72 fixée au col de cygne 13 par des boulons munis d'écrous 75 (figure 3).
L'autre branche 65 du pied de biche ne comporte pas de bec d'engagement, mais elle est munie d'une plaquette horizontale 74 qui vient s'étendre contre le tranchet 42 suivant une partie en équerre 75 orientée vers le bas (figure 2).
Comme le montre la vue en plan de la figure 4 on voit qu'en avant du tranchet 42 la plaquette 74 forme un redan 76 dont la saillie correspond à l'épais-
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seur du tranchet 42.
De même que la branche 62 du pied de biche, la branche 63 est fixée deux tiges parallèles 77 et 78 engagées dans le bloc 71 déjà décrit.
Comme le montre la vue en coupe de la figure 5 les tiges 68 et 77, sont identiques et sont entourées, à leur partie inférieure, par des douilles entretoises 70 qui pénétrent partiellement dans le bloc 71 et forment ainsi chacune, un épaulement 79, servant d'appui à un ressort 81 encourant la tige et comprimé par un écrou 82 se vissant dans le bloc 71. A leur partie supérieure les deux tiges 68 et 77 sont réunies par une traverse 83. L'articulation de cette traverse sur chacune de ces tiges s'effectue dans une fente telle que 84 de sorte que les mouvements des tiges 68 et 77 peuvent être dans une certaine mesure indépendants.
La traverse 83 est att chée en son milieu à l'extrémité d'un levier de relevage simultané 80, arti- culé à une chape 85 fixée au bloc 71. Un léger ressort 86 rappelle constamment ce levier 80 vers le bas, mais son action est , bien entendu, insuffisante pour vaincre celle des ressorts 81 des tiges.
Les tiges 69 et 78 traversent le bloc 71 et à leur extrémité supérieure elles sont articulées à un levier de relevage individuel 87. Comme le montre la figure 6, l'une de ces articulations s'effectue dans une fente 88 grâce à quoi le mouvement de pivotement du levier 87 peut se traduire en mouvement rectiligne rela- tif des tiges 69 et 78, dans un sens ou dans l'autre.
Ces deux tiges 69 et 78 comportent chacune à l'endroit convenable une gorge 89 ; de plus, entre les tiges 69 et 78, le bloc 71 porte un verrou pivotant 91 dont une extrémité est tronquée en 92 en regard de la ti- ge 69.
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La position du bloc 71 sur la console 72 est, de préférence réglable;à cet effet, comme le montre la figure 5, une vis 92, munie d'un boulon 93 est portée par la console 72, de manière à pouvoir tourner sur elle- même sans mouvement longitudinal; d'autre part cette vis est engagée dans une portée taraudée 94 du bloc 71.
Ainsi la rotation de cette vis se traduit par un coulis- sement du bloc 71 sur la console 72; Une vis de serrage 95 (figure 3) assure l'immobilisation du bloc 71, dans la position convenable.
Le fonctionnement de la machine ainsi décrite est le suivant : le moteur 18 étant mis en marche, par la manoeuvre de l'interrupteur 22 ou de la pédale 20 qui agit sur le rhéostat 30, l'arbre 15 tourne et, avec lui, le maneton excentré 26. La partie supérieure de la bielle 23 décrit donc une trajectoire circulaire ayant pour rayon l'excentricité du maneton.Comme d'autre part, la bielle 23 est assujettie à passer dans l'oreille 34, elle y coulisse alternativement dans un sens et dans l'autre, tandis que l'oreille 34 oscille autour de l'axe dela tige 35.
Tous les points de la bielle décrivent donc des courbes fermées et si l'on considère notamment le taillant 43 du tranchet 42 fixé le long de la bielle, on peut se rendre compte d'après le schéma de la fig.7 que sa trajectoire est une courbe ovale rappelant la forme d'une ellipse dont le grand axe serait égal au diamètre du cercle décrit par le maneton 26 et dont le petit axe est d'autant plus court que le taillant est plus rapproché de l'oreille 34.
La machine met à profit ce mouvement particu- lier du taillant 43 pour découper les matières en feuil- les qu'on fait glisser vers lui, sur la table de travail
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12 dans la direction de' la flèche F des figures 3 et 7 La demi-courbe supérieure constitue la course pendant laquelle la matière est découpée; la demi-courbe inférieure correspond au recul du tranchet que l'opérateur met à profit pour faire avancer la matière et la présenter pour la course de découpe suivante. il est à remarquer que le taillant frotte sur la matière qui vient d'être découpée de sorte que dans sa course de recul, ila ten- dance à entraîner la matière avec lui, si bien que l'effort d'avancement à exercer par l'opérateur est à peu près nul;
l'opérateur n'a donc qu'à guider la matière plutôt qu'à la pousser, il peut aussi concentrer son attention à suivre le contour du dessin ou du gabarit, suivant lequel la matière doit être découpée.
La réaction de la matière sur le tranchet, en- gendre dans la bielle 2;5,un couple de torsion qui tend à la faire tourner dans l'oreille 34 mais qui est contre balancé par la présence de la colonnette 38.
Pendant la course ascendantede l'outil, il est nécessaire que la.matière ne soit pas soulevée. C'est pourquoi, les deux branches 62 et 63 du pied de biche, reuoussées vers la table 12 par les ressorts 81 sont destinées à maintenir la matière sur la table.
Si le contour suivant lequel doit être faite la découpe est simplement destiné sur la feuille supérieure du paquet, les deux branches 62 et 63 restent toujours au même ni- veau.Mais dans la plupart des cas la découpe s'effectue l'aide d'un gabarit de la forme voulue, posé à plat sur le paquet de feuilles; dans ces conditions, la bran- che 62 du pied de biche appuie à la fois sur le gabarit et les feuilles tandis que la branche 63 appuie sur les feuilles seules; elle reste donc à un niveau inférieur,
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'ce. qui justifie l'indépeudance des'deux branches 62 et 63. Suivant les épaisseurs du paquet de feuilles et du gabafit, on règle la pression des branches du pied de biche au moyen des écrous 82.
Au cours de la découpe suivant gabarit,ce dernier doit rester tangent au tranchet 42 sans que celui ci puisse mordre dans le gabarit; c'est dans ce but qu'on a prévu sur la plaquette 74 de la branche 63 le redan 76, contre lequel vient buter le gabarit.Lorsque le contour à découper comporte des courbes rentrantes à faible rayon, il arrive parfois que le gabarit doive s'engager partiel- lement sous la branche 63 du pied de biche, c'est pourquoi la plaquette 74 de cette dernière comporte un rebord 75 dirigé vers le bas; ainsi se trouve ménagé le dégagement nécessaire au passage éventuel du gabarit.
Pour engager la matière sous les branches du pied de biche, au début du travail, on soulève celles-ci simultanément au moyen du levier de relevage 80 en abais- sant celui-ci.
Si la découpe doit se faire à l'intérieur des feuilles, il est nécessaire de relever le tranchet avant de placer les feuilles sur la table 12; pour cette manoeuvre on soulève l'entretoise 29 de manière à faire pivoter les joues 28; grâce aux rampes 31, la bielle et le tranchet se relèvent par rapport au coulissau 23.
après engagement des feuilles à découper sous le pied de biche ,on rabaisse la traverse 29, la biell3 descend et le tranchetperce le paquet de feuilles à l'endroit voul" on peut alors commencer le travail
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Cependant, lorsque la matière est très dure, il est préférable de pratiquer préalablement un trou à l'endroit où le tranchet doit s'engager.
Le pied de biche subit fréquemment, au cours de travail, des pressions dirigées dans le sens transversal.
C'est le cas notamment lorsque le tranchet perce le pa- quet de feuilles comme il vient d'être dit, et a ainsi tendance à fléchir par flambage. De même, lorsque la découpe a lieu suivant gabarit,pour que le tranchet suive bien le contour de ce dernier, l'opérateur doit pousser l'ensemble du paquet de feuilles et du gabarit transver- salement vers le redan 76.
Cependant , il f, ut que dans tous les cas, les deux branches du pied de biche restent bien en place, de part et d'autre du tranchet et parallè- lement à ses faces latérales; c'est pourquoi on a disposé les tiges de guidage 69 et 78. Or, la.'présence de ces tiges est, également, mise à profit pour permettre le relevage permanent de la branche 63 ou des deux bran- ches du pied de biche.
Par exemple, si le gabarit est tellement épais que son passage éventuel sous la branche 63 du pied de biche serait impossible ou si le contour à découper présente des régions où le rayon de courbure est trop faible pour qu'on ne soit pas gêné par le rebord 75 et le redan 76, on agit vers le bas sur le levier 87 jusqu'à ce que la gorge 89 de la tige 78 vienne au niveau du verrou 91 et on fait piioter ce dernier jusqu'à la position figurée en II sur la figure 4.Ce verrou s'en- gage dans la gorge 89 et maintient la branche 63 du pied de biche en position relevée.Comme le verrou 91 est tronqué en 9S, la tige 69 ne gène pas pour effectuer ce pivotement.
Si l'on veut maintenir relevées,simultanément les deux branches du pied de biche,on abaisse le levier
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80 et l'on fait pivoter le verrou 91 jusqu'à la position III de la figure 4, ce verrou s'engage alors dans les deux gorges 89 des tiges 69 et 78 et maintient le pied de biche relevé. Dans cette position, on peut procéder, avec quelques précautions, au découpage, à vue, de la matière en feuilles.
Pour la position I du verrou 91, le pied de biche est libre de laire pression sur les feuilles à découper.
Pour que la découpe soit franche et que la par- tie utile des feuilles découpées soit exempte de bavure, il est essentiel que la face du franche! 42 regardant vers la droite de la figure 2 soit bien en contact avc la paroi correspondante de la fente 45 de la pastille 44; de cette façon, si une bavure se forme elle sera sur le déchet et ne présentera pas d'inconvénient. Pour obtenir ce résultat, on doit amener la pastille 44 dans la posi- tion voulue par rapport au tranchet 42 et après desserrage de la. vi s 59 on agit sur le bouton 56 pour faire coulisser le chariot 48 dans le sens voulu et de la longueur conve- nable.Lorsque la position voulue de la pastille 44 est atteinte on resserre la vis 59 pour immobiliser toutes les pièces.
De même, pour l'obtention d'un travail satisfai- sant, le tranchet 42 doit passer juste entre les plaquet- tes 66 et 74 du pied de biche (fig.4) on obtient ce résul- tat en ajustant la position du pied de biche et ceci, sn agissant sur le bouton 93 après avoir desserré la vis de blocage 95 (figure 3); le bloc 71 se replace jusqu'à la position voulue et il ne reste plus qu'à resserrer la vis 95.
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Lorsqu'on découpe du carton ou du cuir, on utilise un tranchât dont le taillant est simplement cou- pant comme le montrent les figures 8 et 9 ; si la manière à découper est plus résistante comme c'est le cas lors- qu'il s'agit de carton bakelisé, ou de métaux tendres: zinc, aluminium, laiton, cuivre, acier doux etc.,il est préférable d'utiliser un tranchet dont le taillant, repré sente en 96 sur les figures 10 et 11, est en forme de scie; la figure 11 montre qu'une certaine "voie" est assurée à la scie ainsi réalisée.
Il est biem entendu que l'invention n'est pas limitée exclusivement à l'exemple qui vient d'être décrit et que, sans pour cela sortir de son cadre général on pourra apporter à la construction de la machine toutes les modifications de détail qui seraient jugées néces- saires.