Procédé de reproduction d'une figure à trois dimensions en relief ou en creux, et machine pour la mise en #uvre de ce procédé. L'invention concerne un procédé de repro- duction d'une figure à trois dimensions en relief ou en creux, et la machine pour la mise en oeuvre de ce procédé..
Le procédé de reproduction consiste à em ployer deux plaques de guidage portant un dessin linéaire à deux dimensions dans une machine à sculpter,, pour commander les dé placements d'un outil graveur dans les trois dimensions de l'espace; les plaques de gui dage étant :des copies positives ou négatives obtenues par projection du dessin linéaire consistant en droites parallèles également espacées sur la figure et simultanément en photographiant le dessin linéaire dont les lignes sont déformées où elles rencontrent des portions élevées de la figure, :
dans deux appa reils photographiques disposés,de manière que les points nodaux incidents de leurs lentilles se trouvent dans le plan nodal émergent de la lentille de projection sur les côtés opposés de cette dernière, à une égale distance du point nodal émergent -de la lentille de projection, l'axe principal de la lentille de projection se trouvant directement vis-à-vis .du centre de la figure, l'image projetée étant parallèle au. plan nodal de la lentille de projection et les lignes du dessin linéaire étant dirigées à angle droit de la ligne de jonction des points no daux des trois lentilles.
La machine pour la mise en aeuvre du procédé objet de la présente invention, com prend un socle fixe sur lequel sont montées les plaques de guidage et la pièce â, travail ler, un chariot mobile dans une direction monté sur le socle, un sous-chariot monté sur ledit chariat de manière à pouvoir se dépla cer solidairement avec lui ou indépendamment -dans une direction perpendiculaire, au moins un outil graveur monté .sur le sous-chariot qui peut être .approché ou éloigné de la pièce travaillée,
des traceurs comportant des micros copes à réticules montés sur le sous-ehariot au-dessus des plaques de guidage et mobiles par rapport à ces plaques, un engrenage re liant mécaniquement les traceurs avec le mé canisme commandant l'abaissement ou le sou lèvement de l'outil graveur par rapport à la pièce travaillée,
et une poignée d'actionne- ment avec un arbre porté par le sous-chariot pour lever ou abaisser l'outil graveur en cor respondame avec le mouvement des traceurs suivant les lignes du dessin linéaire.
Dans le dessin annexé, donné à titre d'exemple, les fig. 1, 2. 3 et 4 sont relatives au procédé de reproduction; les fig. 5 à 13 sont relatives à une forme d'exécution de la machine pour la mise en couvre du procédé: le:, fng. 11 et 12 se rapportant plus spéciale ment à une variante de cette forme d'exé cution.
La fig. 1 est un schéma. relatif au procédé; La fi-,. ? montre un transparent de la lanterne de projection; Les fig. 3 et 1 représentent des plitques de guidage; La fûg. 5 est une vue en plan de la foi-111(l d'exé,eution de la machine; La. fi,-. 6 en est une élévation de face; La fig. 7 en est une élévation hitérale prise à gauche; La fi-. 8 en est une coupe centrale;
La fig. 9 est uiie vue en plan du chariot, certaines parties étant enlevées; La fig. 10 est une coupe transversale faite suivant la. ligne A-B de la fit;. 9; La fig. 11 est une coupe transversale du chariot montrant à part une tête duplex avec différents rapports d'engrenage; La fig. 12 est une coupe vue à. droite de la fig. 11;
La. fig. 13 est une coupe à plus grande échelle de l'écrou qui traverse le sous-chariot. Pour l'application du procédé, on utilise la disposition représentée schéntatiqucnient en perspective par la fig. 1. Les deux appareils photographiques et le projeAeur optique sont disposés de manière à obtenir des photo graphies de la figure et de l'image projetée du dessin linéaire.
Un transparent, tel qu'une plaque de lanterne, montré en détail par la fig. ?, est disposé dans le. projecteur optique et. porte sur elle le dessin linéaire. Les fig. 3 et q représentent des vues prépa rées à l'aide d'une photographie d'un mou lage prise dans des appareils photographid.ues disposés respectivement sur la droite et la riauche du projecteur; ces vites montrent la.
distorsion deslignes du dessin linéaire pro jeté à l'endroit où ces lignes rencontrent des portions élevées du moulage (pour rendre le dessin plus clair, on n'a représenté que quel ques lignes).
Les droites parallèles du dessin linéaire sont équidistante. Il y a de préférence cent lignes par inch ou environ .10 lignes par centimètre. Chaque cinquième ligne est de préférence marquée à l'aide d'un trait plus large pour faciliter le travail de. l'opérateur. C.e dessin linéaire ou cadrage est inscrit sur le transparent d soit photographiquement. soit à. l'aide d'une règle.
Le transparent fiiit:i qnadrillE' !'st fli,;po#se dans un projeeteiir optique<B>)</B> de manière < j se proiejer sur la figure qui occupe la portion centrale d'un écran 1.
Deux photogitaphie.s sont prises si multanément dans des appareils photographi ques 5, 6 disposés de manière qu(@ les points nodaux incidents de leurs lentilles se trou vent dans le plan nodal émergent de la leu- tille de projection 3. Les points nodaux inci dents des objectifs se trouvent à égale dis tance à droite et < < gauche dit point nodal émergent (le la lentille de projection 3.
L'axe optique de la leütille de projection se trouve directement vis-à-vis du centre de la figure et l'image projetée du dessin linéaire est pa rallèle ait plant nodal de la lentille de pro- jection, tandis que les lignes du dessin li- éaire sont: perpendiculaires à la ligne joi gnant le-.s points nodaux des trois lentilles.
.1vec les deux négatifs, dont les lignes dit I;,ssin sont plus ou moins défi,g-urées comme représenté fi-. 3 et d. du fait de l'épaisseur variable de la. figure, on prépare des positifs, de préférence sur une matière transparente ou translucide, tel. que, par exemple, du verre opale, de manière à former les plaques de @uid-age, qu'on emploie dans une machine telle que celle qui va. être décrite à titre d'exemple en se référant aux fit;. 5 à 13 du dessin annelé.
La machin(# comprend un socb# fixe coi)- sistant en uw_# plaque de base 1? @nr laquelle sont monts deux organes latéraux parallèles 10, 11 et un organe transversal antérieur 13. Le bloc de matière 14 qu'on veut sculpter est placé entre les deux organes latéraux 10, 11 et est fixé rigidement à la plaque de base 12.
L'organe antérieur 13, qui présente le long de son bord supérieur une rainure en queue d'a.ronde 15, supporte les chariots 7.7 des plaques de guidage 16. Ces chariots 17 sont disposés par paires et s'étendent chacun à.
travers une fente horizontale 18 à l'inté rieur de l'organe 13 auquel ils sont fixs d'une manière ajustable. Les plaques de gui dage 16 sont disposées dans les chariots 17 de manière que les lignes du dessin linéaire soient parallèles au déplacement transversal du sous-chariot 33, sur lequel est monté l'ou til graveur et sont en outre disposées de ma nière que l'extrémité supérieure d'une plaque de guidage soit adjacente à l'extrémité infé rieure de l'autre plaque, comme représenté fig. 3 et 4.
20, 21 indiquent ides coulisseaux monts respectivement sur les organes 10, 11 et re liés entre eux à leurs extrémités postérieure et antérieure respectivement par un arbre 22 de section circulaire et une barre 23 .de sec tion rectangulaire. Les parties 20, 21, 22, 23 forment un chariot qui est mobile Ion.gitudi- nal.ement le long des organes 10, 11, le dé placement étant commandé par ides arbres filetés 24 montés à rotation .dans les organes 10. 11 et traversant des écrous fixes dans le sens angulaire portés par les coulisseaux 20, 21.
Les arbres 24 sont reliés mécaniquement entre eux .à la partie arrière @de la machine par un arbre 25 et un engrenage d'angle 26. Ils sont actionnés à la partie antérieure .de la machine par un arbre 27 et un engrenage d'angle 28. L'arbre 27 est monté dans l'or gane 11 parallèlement à l'arbre 24. Sur son extrémité antérieure sont montés un rochet 29 et une manivelle folle 30 portant un cli quet 31 qui coopère avec le rochet 29.
Lors que la manivelle 30 tourne autour de l'arbre 27 alternativement dans un sens et dans l'au tre, le cliquet 31 alternativement glisse sur les dents du rochet 29 et pénètre dans ces dents, ce qui fait que l'arbre 27 est actionné par intermittence et transmet cet actionne- ment par l'intermédiaire de l'engrenage d'an gle 28 à l'arbre 25 et de cet .arbre 25 par l'intermédiaire de l'engrenage d'angle 26 aux arbres 24.
Le mouvement de la mani velle 30 est limité parce qu'il suffit de dé placer les arbres 24 à chaque actionnement de l'arbre 27 d'un angle tel que le chariot 20, 21, 22, 23 se déplace le long,des organes 10, 11 d'une distance égale à l'écartement de deux lignes adjacentes du dessin linéaire.
32 indique une manivelle calée sur l'une des ex- trémités de l'arbre 25 pour permettre d'a-c- tionnerdirectement à la main cet arbre, lors qu'on veut déplacer le chariot 20, 21, 22, 23 plus rapildement que ce n'est le cas à l'aide des engrenages décrits ci-dessus.
Sur l'arbre 22 est monté un bâti 33 mo bile longitudinalement. Ce bâti se projette sur la barre 23 et repose sur cette barre par l'interauédiaire d'un galet 34. Ce bâti 33 constitue le sous-chariot du chariot 20, 21, 22, 23 et peut se déplacer soit solidairement avec le ,chariot, soit indépendamment.
Son déplacement indépendant die celui du chariot est dirigé à angle droit -du déplacement du chariot 20, 21, 22, 23 et est cam,,mancl*é par un arbre fileté 35 monté dans les coulisseaux 20, 21 et actionné par un moteur électrique 36 monté sur le coulisseau 21. L'arbre 35 est relié au sous-ehariot 33 par un écrou 40 logé dans une extension 39 du sous-chariot.
Cet écrou 40 est monté librement sur l'arbre 35 de manière à pouvoir être entraîné dans le mouvement de rotation de cet -arbre ou -em- pêché de tourner, de manière à commander le d6plaicement ;du sous--chariot 33 dans une direction dépendant du sens de rotation de l'arbre 35.
Cet écrou 40 est automatique ment débrayé du sous-chariot 33 lorsque ce dernier arrive au terme de sa course trans versale et est également embrayé automati quement avec le sous-râariot 33 lorsque le sens de rotation de l'arbre 35 est r±nversé. Le point auquel l'écrou 40 est automatique ment débrayé de l'arbre 35 est ajustable. L'écrou 40 (fig. 13) quia une forme, allon gée, est fileté à ses deux extrémités et porte.
sur ses portions filetées files roues à rochet -t!, 42. 43, 44 indiquent des cliquets montés pivotants sur une tige 45 portée par le solas- chariot 33 et s'étendant au-dessus d'une tige 16 montée sur les coulisseaux 20, 21. Ces cliquets 43, 44 coopèrent chacun avec un des rochets 41, 42. Ces derniers peuvent tourner; sur l'écrou 40. Lorsqu'un des rochets est.
maintenu immobilisé par le cliquet corres pondant, l'écrou 40 tourne d'abord avec l'ar bre 35 et se visse dans ce rochet jusqu'à ce qu'il soit fortement verrouillé audit rochet. L'écrou est alors empêché de tourner par le cliquet, ce qui fait qu'il se déplace le long (le l'arbre 35 et entraîne dans son déplace ment le sous-chariot 33.
L'autre cliquet agit en sens -opposé, de manière que lorsqu'une roue à rochet est verrouillée sur l'écrou, l'au tre se dégage en arrière die manière ,que sa denture dépasse le cliquet. 49, 50 indiquent des paliers à billes interposés entre, les roues < < rochet et l'extension 39. Lorsque le sous- chariot 33 se rapproche du fond -de sa course transversale, un des cliquets 43 ou 44 vient. en contact et soulève un organe conique .17 ou 48 monté sur la tige 46.
Ce cliquet est alors amené hors (le prise avec les .dents<B>de</B> la roue à rochet correspondante. Cette der nière est alors libérée .de même que l'écrou 40, ce dernier et cette roue à rochet tournant avec l'arbre 35 par rapport à. l'extension 39, ce qui a pour effet d'arrêter le déplacement transversal du sous-chariot 33. Les organes 47, 48 sont montés d'une manière ajustable et opposée sur la tige 46.
Le sous-chariot 33 porto un moteur élec trique 51 commandant un poinçon 52. Le moteur électrique 51 et le poinçon 52 sont disposés verticalement. Le montage du .poin çon est tel qu'il puisse être éloigné ou rap proché de la pièce travaillée 14. L'ajuste ment de ce poinçon 52 par rapport à la, pièce travaillée 14 est effectué de l'avant de la ma chine à l'aide d'une poignée 53 montée à l'une ries extrémités d'un arbre 54 tourillonnant flans ces paliers ménagés dans le sous-chariot 33. A son autre extrémité, cet arbre 54 porte une vis sans fin 55, laquelle engrène avec une roue hélicoïdale 56 .calée sur un arbre 57.
Cet arbre 57 est monté dans des palier. 58, lesquels sont portés par des tiges 59 mon- t@ûs dans des consoles 60 ;du sous-chariot 33. L'arbre 57 porte un pignon 61 :qui engrène avec une crémaillère 6? formée sur un organe 63 dans lequel le parte-poinçon est monté à rotation. Le poinçon 52 peut de cette ma nière être soulevé ou abaissé à l'aide de la poignée 53 sans interrompre son mouvement de rotation sur lui-même.
Sur les extrémités de l'arbre 57 sont -mon tés des pignons 64, 65, respectivement. Le pignon 64 engrène av ee une crémaillère 66, tandis que le pignon 65 engrène avec une crémaillère <B>67.</B> L;1 crémaillère 66 est dis posée -au4lessous du pignon 64, tandis que 1 < z crémaillère 67 se trouve au-dessus du pignon 65. Ces crémaillères 66, 67 sont montées mobiles dans des guides 68, montés sur les paliers 58. Chacune .de ces crémaillères 66, 67 est soumise à l'action d'un ressort 68a.
Ce.s ressorts 68a sont chacun reliés à l'une de leurs extrémités à, la partie antérieure Ii sous-cliariot 33 et à l'autre extrémité à iwe cheville verticale 69 portée par les crémail lères 66, 67. Ces ressorts 68a emmagasinent tout recul ou jeu des engrenages 64, 65 et 66, 67.
Le jeu ou recul pouvant se produire dans l'engrenage 61, 62 est absorbé par un ressort 80 relié à une de ses extrémités à la partie inférieure du sous-chariot 33 et à son autre extrémité à une barre 81., lzi.qnelle est montée à. pivot à, l'une de ses extrémités sur lia partie forée du sous-chariot 33 et vient en prise par son autre extrémité à travers une connexion à. fente et cheville avec la partie supérieure de l'organe 63.
Chacune des chevilles verticales 69 por tée par les crémaillères 66, 67 est également reliée à une tige 70 qui s'étend vers la partie antérieure du sous-chariot 33 où. elle est re liée à un bras ou console 71, qui s'étend à. travers une fente ménagée dans la paroi la térale du sous-chariot 33, traverse cette fente et au delà est reliée à. un coulisseau <B>729.</B> Les coulisseaux 72 sont montés chacun sur une console 74 portée par le sous-chariot 33. Ils coulissent sur .cette console par l'intermé diaire de billes 75.
Il y a trois billes entre chaque coulisseau et la console correspon dante. Chaque coulisseau 72 porte un micros cope 73 et un contrepoids 76. Chaque mi croscope est muni d'un réticule. que l'opéra teur maintient au-dessus d'une des lignes du dessin. liné=aire en actionnant la poignée 53, lorsque le sous-chariot 33 se déplace à tra vers le chariot 20, 21, 22, 23. Cet actionne- ment de la poignée 53 agit également sur le poinçon 52 qui est alors soulevé- ou abaissé conformément à la déformation de la ligne.
L'opérateur est assisté dans l'identification de la ligne qu'il est en train de tracer, par un pointeau 86 monté d'une manière ajusta- ble dans la rainure à. queue d'aronde 15 de l'organe 13.
Un ,des coulisseaux 72 est muni d'une échelle<B>77,</B> tandis que le sous-chariot 33 porte une aiguille 78. L'échelle 77 règle le relief dans lequel la copie est sculptée. Au com- m-encoment des opérations,. on choisit cette échelle de relief, puis le poinçon est amis en action et dépil.acé de manière à pénétrer d'ans la. pièce travaillée, jusqu'à ce que l'échelle soit déplacée par rapport à l'aiguille 78 vers la figure qui indique le degré de relief.
Le poinçon est alors maintenu dans sa position d'ajustage, tandis que la. première ligne du dessin linéaire est tracée, ligne qui est dé formée.
83 indique une console montée sur l'une des tiges 59. Cette console est disposée en ligne avec la crémaillère 66 et porte une vis 84 ajustable. La crémaillère 66 porte égale ment une vis @de réglage 85 à son extrémité adjacente à. la vis 8.1. Par le réglage de ces vis 84. 85 de manière qu'elles viennent en contact lorsque l'échelle et l'aiguille sont en position, on empêche de sculpter trop pro fondément dans la pièce travaillée.
87 indique un disque monté à rotation sur le coulisseau 21. Ce disque porte une graduation et est entraîné à tourner cran par cran par rapport à. une aiguille 88 . à l'aide d'un engrenage actionné par la. mani- velle 30. Ce disque indique de cette ma nière le nombre de lignes que l'opérateur a tracées.. Dans certains cas, il peut convenir de faire simultanément sur la machine deux copies d'une figure. Dans -De cas, la machine est munie de deux moteurs électriques 51 et de doux poinçons 52 montés chacun sur un (les côtés du sous-chariot 33 comme repré senté aux fig. 11 et 12.
Les poinçons 52 sont alors soulevés ou abaàssés par l'engre nage 62, 61 comme dans le cas précédent, l'arbre 57 étant alors prolongé au delà du sous-chariot 33 et les pignons 61 étant mon tés sur les extrémités de cet arbre. Ces pi gnons peuvent avoir les mêmes dimensions. Dans ce cas, les deux copies seront identi ques; ou bien un des pignons 61 peut être plus grand que l'autre, ce qui fait que le degré de relief d'une des copies sera diffé rent de l'autre.
Le jeu ou recul dans les deux séries d'engrenages 61, 62 est em pêché par (les ressorts 80a, 80b. Le ressort 80a qui agit sur une série (l'engrenages 61, 62 est relié à l'une de ses extrémités à la partie supérieure du support (lu moteur et à son autre extrémité .à une cheville 90 por tée par l'organe 63. Le ressort 80b est relié à une de ses extrémités à une cheville 91, portée par une tige coulissant verticalement 92 et à son autre extrémité par une cheville 93 portée. par une console fixe 94 supportant l'organe 63 -dans lequel le porte-poinçon est. monté à. rotation.
Les ressorts 80a, 80b agis sant en sens inverse absorbent le ,jeu ou re cul dans les deux -directions. Pour pouvoir s'adapter à des engrenages de diamètre dif férent, les consoles 94 sont rendues ajusta bles par rapport -à l'arbre 57 -à l'aide de con nexions à tenon et mortaise 95, 96 respec tivement.
L'opérateur peut travailler avec l'un ou l'autre des microscopes, mais choisira la pla que de guidage qui montre le mieux la ligne particulière qu'il est en train de graver.
Pour reproduire des copies en creux, les plaques de guidage sont disposées dans la machine à graver de la même manière que lorsqu'on veut obtenir des productions en relief, mais alors chacune est tournée d'un angle de 180 autour d'un axe se trouvant dans le plan de la plaque.
Cette transposition des plaques de gui- clage, c'est-à-dire le placement des plaques prises respectivement dans les appareils photographiques de gauche et de droite dans les positions normalement occupées par les plaques prises dans les appareils photogra phiques de droite et de gauche respective ment, permet d'obtenir des reproductions renversées de gauche .à droite. Ceci s'appli que également 'a la. gravure en creux ou en bosse.