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COMMANDE PAR EXCENTRIQUE POUR MACHINES-OUTILS, NOTAMMENT CISAILLES ET
PRESSES AMATRICER,
Les commandes par excentrique pour machines-outils,, notamment pour cisailles, consomment beaucoup d'énergie, car une composante efficace de la transmission de la force ne se présente que pour un angle limité de l'excen- trique;,
Pendant la rotation de 1-'excentrique,, seule une faible composante agit en amont et en aval de cet angle.
L'invention a pour but de maintenir une composante élevée dans un angle plus étendu que ce n'est le cas dans les commandes courantes à excentri- que ou à manivelle
L'invention résoud cette tâche par la prévision d'au moins deux excentriques décalés angulairement l'un par rapport à l'autre et agissant sur l'outil par l'intermédiaire d'un organe mobile.
Ces excentriques peuvent pré- senter des degrés d'excentricités différents, de même que'des diamètres dif- férentes., Pour assurer le rappel de l'outil à la position d'arrêt ou d'ouver- ture il est avantageux de faire agir les excentriques sur une butée élasti- que; cependant, la butée élastique peut être remplacée par des surfaces apla- ties prévues sur les excentriques et qui excluent tout blocage à la butée.
D'ailleurs, le rappel peut évidemment être assuré par n'importe quels organes supplémentaires, de sorte qu'il est inutile 'd'appliquer des dispositions par- ticulières aux excentriques ou à leurs butées.
Le dessin annexé montre quelques exemples d'exécution de la com- mande suivant 1,-'invention,
La figure 1 est une commande par excentrique dans la position ini- tiale montrant chacun des deux excentriques séparément.
La figure 2. montre les deux excentriques dans la position médiane, c'est-à-dire où 1-'un cesse et l'autre commence à travailler.
La figure 3 montre les excentriques dans la position finale.
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La figure 4 montre un arbre d'excentrique en élévation,
La figure 5 est une élévation schématique d'une autre commande, montrant une position angulaire particulière.
La figure 6 est une élévation schématique d'une autre position angulaire.
La figure 7 est une élévation de l'arbre d'excentrique seul.
La figure 8 est une autre variante d'un excentrique.
La figure 9 est une vue frontale d'une autre variante d'une com- mande.
La figure 10 est un détail.
La figure 11 est une dernière variante.
Un arbre d'excentrique 1 (figure 4) porte les deux excentriques 2 et 3 qui, d'une part sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre et, d'autre part, présentent différents diamètres et des excentricités dif- férenteso Les excentriques 2 et 3 agissent par un organe intermédiaire mo- bile 4 sur le piston 5 portant l'outil 6, par exemple une lame de cisaille, etc... Le piston 5 entoure à jeu l'arbre d'excentrique et coiffe par une piè- ce transversale 7 les deux excentriques 2 et 3,en s'appliquant sur les ex- trémités de ceux-ci opposées à la pièce intermédiaire 4.
Comme indiqué plus haut, les deux excentriques 2 et 3 sont déca- lés angulairement. Partant de la position initiale, l'excentrique 2 inter- vient d'abord seul dans le sens de la transmission de la pression à l'organe intermédiaire 4 et donc au piston 5. Dans la figure 1, l'axe de l'arbre d'ex- centrique 1 a déjà dépassé le point mort bas en ce qui concerne l'excentrique 2, pour amorcer la transmission de la pression dans un angle pour lequel la composante efficace est élevée.
Dans un angle de rotation d'environ 60 , l'ex- centrique 2 seul transmet la pression sur l'organe intermédiaire 4, de façon à provoquer la descente de l'outil 6. Peu avant ou immédiatement après l'achè- vement de ce mouvement de rotation angulaire, l'excentrique 3 (figure 1) com- mence à agir et se charge ainsi de la transmission de la pression, tandis que à partir de cette position angulaire, l'excentrique 2 tourne à vide, sans intervenir dans la transmission de la pression. La figure 2 montre la posi- tion médiane dans laquelle l'excentrique 2 cesse de transmettre la pression, cette fonction étant reprise au même instant par l'excentrique 3.
Alors que, chez l'excentrique 2, la composante efficace va en diminuant à partir de cette position angulaire, raison pour laquelle cet excentrique est déchargé de sa fonction, l'excentrique 3 occupe une position angulaire favorable au développement d'une composante élevée, de sorte que l'on réalise une compo- sante extrêmement favorable à la transmission de la force dans un secteur d'environ 120 La position finale desdeux excentriques 2 et 3 ressort de la figure 3.
Par conséquent, la dépense d'énergie nécessaire pour la comman-- de de l'outil 6 est relativement réduite eu égard à l'efficacité de la compo- sante de force toujours élevée, c'est-à-dire qu'elle est sensiblement plus réduite que ce ne serait le cas avec un excentrique ou une manivelle uniques.
On peut réaliser des conditions optima en donnant à l'excentri que 3 décalé en arrière un autre diamètre et, éventuellement, une autre ex- centricité. Ceci dépend du fait, à savoir si un plus grand effort est néces- saire au début ou bien vers la fin de la course, suivant le genre du travail à accomplir.
Afin d'empêcher radicalement un blocage des excentriques par rap- port à la potence 7 du piston 5, on peut prévoir dans cette potence une pièce insérée 9, coulissant contre l'action d'un ressort 8 et agissant comme butéé de rappel. Cependant, on peut tout aussi bien munir les excentriques 2 et 3 en des points déterminés de leurs périphéries de surfaces planes 10. montrées dans les dessins, qui rendent impossible tout blocage par rapport aux butées 9, rigides dans ce cas, La butée 9 et la potence 7 ont uniquement pour but
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d'assurer le rappel de 1'outil 9 par les excentriques 2 et 3 (lors de la ro-
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tation correspondant au retour de 1 outil).
Lorsque le rappel est assuré d'une autre façon, il est inutile de prévoir une butée élastique 9 ou des surfaces planes 10.
La commande suivant l'invention convient essentiellement pour l'entraînement de machines-outils dont le mécanisme d'actionnement doit in- tervenir seulement pendant une partie d9une révolution.
Diaprés les figures 5, 6 et 7, 19 arbre d'excentrique 2 à axe 1 présente un dégagement angulaire 12, dans le sommet 13 duquel s'appuie un organe de pression 4 agissant sur le piston 5. Le sommet 13 de l'évidement 12 est situé excentriquement par rapport à 1,'axe 1 de l'arbre d 3 excentrique
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2. Lorsque l'arbre tourne à gauche (c9est-à-dire, dans le sens opposé à ce- lui des aiguilles d?une montre) l'organe de pression 4 est refoulé vers le bas.
Après que l'arbre 2 a effectué une rotation d'un certain angle-, 1-évi- dément 12 cesse d9exercer un effet d'excentrique, et l'organe 4 s-'écarte à droite, comme montré (en pointillé) dans la figure 2, pour s'engager à nou- veau dans l'évidement lors du mouvement de rappel qui suit, sous 1-leffet d9un ressort par exemple.
Derrière 19 organe de pression 4 se trouve un deuxième organe de pression 14, affecté à un évidement 15 situé derrière l'évidement 12. L'évi= dement 15 est décalé angulairement par rapport à l'évidement 12 de telle sor- te que le sommet 16 de 1?évidement 15 entre en action après que le sommet 13 de 1-'évidement 12 aura tourné d'un certain angle. Au début de cette rotation,
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le deuxième organe de pression 14 est d9abord appliqué contre le pourtour ex- térieur de l'arbre évidé 2 (figure 5,en pointillés), de préférence sous la pression d'un ressort.
A mesure que la paroi 17 de l'évidement 15 effectue sa rotation à gauche, 1-*organe 14 pivote de plus en plus vers l'intérieur
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sous la pression du ressort, pour parvenir finalement au sommet 16 de 1'évi- dement 15, figure 6 et reprendre à partir de ce moment la transmission de la pression.
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L9avantage de cette disposition à évidements qui remplacent les excentriques réside dans une diminution considérable des pertes par frotte- ment et en ce que l'arbre dexcentrique 2 ne doit pas être affaibli dans les mêmes proportions que dans les excentriques des figures 1 à 3. Il va de soi que les sommets 13 et 16 des évidements 12 et 15 peuvent être disposés à vo-
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longée de façon à obtenir le rapport de multiplication requis dans chaque cas.
L9exemple de la figure 8 montre schématiquement un système d'ex- centriques dans lequel les excentriques individuels sont situés dans un même
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plan. Ici également, 19arbre de commande est désigné par 2 et l'axe de cet arbre par 1. La courbe d'excentrique A-B s'élève en premier lieu au-dessus du pourtour de 1,'arbre 2 ; son rôle consiste à refouler d'abord le piston 5 ou l'organe intermédiaire 4 vers le bas. Après l'exécution d'un angle de ro-
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tation voulu quelconque (de 60 par exemple) de façon que la courbe du'excel trique A-B ait dépasse le point de prise avec 19 organe intermédiaire 4, la courbe d9excentrique B3-C' ou B-C intervient en relayant immédiatement la courbe A-B.
La courbe B9-0-' aurait pu s'amorcer sur le pourtour de l'arbre 2, comme indiqué en pointillé et être décalée angulairement par rapport à la courbe a-B Dans le cas présent, cette courbe en pointillé est reportée vers l'extérieur avec un rayon plus grand, de façon à se raccorder progressive- ment à la courbe A-B
Les deux courbes excentriques A-B et B-C peuvent évidemment être formées en tenant compte du mode de mécanisage de la matière en présence, Par exemple, dans le cas de poinçonneuses, il ne se présente au début aucune résistance, cela jusqueà l'attaque de la matière par le poinçon, de sorte que
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1-'on choisira ici une multiplication importante de la course, c 9 es-= dire une courbe excentrique à pente rapide.
A partir de l'attaque de la matière par le poinçon, la résitance augmente, pour atteindre son maximum au tiers environ de la profondeur de découpage. Par conséquent,, la courbe excentrique
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ne présentera qu'une faible pente jusqu'à ce point, afin de déterminer une pression élevée pour un faible déplacement, A partir de cette profondeur de
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pénétration du poinçon, la résistance diminue. La courbe excentrique pré- sentera à partir de cet endroit une pente de plus en plus raide, de façon à vaincre la résistance décroissante, tout en effectuant un trajet plus long.
Les excentriques en forme de cames, tels que représentés dans la figure 8, sont connus en tant que cames de distribution, par exemple dans les moteurs à combustion interne, dans lesquels ils remplissent uniquement une fonction de distribution., Par contre,. on ne connaît pas encore l'emploi de tels excentriques à cames comme organes de transmission de force, comme c'est le cas dans la présente invention.
La disposition selon l'invention est applicable entre autres dans les presses à excentrique, poinçonneuses, cisailles et machines-outils analo- gues, pour vaincre les pointes de charge tout en économisant 121 effort.
Dans la figure 9, le bras oscillant 20 d'une machine-outil, par exemple une poinçonneuse, une cisaille ou analogue, est monté à pivotement sur un arbre 21. Il est muni sur son extrémité inférieure d'une articulation à rouleau 23, dont le rouleau 24 est réuni par un organe de pression 25 au rouleau 26 d'une articulation à rouleau 27. L'articulation 27 est prévue dans le chariot 28 destiné à recevoir l'outil et guidé en ligne droite dans des guidages 29.
La partie supérieure du bras 20 présente un évidement 30 qui loge le plateau excentrique 31 d'un arbre moteur 32. Le sens de rotation du pla- teau 31 est indiqué par une flèche. Les divers tronçons de la paroi de l'évi- dement 30 se succèdent comme suit, dans le sens de la rotation : La partie su- périeure de la paroi de l'évidement 30 présente un tronçon courbe aplati 33, lequel aboutit à un tronçon courbe 34 dont le point culminant est en pente raide. Cette paroi se termine par une surface presque rectiligne en 5 dont la distance par rapport à l'axe de rotation 36 de l'arbre est plus petite que la plus petite distance entre le disque 31 et cette surface, dans la position montrée dans les dessins,
A cette fin, le disque excentrique 31 est dépouillé d'un segment en 37.
Lorsque la presse fonctionne, l'effort à fournir au début de la course de découpage est le plus élevé. Pour cette raison, la surface 33 pré- sente une allure très aplatie, ce qui détermine la transmission d'une force élevée pour un trajet de faible longueur. A mesure que la course de découpage se poursuit, l'effort nécessaire diminue, de sorte que le trajet (course) à parcourir peut être plus élevé, raison pour laquelle le tronçon de courbe 34 est plus raide. Vers la fin de la course de découpage, l'effort à appliquer est le plus réduit, de sorte que la surface 37 présente la pente la plus rai- de, pente qui a pu être augmentée grâce au segment dépouillé 37 du disque ex- centrique 31.
On voit que, grâce à l'allure des tronçons de courbe 33, 34 et 35 de l'organe formant butée pour le disque excentrique 31, on peut tenir compte de toutes les nécessités, notamment du fait qu'au début l'effort à transmet- tre est le plus élevé pour une course minima, cet effort diminuant avec l'aug= mentation du trajet ou de la course,
La dépouille 37 permet d'augmenter notablement la course. Lors- que ceci n'est pas requis et que cette dépouille n'est pas prévue, la courbe 35 présente la forme indiquée en pointillés par 38. flèche Lorsque les disques excentriques 31 tournent dans le sens de la flèche, la bras 20 pivote autour de l'axe 36 et exerce une pression, par l'in- termédiaire de l'organe 25, sur le porte-outil 28, lequel effectue le travail.
Comme il ressort de la figure 10, le disque excentrique 31 est entouré d'un collier 39 monté sur ce disque à l'aide d'un roulement à rouleaux ou à aiguilles. Ce collier est destiné à transformer le frottement de glisse- ment entre le disque excentrique 31 et les surfaces 33, 34, 35, en un frotte- ment de roulement.
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Il va de sci que le disque excentrique 31 peut être enclavé dans un deuxième disque (anneau) excentrique, comme cela est connu en soi, de fa- con à permettre une modification de la grandeur de la course par un décalage (angulaire) de ces disques*
La figure Il montre un mode d'exécution dont l'exentrique est constitué par une manivelle 40 à galet 41.
REVENDICATIONS.
1.- Commande par excentrique pour machines-coutils, notamment des cisailles, caractérisée par au moins deux excentriques ou manivelles (2,3) décalés angulairement l'une par rapport à l'autre et agissant sur l'cutil (5) par l'intermédiaire d'un organe mobile (4).
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ECCENTRIC CONTROL FOR MACHINE-TOOLS, ESPECIALLY SHEARS AND
AMATRICER PRESSES,
Eccentric drives for machine tools, especially for shears, consume a lot of energy, since an effective force transmission component is only present for a limited angle of the eccentric ;,
During the rotation of the eccentric, only a small component acts upstream and downstream of this angle.
The object of the invention is to maintain a high component at a wider angle than is the case in current eccentric or crank controls.
The invention solves this task by providing at least two eccentrics angularly offset with respect to one another and acting on the tool by means of a movable member.
These eccentrics can have different degrees of eccentricity, as well as different diameters., To ensure the return of the tool to the stop or open position it is advantageous to act the eccentrics on an elastic stop; however, the elastic stopper can be replaced by flattened surfaces provided on the eccentrics and which exclude any blocking at the stopper.
Moreover, the return can obviously be ensured by any additional members, so that it is unnecessary to apply special provisions to the eccentrics or their stops.
The accompanying drawing shows some examples of execution of the control according to the invention,
Figure 1 is an eccentric drive in the initial position showing each of the two eccentrics separately.
Figure 2. shows the two eccentrics in the middle position, that is, where one stops and the other starts to work.
Figure 3 shows the eccentrics in the final position.
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Figure 4 shows an eccentric shaft in elevation,
Figure 5 is a schematic elevation of another control, showing a particular angular position.
Figure 6 is a schematic elevation of another angular position.
Figure 7 is an elevation of the eccentric shaft alone.
Figure 8 is another variant of an eccentric.
FIG. 9 is a front view of another variant of a control.
Figure 10 is a detail.
Figure 11 is a last variant.
An eccentric shaft 1 (figure 4) carries the two eccentrics 2 and 3 which, on the one hand are angularly offset with respect to each other and, on the other hand, have different diameters and different eccentricities. férenteso The eccentrics 2 and 3 act by a movable intermediate member 4 on the piston 5 carrying the tool 6, for example a shear blade, etc ... The piston 5 loosely surrounds the eccentric shaft and covers by a transverse part 7 the two eccentrics 2 and 3, resting on the ends of these opposite to the intermediate part 4.
As indicated above, the two eccentrics 2 and 3 are angularly offset. Starting from the initial position, the eccentric 2 first acts alone in the direction of the pressure transmission to the intermediate member 4 and therefore to the piston 5. In FIG. 1, the axis of the shaft of eccentric 1 has already passed the bottom dead center with respect to eccentric 2, to initiate the transmission of pressure in an angle for which the effective component is high.
In an angle of rotation of approximately 60, the eccentric 2 alone transmits the pressure on the intermediate member 4, so as to cause the descent of the tool 6. Shortly before or immediately after the completion of this angular rotational movement, the eccentric 3 (figure 1) begins to act and thus takes care of the transmission of the pressure, while from this angular position, the eccentric 2 turns empty, without intervening in pressure transmission. Figure 2 shows the middle position in which the eccentric 2 stops transmitting the pressure, this function being taken over at the same time by the eccentric 3.
While, in eccentric 2, the effective component decreases from this angular position, which is why this eccentric is relieved of its function, eccentric 3 occupies an angular position favorable to the development of a high component, so that a component is produced which is extremely favorable to the transmission of force in a sector of approximately 120. The final position of the two eccentrics 2 and 3 is shown in FIG. 3.
Consequently, the energy expenditure necessary for the control of the tool 6 is relatively small with regard to the efficiency of the always high force component, i.e. it is significantly smaller than would be the case with a single eccentric or crank.
Optimum conditions can be achieved by giving the back-shifted eccentric 3 another diameter and, optionally, another eccentricity. This depends on whether a greater effort is needed at the start or at the end of the race, depending on the kind of work to be done.
In order to radically prevent the eccentrics from blocking with respect to the bracket 7 of the piston 5, an inserted part 9 can be provided in this bracket, sliding against the action of a spring 8 and acting as a return stop. However, it is just as possible to provide the eccentrics 2 and 3 at determined points on their peripheries with flat surfaces 10 shown in the drawings, which make any blocking with respect to the stops 9, rigid in this case, impossible, the stop 9 and the gallows 7 are only intended
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ensure the return of tool 9 by eccentrics 2 and 3 (when rotating
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tation corresponding to the return of 1 tool).
When the return is assured in another way, it is unnecessary to provide an elastic stopper 9 or flat surfaces 10.
The control according to the invention is essentially suitable for driving machine tools, the actuating mechanism of which is only to intervene during part of a revolution.
Diaprés Figures 5, 6 and 7, 19 eccentric shaft 2 with axis 1 has an angular clearance 12, in the top 13 of which rests a pressure member 4 acting on the piston 5. The top 13 of the recess 12 is located eccentrically with respect to 1, 'axis 1 of the eccentric shaft d 3
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2. When the shaft turns to the left (ie counterclockwise) the pressure member 4 is forced down.
After the shaft 2 has rotated through a certain angle, 1-recess 12 ceases to exert an eccentric effect, and member 4 moves aside to the right, as shown (dotted) in FIG. 2, to engage again in the recess during the following return movement, under the effect of a spring for example.
Behind 19 pressure member 4 is a second pressure member 14, assigned to a recess 15 located behind the recess 12. The recess 15 is angularly offset with respect to the recess 12 in such a way that the top 16 of recess 15 comes into action after top 13 of recess 12 has rotated through a certain angle. At the start of this rotation,
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the second pressure member 14 is first applied against the outer periphery of the hollow shaft 2 (figure 5, in dotted lines), preferably under the pressure of a spring.
As the wall 17 of the recess 15 rotates to the left, the member 14 pivots more and more inward.
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under the pressure of the spring, finally reaching the top 16 of the recess 15, FIG. 6 and from there resuming the transmission of the pressure.
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The advantage of this arrangement with recesses which replace the eccentrics resides in a considerable reduction in friction losses and in that the eccentric shaft 2 must not be weakened in the same proportions as in the eccentrics of Figures 1 to 3. It goes without saying that the vertices 13 and 16 of the recesses 12 and 15 can be arranged at your
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lengthened so as to obtain the required multiplication ratio in each case.
The example of figure 8 shows schematically a system of eccentrics in which the individual eccentrics are located in the same
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plan. Here too, the drive shaft is designated by 2 and the axis of this shaft by 1. The eccentric curve A-B rises first above the periphery of 1, the shaft 2; its role is to first push the piston 5 or the intermediate member 4 downwards. After running a ro-
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desired tation (of 60 for example) so that the excel tric curve A-B has exceeded the point of engagement with 19 intermediate member 4, the eccentric curve B3-C 'or B-C intervenes by immediately relaying the curve A-B.
The curve B9-0- 'could have started on the periphery of the shaft 2, as indicated in dotted lines and be angularly offset with respect to the curve aB In this case, this dotted curve is transferred outwards with a larger radius, so as to gradually merge with the AB curve
The two eccentric curves AB and BC can obviously be formed taking into account the mode of mechanization of the material present, For example, in the case of punching machines, there is no resistance at the start, until the material is attacked. by the punch, so that
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1-'We will choose here a significant multiplication of the stroke, c 9 is to say an eccentric curve with a rapid slope.
From the attack on the material by the punch, the resistance increases, reaching its maximum at about a third of the cutting depth. Therefore, the eccentric curve
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will only slope slightly up to this point, in order to determine a high pressure for a low displacement, From this depth of
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punch penetration, resistance decreases. From this point, the eccentric curve will slope more and more steeply, so as to overcome the decreasing resistance, while making a longer distance.
Cam-shaped eccentrics, as shown in Fig. 8, are known as timing cams, for example in internal combustion engines, where they only perform a timing function., On the other hand ,. the use of such cam eccentrics as force transmission members is not yet known, as is the case in the present invention.
The arrangement according to the invention is applicable inter alia in eccentric presses, punching machines, shears and similar machine tools, in order to overcome peak loads while saving 121 effort.
In Figure 9, the swinging arm 20 of a machine tool, for example a punching machine, a shear or the like, is pivotally mounted on a shaft 21. It is provided on its lower end with a roller joint 23, the roller 24 of which is joined by a pressure member 25 to the roller 26 of a roller joint 27. The joint 27 is provided in the carriage 28 intended to receive the tool and guided in a straight line in the guides 29.
The upper part of the arm 20 has a recess 30 which accommodates the eccentric plate 31 of a motor shaft 32. The direction of rotation of the plate 31 is indicated by an arrow. The various sections of the wall of the recess 30 follow one another as follows, in the direction of rotation: The upper part of the wall of the recess 30 has a flattened curved section 33, which ends in a section curve 34 whose highest point is a steep slope. This wall ends with an almost rectilinear surface at 5, the distance from the axis of rotation 36 of the shaft of which is smaller than the smallest distance between the disc 31 and this surface, in the position shown in the drawings. ,
To this end, the eccentric disc 31 is stripped of a segment at 37.
When the press is running, the force required at the start of the cutting stroke is the greatest. For this reason, surface 33 has a very flattened appearance which determines the transmission of high force for a short path. As the cutting stroke continues, the force required decreases, so that the path (stroke) to be covered may be greater, which is why the curve section 34 is steeper. Towards the end of the cutting stroke, the force to be applied is the smallest, so that the surface 37 has the steepest slope, which slope could be increased thanks to the stripped segment 37 of the eccentric disc. 31.
It can be seen that, thanks to the shape of the curved sections 33, 34 and 35 of the member forming a stop for the eccentric disc 31, it is possible to take into account all the necessities, in particular because at the beginning the force to transmit is the highest for a minimum stroke, this force decreasing with the increase in the path or the stroke,
The undercut 37 allows the stroke to be significantly increased. When this is not required and this relief is not provided, the curve 35 has the shape indicated by dotted lines by 38. arrow When the eccentric discs 31 rotate in the direction of the arrow, the arm 20 pivots around of the axis 36 and exerts a pressure, by means of the member 25, on the tool holder 28, which performs the work.
As can be seen from FIG. 10, the eccentric disc 31 is surrounded by a collar 39 mounted on this disc using a roller or needle bearing. This collar is intended to transform the sliding friction between the eccentric disc 31 and the surfaces 33, 34, 35, into a rolling friction.
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It goes without saying that the eccentric disc 31 can be enclosed in a second eccentric disc (ring), as is known per se, so as to allow a modification of the size of the stroke by an (angular) offset of these. discs *
Figure II shows an embodiment of which the eccentric is constituted by a crank 40 with roller 41.
CLAIMS.
1.- Eccentric control for machine-cutters, in particular shears, characterized by at least two eccentrics or cranks (2,3) angularly offset with respect to one another and acting on the tool (5) by the 'intermediary of a movable member (4).