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Cisaille volante rotative.
Cette invention se rapporte à des cisailles volantes rotatives pour découper des bandes métalliques ou autres en mouvement, dont les lames sont montées sur des supports suscep- tibles de tourner en sens opposés. Dans les cisailles de ce type, les lames doivent être disposées sur leurs supports respectifs de telle façon que les plans passant par leurs arêtes coupantes - ci-dessous appelés 1!plans de coupe - soient toujours perpendicu- laires à la bande, quelle que soit la position angulaire des supports, ceci étant essentiel pour obtenir une coupe d'équerre.
Le cisaillement franc, contrairement à un simple rognage ou pinçage, est caractérisé par le fait qu'au moins l'une des lames d'une paire de lames coopérant à une opération de découpage pénètre à angle droit dans la matière à découper et dépasse celle- ci, et que les lames passent l'une devant l'autre et se recouvrent l'une l'autre pendant que le découpage s'effectue.
La condition théorique pour assurer ce recouvrement, dans le cas de cisailles rotatives du type auquel l'invention se rapporte, consiste à dis-
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poser les lames coopérantes l'une par rapport à l'autre de telle manière que les cercles décrits par leurs arêtes coupantes s'in- tersectent en deux points, appelés ci-dessous "premier" et "second" point d'intersection, suivant l'ordre dans lequel les lames passent par ces points pendant leur rotation.' Chacune des lames d'une paire de lames coopérantes se déplace alors, sur une partie de sa course, à l'intérieur du cercle du découpage de l'autre lame, et la longueur de la course des lames pendant la- quelle le recouvrement se produit est égale à la distance maximum des deux cercles de découpage entre leurs points d'interjection.
La disposition évidente et normale des lames des cisail- les volantes rotatives consiste à monter ces lames de telle manière que leurs flancs soient dirigés radialement par rapport aux axes de rotation, mais cette disposition n'est pas réalisable lorsque les lames sont en même temps disposées de telle façon qu'elles se recouvrent, étant donné que les lames montées radia- lement - à condition que leurs flancs soient plats - sont sujettes à venir dans le parcours l'une de l'autre et se heurter l'une contre l'autre aussitôt qu'elles ont dépassé le premier point d'intersection. Les lames qui étaient montées radialement sur leurs supports devaient par conséquent être disposées de telle façon que leurs cercles de coupe ne s'intersectent pas, de telle sorte que les lames ne se recouvraient pas mais ne produisaient qu'un simple effet de pinçage ou de rognage.
On a proposé de supprimer cette difficulté en donnant aux flancs des lames la forme d'une développante ou d'une cycloi- de, de telle sorte qu'elles s'engagent l'une dans l'autre comme les dents de deux engrenages en prise. Toutefois, les lames à flancs courbes sont de fabrication difficile et coûteuse et ne peuvent pas être remises facilement en état après usure. En outre, les lames courbes ne produisent pas une coupe d'équerre et sont par conséquent impropres à beaucoup d'usages.
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On a aussi proposé .d'articuler les lames ou leurs man- ches aux supports au lieu de les monter rigidement sur ceux-ci, et de régler leurs positions par un jeu de bielles, de telle sorte que les lames soient toujours maintenus dans des positions où elles sont perpendiculaires à la bande. Cette disposition, si elle donne lieu à une coupe d'équerre avec recouvrement, présente tous les sérieux inconvénients et complications inhérents aux assemblages non rigides. Les lames qui sont articulées à leurs supports sont aussi susceptibles de se placer dans le parcours de la bande après que l'opération de coupe a été effectuée et obstruehn ainsi le libre passage de la bande dans la cisaille.
C'est pour cette raison que les cisailles rotatives ne sont pas d'un usage général pour le découpage de bandes métalli- ques en mouvement sauf lorsqu'il s'agit de bandes de faible cali- bre, les cisailles employées étant plutôt du type oscillant. Ces cisailles sont pourvues d'un jeu de bielles qui commande les mou- vements des lames de manière qu'elles se recouvrent sans se heurter Un sérieux inconvénient de ces cisailles est que le mouvement de leurs parties mobiles qui présentent fréquemment des dimensions et un poids notables doit être accéléré jusqu'à pleine vitesse, ralenti jusqu'à un point mort et renversé ensuite à chaque course simple, ce qui est indésirable au point de vue macanique. En outre, ces cisailles ne produisent pas une coupe vraiment d'équer- re.
Enfin, les morceaux découpés sont sujets à être saisis par les lames pendant leur course de retour, spécialement si la ma- tière à découper est déformée ou gauchie comme cela se produit pour les joints rognés de bandes qui sont coupées en morceaux pour en faire de la mitraille.
L'un des buts de la présente invention est de créer une cisaille volante rotative du type mentionné qui assure une coupe d'équerre à recouvrement sans danger de collision entre les lames coopérantes d'une paire.
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Un autre but de l'invention est de créer une cisaille volante dont les lames effectuent une coupe d'équerre par recou- vrement et sont en même temps montées rigidement sur leurs sup- ports rotatifs.
Un autre but encore de l'invention est de créer une ci- saille volante rotative du type spécifié qu'on puisse utiliser pour découper une matière de forte épaisseur.
Un autre but encore est de créer une cisaille volante rotative du type exposé dont le fonctionnement n'exige qu'une force motrice réduite.
Ces buts et d'autres encore sont atteintsen montant les lames d'une cisaille volante rotative dans une position inclinée par rapport au plan radial passant par leurs arêtes coupantes, l'angle d'inclinaison étant déterminée de manière que les lames coopérantes d'une paire se trouvent toujours de part et d'autre des plans de coupe, ce qui est une condition pour empêcher ces lames de se trouver dans la trajectoire l'une de l'autre.
On a trouvé qu'on obtient les résultats ci-dessus si l'angle d'inclinaison est au moins égal à la moitié de l'angle compris entre les plans radiaux passant par les axes de rotation des supports aux points d'intersection. La lame arrière, présen- tant cet angle d'inclinaison, occupe une position perpendiculaire à la matière à découper, ou bien, ce qui revient au même, une po- sition parallèle aux plans de coupe de cette dernière lorsqu'elle passe par le premier point d'intersection, tandis que la lame avant occupera une position correspondant à la première lorsqu'elle passe par le second point d'intersection, la lame avant étant la lame qui précède la lame arrière dans le sens de rotation des deux lames.
Par suite de la disposition ci-dessus décrite, les lames d'une paire coopérante ne se trouvent jamais dans la trajectoire l'une de l'autre ni ne se heurtent en un point quelconque de leur
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rotation et on peut par conséquent employer des lames à flancs droits et les fixer aux supports par des dispositifs rigides.
Les angles d'inclinaison des lames d'une paire de lames coopérantes ne doivent pas nécessairement être identiques.
Dans les cisailles à découper les métaux, il est généra- lement désirable qu'au moins l'une des deux lames soit légèrement inclinée dans le plan de coupe, de telle manière que cette lame pénètre graduellement dans la matière, la force nécessaire pour effectuer la coupe étant ainsi considérablement réduite. Une autre caractéristique de l'invention consiste donc à dispeser au moins l'un des supports, d'une cisaille volante rotative de manière que son axe de rotation forme un angle de faible amplitude avec le plan de la matière à découper. La lame montée sur ce support sera alors inclinée d'une manière correspondante et ne pénétrera que graduellement dans la matière.
L'invention sera décrite en détails ci-après avec ré- férence aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig.l est une vue schématique des diverses positions occupées par les lames d'une cisaille suivant l'invention pendant l'opération de découpage.
Fig.2 est une vue semblable à celle de la fig.l, où les lames coopérantes d'une paire présentent différents angles d'in- clinaison.'
Fig.3 est une coupe à travers une partie des supports d'une cisaille rotative suivant l'invention, montrant la manière dont les lames sont montées dans les supports.' Fig.4 est une vue de face schématique d'une cisaille volante rotative suivant l'invention, où l'un des supports est incliné par rapport au plan de la matière à découper.
Sur les figs.l et 2, A et B sont les lames arrière et avant, respectivement, d'une cisaille rotative, les lames étant montées dans des supports, non représentés ici, et susceptibles
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de tourner autour d'axes parallèles ol et o2, en sens opposés, comme c*est indiqué par les flèches. Dans ces conditions, les arêtes coupantes des lames A et B décrivent des cercles c1 et c2 - cercles de coupe - qui s'intersectent aux deux points Pl et P2.
La bande de matière à découper S avance à travers la cisaille dans la direction de la flèche et est sectionnée par les lames A et B en deux tronçons SI et S2, la vitesse de la bande et celle des lames A et B étant synchronisées l'une par rapport à l'autre, comme il est connu dans le métier, en vue d'éviter toute formation de boucle ou tout arrachement de la bande.
Sur les figures, l'épaisseur de la bande S est un peu exagérée en comparaison des lames A et B, pour simplifier la description donnée ci-dessous des positions que prennent les lames par rapport à la bande pendant une opération. En outre, les arêtes coupantes des deux lames A et B sont représentées comme se trou- vant toujours exactement dans un plan vertical, alors qu'en prati- que il y a un léger jeu entre les deux lames pour qu'elles puissent se dépasser l'une l'autre librement lorsqu'elles se recouvrent.
Suivant la présente invention, la lame arrière A est déplcée angulairement par rapport au plan radial passant par son arête coupante dans une direction opposée à celle de sa rotation.' Dans le cas de la fig.l, l'angle d'inclinaison - désigné par "1"- est égal exactement à la moitié de l'angle entre les deux plans radiaux passant par les axes de rotation o1, o2 aux points d'in- tersection P1 et P2. La lame A sera ainsi perpendiculaire à la bande S ou parallèle au plan de coupe m-m lorsqu'elle passe par le point P1.
L'angle d'inclinaison de la lame avant B est le même que celui de la lame arrière A, et la lame avant sera par conséquent perpendiculaire à la bande S ou parallèle au plan de coupe n-n lorsqu'elle passe par le point P2.
Dans le cas de la fig.2, l'angle d'inclinaison de la lame
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arrière A - désigné par "2"- est un peu plus grand que l'angle "1" et la lame A se trouve ainsi dans une position perpendiculaire à la bande S avant qu'elle ne passe au point P1, l'angle "2" étant choisi de manière que la lame B soit perpendiculaire à la bande S au moment du premier contact entre la lame et la bande.
L'angle d'inclinaison de la lame avant B est le même sur la fig.'2 que sur la fig.l.
Une comparaison entre les figs.l et 2 montre que, toutes autres conditions étant égales, l'angle à l'arête coupante des lames est d'autant plus petit que l'angle d'inclinaison est plus grand, et comme le premier de ces angles ne peut être réduit au-dessous d'une certaine valeur minimum pour obtenir des coupes satisfaisantes, l'angle d'inclinaison maximum est aussi limité.
Sur les deux figures, les lames A et B sont représentées dans diverses positions (I à VI) qu'elles occupent successivement pendant une opération de découpage. Ces positions représentent:
I- le premier contact des lames avec la bande.
II - le passage des lames par le premier point d'intersection P1.
III - une position intermédiaire entre le premier point d'inter- section P1 et le point de recouvrement maximum.
IV - la position de recouvrement maximum.
V - une position entre le point de recouvrement maximum et le second point d'intersection P2.
VI - le passage des deux lames par le second point d'intersec- tion P2.
Ainsi qu'on peut le voir clairement sur les figs.' 1 et 2, les lames A et B, en tout point de leur mouvement de rotation autour des axes ol et o2 respectivement, se trouvent toujours de part et d'autre des plans de coupe, dont deux sont représentés en m-m et n-n. Ceci est la condition nécessaire pour exécuter une coupe par recouvrement sans risque de collision entre les deux lames A et B en un point quelconque.
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A condition que les angles d'inclinaison des lames A et B soient choisis conformément à l'invention, les lames coopérantes d'une paire se trouvent toujours de part et d'autre des plans de coupe, quels que soient les rayons des cercles de découpage c1 et c2, la position des points d'intersection P1 et P2 sur ces cercles, et l'épaisseur des.lames A et B. On pourra par conséquent réaliser les conditions d'une coupe d'équerre par recouvrement pour des bandes de n'importe quelle épaisseur.
L'angle de découpage de la lame arrière A, outre qu'il est déterminé par l'angle d'inclinaison comme il a été dit précé- demment, est aussi déterminé par la considération que la face étroite de cette lame ne doit pas dépasser le cercle de coupe c1, pour des raisons qui sont évidentes si l'on examine-les figs.l et 2. La face étroite de la lame avant B doit être décalée quelque peu en arrière du cercle c2 pour éviter que la lame ne soit re- poussée dans la bande S par le dessous pendant et après le décou- page. Une disposition préférée est celle où la face étroite de la lame B est parallèle au plan de la bande S au point du premier contact, ce qui est la disposition représentée sur les figs.'l et 2.
Les lames A et B sont fixées dans leurs supports respec- tifs 10 et 11 qui sont montés sur des arbres rotatifs 12 et 13 au moyen de pièces de serrage 14 et 15 et de boulons 16 et 17 (fig.3).
Il y a toutefois lieu de remarquer que la manière dont les lames sont fixées à leurs supports n'est pas essentielle au point de vue de l'invention. Les arbres 12 et 13 peuvent être actionnés par tout dispositif approprié, soit directement, soit par l'intermé- diaire d'engrenages réducteurs.
Fig.4 montre une cisaille suivant l'invention, où le support 10 est incliné sous un faible angle "3" par rapport au plan de la bande S, l'arbre 12 de ce support étant actionné par l'arbre 13 de l'autre support par l'intermédiaire d'engrenages
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coniques 14 et 15. La lame A du support 10 est inclinée du même angle "3" que le support même et ne pénètre par conséquent dans la bande que graduellement, ce qui a pour effet de réduire considc rablement le choc au premier contact de cette lame avec la bande.
Les arêtes coupantes des lames A et B des deux supports sont parallèles aux axes de rotation ol-ol et o2-o2 respective- ment, et par conséquent équidistantes de ces axes, de telle sorte que les vitesses linéaires des lames seront les mêmes en tous les points de leurs arêtes tranchantes, ce qui est nécessaire pour effectuer une coupe sans arracher la bande ou y former une boucle.
L'invention est susceptible d'être réalisée sous d'au- tres formes que celles représentées sur les dessins. Les supports peuvent, par exemple être équipés de plus d'une lame chacun et des dispositifs peuvent être aménagés pour faire varier le dépla- cement angulaire des lames dans les montures porte-lames. En outre, l'invention est applicable non seulement aux cisailles rotatives animées d'un mouvement uniforme, mais aussi aux cisailles dans lesquelles les supports reçoivent une accélération ou une décélération pendant un tour, en vue de faire varier la longueur de coupe.
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