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MECANISME DE COMMANDE ET DE REGLAGE POUR MACHINES ET APPAREILS-
La présente invention concerne, d'une manière générale, les mé- canismes de commande et de réglage et, plus particulièrement, un mécanisme à armement automatique du type caractérisé par un système articulé qui accu- mule et libère de l'énergie, suivant la position du système articulé par rapport à une position de point mort, de façon à faire fonctionner dans un ordre de succession voulu des éléments mécaniques, tels que par exemple l'embrayage d'une machine-outil.
Le dispositif articulé accumulant et libérant de l'énergie du type général précité comprend des moyens élastiques oscillant qui agissent sur un levier oscillant de façon que la ligne de force de ces moyens élas- tiques exerce une force sur le levier lorsque le système articulé se .trou- ve d'un côté ou de l'autre d'une droite coupant l'axe autour duquel les moyens élastiques et le levier oscillent. Mais, alors que, jusqu'à présent, il était nécessaire d'armer initialement le système articulé ou de prévoir un élément de temporisation ou de réaliser une succession de mouvements, on a complété ou remplacé dans la pratique ces systèmes articulés par des dispositifs électriques ou mécaniques.
Pour actionner les embrayages des machines-outils, telles que, par exemple, les presses, on emploie dans la pratique des embrayages à griffes à déclenchement mécanique, avec des cames remplissant la fonction de temporisation, ainsi que celle du débrayage. Il và sans dire que ces cames sont coûteuses à fabriquer, difficiles à usiner et doivent correspon- dre avec précision aux éléments complémentaires qu'elles actionnent, pour éviter avec certitude les incompatibilités dans le fonctionnement de la ma- chine.
Outre ces inconvénients précités, les éléments de machine à déclen- chement mécanique subissent généralement un certain retard, car les surfaces des cames ne provoquent le mouvement des éléments que par leurs parties ex- trêmes, ce qui peut donner lieu à une certaine incompatibilité entre le mouvement de la çame et celui des organes qu'elle actionne à chaque tour de l'arbre commandé, et à des bruits et de l'usure qu'on observe couramment dans les embrayages du type à griffes.
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Outre les embrayages du type précité., il existe de nombreux au- tres types de mécanismes de commande ou d'espacement combinés dans le même but avec des éléments à mouvement alternatif et fonctionnant par interpô= sition d'une cale ou d'un dispositif d'espacement entre un élément menant et un élément mené à mouvement alternatif, pour transmettre le mouvement du premier au second. Ces mécanismes ont aussi l'inconvénient d'être bruyants et, dans certains cas, il est nécessaire, en raison de l'inertie initiale et du frottement de l'élément mené, de prévoir certains moyens pour appli- quer une force extérieure de façon à céder de l'énergie à l'élément mené et à provoquer son mouvement pendant sa course de fonctionnement, sans retard.
Il résulte évidemment du retard que le dispositif fonctionne avec bruit, subit une usure excessive et que la course de l'élément mené est incomplète.
Le principal objet de l'invention consiste donc dans un méca- nisme de commande et de réglage exempt des inconvénients précités et à armement automatique.
D'autres objets de l'invention sont les suivants : un mécanisme de commande et de réglage qui comprend un disposi- tif propre à faire fonctionner l'appareillage commandé dans un ordre de succession déterminé; un mécanisme de commande et de réglage qui peut servir à rendre l'organe commandé actif ou inactif, suivant les cas; un mécanisme du type général précité qui comprend un dispositif pour déterminer les instants de fonctionnement des moyens accumulateurs d'énergie.
Un mécanisme de commande et de réglage ,qui comprend un dispo- sitif pour faire varier la position de la ligne suivant laquelle agit la force élastique, de façon à obtenir ainsi la succession des opérations qu'on désire; un mécanisme de commande et de réglage qui peut servir à pro- voquer le fonctionnement à répétition de l'appareillage commandé; un mécanisme de commande et de réglage qui comprend un dis- positif pour empêcher l'organe commandé de fonctionner accidentellement ou intempestivement;
un mécanisme de commande et de réglage qui peut servir d'une manière particulièrement avantageuse en combinaison avec les mécanismes du type embrayage et qui est conçu de façon que, lorsqu'il est combiné avec un embrayage du type comprenant des organes menants et menés à mou- vement alternatif,l'élément menant peut fonctionner à vide sans liaison entre les surfaces par lesquelles le mouvement de l'élément menant est transmis à l'élément mené, en obtenant ainsi avec certitude un fonctionne- ment sans bruit; une nouvelle forme de construction et une nouvelle disposi- tion du mécanisme de commande et de réglage, qui permettent de faire varier le mouvement et la temporisation de l'élément menant conformément aux ca- ractéristiques de l'appareillage ou du mécanisme avec lequel-le mécanisme est combiné;
des moyens facilitant l'assemblage, le démontage et le réglage des éléments du mécanisme.
Un exemple de réalisation du mécanisme suivant l'invention est représenté sur les dessins annexés sur lesquels : la fig. 1 est une vue en perspective partielle d'une presse avec laquelle est combiné un mécanisme de commande et de réglage comprenant les caractéristiques de l'invention; la fig. 2 est une vue en perspective des éléments démontés du mécanisme et des éléments correspondants du dispositif commandé (embrayage), et combinés avec le mécanisme ;
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la fig. 3 est une élévation, à plus grande échelle, semblable à la fig. 1, du mécanisme de commande au moment où le dispositif articulé de commande doit être déclenché avant de s'armer et de commander ensuite le dispositif combiné avec lui ;
la fig. 4 est une élévation semblable à la fig. l, au moment où le dispositif articulé de commande s'est armé et commence à agir sur l'orga- ne combiné avec lui; la fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la fig. 3, la fig. 6 est une élévation latérale représentant les éléments du mécanisme dans les positions qu'ils occupent après avoir continué leur mouvement à partir de la position de la fig. 4; la fig. 7 est une coupe de détail suivant la ligne 7-7 de la , fig. 3; la fig. 8 est une coupe de détail suivant la ligne 8-8 de la fig. 14; la fig. 9 est une coupe de détail suivant la ligne 9-9 de la fig. 6 ; la fig. 10 est une vue en perspective de trois-quarts du mécanisme ;
la fig. 11 est une élévation semblable aux figs. 1, 4, 5 et 6, représentant les éléments du mécanisme dans les positions qu'ils occupent au moment du blocage de l'accouplement oscillant entre les éléments du dispositif articulé avant que ce dispositif revienne dans la position de la fig. 1, la fig. 12 est une coupe de détail à plus grande échelle sui- vant la ligne 12-12 de la fig. 11, la fig. 13 est une élévation semblable à la fig. 6 représentant les éléments dans les positions qu'ils occupent au moment où ils s'approchent (dans la direction de la position de blocage) de la ligne suivant laquelle agit la force du dispositif élastique, la fig. 14 est une élévation latérale montrant le réglage du mé- canisme pour faire fonctionner à répétition le dispositif commandé.
Le mécanisme de commande et de réglage est représenté, à titre d'exemple en combinaison avec une presse 20, fig. 1, pourvue d'un embrayage hydraulique 21 du type décrit dans le Demande de brevet belge n 384.455 du 26 janvier 1950 pour "Mécanisme actionné par fluide". Cet embrayage comprend un piston 22, fig. 5, qui est accouplé par une barre d'excentri- que 23 à un excentrique 24 de l'arbre de commande 25 de la presse. Le pis- ton 22 est engagé et peut subir des déplacements alternatifs dans un cylin- dre 26 qui est fermé à son extrémité inférieure et qui, dans la forme de réalisation représentée, fait partie du plateau mobile de la presse.
Le cy- lindre 26 peut se déplacer lui-même dans.les deux sens dans un cylindre 27 qui sertde carter à l'embrayage et est pourvu au voisinage de son extrémité inférieure fermée de lumières 28, par lesquelles l'intérieur du cylindre 26 peut communiquer avec une chambre 29 formée dans la paroi intérieure du cylindre 27. La chambre 29 et l'intérieur du cylindre 26 contiennent un li- quide qui peut circuler dans les deux sens à travers les lumières 28 lors- que le cylindre 26 monte en découvrant ces dernières. La machine peut ainsi fonctionner à vide.
Lorsque le cylindre 26 descend de façon à fermer les lu- mières 28 et que le piston 22 descend, le liquide emprisonné entre le piston et l'extrémité fermée du cylindre 26 établit un accouplement positif entre les deux éléments'et le mouvement de descente du piston 22 est transmis en- suite au cylindre 26 par l'intermédiaire de ce liquide. Le plateau mobile de la presse exécute ainsi une course de travail.
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Le mouvement de descente initial du cylindre 26 pour fermer les lumières 28 s'effectue de préférence indépendamment de l'action du piston 22. Le dispositif représenté comprend un bras 30, qui porte un galet 31 en-
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gagé dans une gorge annulaire '2 formée dans le cylindre 26. Le bras 30 est fixé sur un arbre 11 tourillonné dans un roulement l4. monté dans une paroi latérale du corps de cylindre 27. L'arbre 33.porte à son extrémité extérieure
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un bras de commande 35., qui peut faire tourner le bras 30 de l'angle qu'on désire. L'arbre 33 est incliné vers le haut dans la direction de l'axe du cy- lindre 26 et son axe propre se trouve d'un même côté de l'axe du cylindre 26.
L'arbre 33 étant ainsi monté, le galet 31 décrit un trajet hélicoïdal lorsque
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le bras O tourne avec l'arbre 33 et le diamètre de ce trajet hélicoïdal est sensiblement le même que celui du cylindre 26. Par conséquent, le galet 31 reste dans la gorge dont il suit les parois lorsque l'arbre 33 fait tourner le bras 30.
Le mécanisme de commande et de réglage suivant l'invention est combiné avec le bras 35 et, dans ces conditions, commande le fonctionnement de la machine 20 en déterminant la position du cylindre 26. L'extrémité su- périeure du bras 35 est en forme de fourche dont les branches opposées pré- sentent des fenêtres arquées 36 l'une en face de l'autre, fig. 5. Une bielle
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de commande 7 combinée avec le bras z présente une chape ou tête 8 dont les branches sont disposées de chaque côté des branches de la fourche du
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bras 35. et sont articulées sur ces dernières au moyen d'un axe 39. La bielle 37 est montée de fagon à osciller autour d'un axe situé entre ses extrémités.
On remarquera en considérant à ce propos la fig. 5, que la chape 38 porte une
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tige qui se termine par une partie de diamètre réduit 1, ménageant un épaulement 42 au point de jonction entre les parties de grand et de petit
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diamètre de la tige 40. Un manchon 41 est monté sur la tige et présente va son extrémité inférieure un rebord intérieur 44 qui coulisse sur la tige, la surface interne du manchon étant à une certaine distance de la tige sur la majeure partie de sa longueur.
Le manchon traverse, à son extrémité supé- rieure, une ouverture pratiquée dans un prolongement latéral 45 de l'extré- mité supérieure d'un bras 46, et il est soudé dans cette ouverture; le bras 46 est monté, à son extrémité inférieure, pour osciller sur un axe 47 tou- rillonné dans l'extrémité supérieure d'un bras 48 porté par le corps de
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cylindre 27. Un ressort en hélice 42. est disposé autour du manchon il entre un épaulement de la chape et le prolongement latéral àj¯, et constitue le dispositif qui accumule et libère de l'énergie pour actionner le dispositif articulé. Celui-ci comprend aussi un second ressort 50 disposé autour du
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prolongement de diamètre réduit g de la tige , entre l'épaulement et un écrou de guidage 51 vissé sur l'extrémité du prolongement de diamètre réduit.
La fonction du ressort 50 sera décrite plus loin.
Le mécanisme de commande et de réglage est pourvu d'une poignée
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z portée par un bras dirigé latéralement d'un levier coudé 53< dont l'au- tre bras dirigé vers le bas est pivoté en un point situé entre ses extrémi- tés, sur un axe 54 porté par le carter de l'embrayage. L'extrémité intérieu-
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re d'un loquet 5,5. fig. 2, est pivotée par un axe 2Q sur le bras dirigé latéralement du levier 53. et l'extrémité en forme de croc19t 57' fige 6 du loquet peut s'accrocher sur un goujon 22 ou s'en décro=1.er, voir aussi la fig. 9, ce goujon étant porté par un bras 59.
Ce dernier est pivoté sur l'axe 54 et il est rappelé par un ressort 60 dans la direction d'un goujon d'arrêt 61 porté par l'extrémité extérieure d'un bras 62, fixé d'une
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manière réglable sur l'extrémité extérieure de l'axe zal, le ressort d0 é- tant disposé entre le bras oscillant 59 et le bras fixe 62 et une extrémité de ce ressort étant attachée à chacun de ces bras.
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Le goujon 58 qui coopère avec le loquet 22 traverse le bras 59 et porte à son extrémité extérieure un galet 63 qui ccopère avec un élément
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de loquet Q4. articulé par un axe qui entre les branches prolongées de la fourche du bras de commande 35.
L'élément de loquet 64 est'pourvu d'une fe- nêtre 66 qui sur la majeure partie de sa longueur a une forme générale cor- respondante à celle des fenêtres des branches prolongées de la fourche du bras 35, mais qui, à l'extrémité libre de l'élément de loquet prend une
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direction sensiblement perpendiculaire de façon a. former une encoche 67
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dans laquelle l'axe 39 peut pénétrer de façon à bloquer le mécanisme et à l'empêcher de fonctionner accidentellement ou intempestivement.
Pour actionner l'embrayage 21,en supposant que la machine tour- ne et que le piston 22 fonctionne à vide, en se déplaçant d'un mouvement al- ternatif, pendant que le cylindre 26 est soulevé dans une position dans la- quelle les lumières 28 permettent au liquide de circuler librement dans les deux sens, entre l'intérieur du cylindre et le réservoir 29, on abaisse la poignée 2 (en la faisant tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre). Lorsque le levier 53 tourne sur l'axe 54, sous l'action de la poi- gnée 52, le loquet 55 qu'elle porte et qui, à ce moment, s'accroche derrière le goujon 58, fait osciller le bras 59 et le galet 63 qu'il porte dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, à l'encontre de la résistance- oppo- sée par le ressort 60.
Lorsque le bras 59 tourne de cette manière, le galet 63 agit contre l'extrémité libre de l'élément de loquet 64 en un point 68 où la surface-came qu'il forme est sensiblement verticale, de façon à em- pêcher un déclenchement intempestif de l'élément de loquet sous l'effet d'un mouvement brusque de la poignée (on remarquera qu'à partir du point 68, la surface-came de l'extrémité libre de l'élément de loquet change de direction vers la surface inférieure en faisant un angle d'environ 40 ).
Le ressort 49 commence donc à se bander tandis qu'en même temps le mouve- ment en sens inverse des aiguilles d'une montre du bras 35 commence à faire descendre le cylindre 26. Le mécanisme de commande et de réglage se trouve à ce moment dans sa position de déclenchement et, étant donné que le piston 22 (qui se déplace à-vide dans le cylindre 26) vient, lorsqu'il s'élève, en contact avec une bague de levée 69, fig.
5, située à l'extrémité supérieure du cylindre 26 qui est abaissé à ce moment par la poignée 52, le cylindre 26 est soulevé légèrement en faisant tourner légèrement le bras de commande 35 dans le sens des aiguilles d'une montre à l'encontre de la résistance exercée par le bras 59 du galet (l'effort exercé par le ressort 49 agissant sur l'élément de loquet pour le maintenir bloqué malgré les charges normales sur la poignée). Le piston 22 et le cylindre 26 venant en contact de la ma- nière décrite, l'élément de loquet 64 oscille vers le haut autour de son axe 65, fige 3.
A ce moment, l'axe 22 peut descendre dans les fenêtres'inclinées 36 du bras de commande 35 jusqu'à ce qu'il arrive dans la position de la fig. 4, l'angle d'inclinaison des fenêtres 36 étant déterminé de façon à ralentir le mouvement de l'axe à l'extrémité des fenêtres pour éviter l'u- sure. L'énergie accumulée dans le ressort 49 s'applique donc ensuite du côté gauche d'une droite 70 passant par l'axe du bras de commande 35, et fait ainsi tourner le bras 12 dans le sens inverse des aiguilles d'une mon- tre, fig. 6, et ce faisant, abaisse le cylindre 26 pour fermer les lumières 28.
Etant donné que la masse de liquide est ainsi emprisonnée entre le pis- ton 22 et le cylindre 26, le mouvement du piston se transmet au cylindre et ces deux éléments se déplacent en un même ensemble en faisant tourner le bras 35 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, sans que le dispositif articulé sollicité par le ressort, et qui a été développé à sa longueur maximum, continue à exercer un effort. Pendant la première partie de ce mouvement, un excentrique 71, fig. 10, sur le bras de commande 35, attaque une surface-came 72 du loquet 55, fig. 11 et 12, en libérant ainsi le bras à galet 59 et permettant au ressort 60 de le faire revenir dans sa position initiale contre le goujon d'arrêt 61.
Sur la fig. 11, les éléments du mécanisme de commande sont repré- sentés dans les positions qu'ils occupent lorsque le cylindre 26 est venu à l'extrémité inférieure de sa course, étant entendu que l'axe 12 est remonté dans les fenêtres 36, du fait que le dispositif articulé s'est raccourci et cet axe a pénétré de nouveau dans l'encoche 67 de l'élément de loquet 64, de sorte qu'il est de nouveau immobilisé dans les fenêtres. Le retour du loquet dans sa position de blocage est obtenu par une surface-came 73 de l'élément de loquet 64 attaquée par l'axe 39 lorsqu'il s'élève dans les fenêtres 36 du bras de commande 35.
Le mouvement de l'élément de loquet est également assuré de la manière voulue par son inertie qui a tendance à le faire tourner dans le sens des aiguilles d'une montre lorsque le bras de commande 35 est arrêté à la fin de sa course.
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Une fois terminée la course descendante du piston 22 et du plateau qu'il commande, le piston remonte et comme il est encore en contact avec la bague de levée 69, fig. 5, de l'extrémité supérieure du cylindre 26, il en- traîne ce dernier avec lui. Le mouvement ascendant du cylindre 26 se transmet à l'arbre 33 par le bras à galet 30. Le bras de commande 35 tourne donc dans le sens des aiguilles d'une montre. Si l'on se reporte à la fig. 13 et si l'on considère la droite de point mort 70, on remarquera que le dispositif articulé qui comprend les éléments 35 et37 se rapproche de la position de point mort et que le ressort f se bande à ce moment. Dès que le dispositif articulé dépasse la position de point mort, l'énergie accumulée dans le ressort 49 est libérée pour amener le mécanisme dans la position de blocage de la fig. l.
Suivant l'invention, le mécanisme de commande et de réglage a pour fonction d'amener et de maintenir le cylindre 26 dans une position dans laquelle il reste hors de contact avec le piston 22 pendant que celui-ci fonctionne à vide. A cet effet, le mécanisme est conçu de façon que, lors- que le ressort 49 l'amène dans la position de blocage précitée, il agit pour soulever le cylindre 26 à une hateur suffisante pour que le piston 22 puisse se déplacer dans les deux sens entre les limites de sa course sans venir en contact avec la bague de levée 69. Le fonctionnement sans bruit de l'em- brayage est ainsi assuré.
A ce propos, il y a lieu de remarquer qu'étant donné que le bras à galet 30 décrit un arc considérable pour tout mouvement ascendant appréciable du cylindre 26, il en résulte un grand avantage mécani- que, du fait que la force du ressort 49 du dispositif articulé subit une forte multiplication. Le dispositif élastique servant à cet effet peut donc être relativement faible.
Le mécanisme fonctionnant de la manière décrite, le plateau mo- bile de la presse avec lequel il est combiné effectue une seule course de tra- vail, lorsqu'on abaisse la poignée 52 et qu'on la ramène dans sa position initiale,la machine fonctionnant à vide jusqu'à ce qu'on abaisse de nouveau la poignée. Suivant l'invention, un dispositif est prévu pour provoquer le fonctionnement à répétition du plateau, ce mode de fonctionnement étant a- vantageux dans certains cas, par exemple dans les opérations de martelage.
Ce dispositif est désigné d'une manière générale par 74 et il est représenté en position de repos sur toutes les figures, sauf les figs. 8, 10 et 14, sur lesquelles il est représenté en position de fonctionnement.
Le dispositif 74 est monté sur un support 75 qui est porté par le carter de l'embrayage et il comprend un arbre vertical 76 tourillonné dans ce support. Un levier 77 porté par l'extrémité inférieure de l'arbre sert à le faire tourner. Les mouvements de rotation de l'arbre 76 servent à soulever et à abaisser un élément de butée 78. Cet élément comprend une branche verticale pourvue d'une boutonnière 79dans laquelle passe une vis de guidage 80 et porte un bras 81 en forme de C à travers lequel passe l'arbre 76. Une partie horizontale 82 de la butée à laquelle est fixée la partie 81 en forme de C porte une came 83 en forme d'auget qui coopère avec un doigt transversal 84 porté par l'arbre.
Un ressort en hélice 85 disposé entre le doigt transversal et la branche horizontale de la partie en forme de C de la butée, agit pour soulever l'élément de butée lorsqu'on fait tourner le levier 77 de la position de la fig. 13 dans celle de la fig. 14 et de la position de la fig. 7 dans celle de la fig. 8. Dans les positions des figs. 7 et 13, le ressort 85 est fortement comprimé et en réagissant con- tre le bras horizontal de l'élément en forme de C et le doigt transversal 84. il maintient la butée dans sa position inférieure. Le ressort 85 étant à l'état comprimé, le doigt transversal 84 passe sur les bords supérieurs de la came 83 en forme d'auget et il est supporté par ces oords.
Mais, lorsqu'on amène le levier 77 dans la position des figs. 8, 10 et 14, le doigt transversal 84 pénètre dans l'auget de la came et, comme l'effort de compression sur le ressort 85 s'en trouve diminué, la butée est soule- vée dans sa position active.
L'élément de butée 78 étant en position active, la partie ho- rizontale 82 se trouve sur la trajectoire de l'élément de loquet 64 qui est
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porté par le bras de commande 35. Par suite, lorsque ce bras arrive dans la position de la fig. 14, le talon 86 de l'élément de loquet vient en contact avec la partie 82 de la butée, comme le montre également la fig. 8, et par suite, l'élément de loquet ne peut pas osciller sur son axe 65 pour venir dans sa position de blocage de la manière décrite précédemment.
Etant donné que l'élément de verrou ne peut pas revenir dans sa position activez-le mouvement à vide ou la course morte qui en résulte entre les éléments du dispositif ar- ticulé empêche celui-ci de dépasser la position de point mort dans la direc- tion de sa position de blocage, le ressort 49 continuant à solliciter le bras de commande 31 et le cylindre 26 vers la position inférieure ou laté- rale de déclenchement du mécanisme. Dans ces conditions, le dispositif com- mandé fonctionne à-répétition, étant entendu qu'on peut manoeuvrer le levier 77 à n'importe quel moment pour interrompre ce fonctionnement.
Le ressort 50, fig. 5, combiné avec le ressort principal 49 du dispositif articulé de commande, a l'avantage d'amortir le choc de l'axe 39 de la bielle 37 lorsqu'il vient initialement en contact avec les extré- mités des fenêtres 36, étant donné que, dans cette position, fige Il, les ressorts 49 et 50 son équilibrés. Par suite, l'axe 39 ne subit aucune charge à l'origine de l'attaque et les chocs et les usures des organes'sont ainsi sensiblement réduits.
Divers dispositifs de réglage sont prévus pour assurer le fonc- tionnement du mécanisme de la manière voulue et ils ont principalement pour but d'éviter d'avoir à les usiner ou à les assembler avec des tolérances é- troites. Par exemple, une vis 87, fig. l, qui constitue une butée de la queue 88 du bras de commande 31, -peut être réglée de façon à établir le jeu qu'on désire entre la partie supérieure du piston 22 et la bague de levée 69 à l'extrémité supérieure de la course du piston.
La possibilité de régler le bras 62, qui porte la butée à galet 59, permet de régler la poignée 52 et le bras à galet 62 jusqu'à ce qu'on obtienne le jeu qu'on désire, géné- ralement de 0,79 mm entre l'élément de loquet 64 et le bras à galet en em- pêchant ainsi un contact métallique lorsque le bras à galet ne fonctionne pas.
De préférence, la tige 76 du dispositif de réglage du fonction- nement à répétition 74 porte une vis d'arrêt 89 qui sert à limiter le mou- vement de rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre de la poignée 52, et des éléments qui l'accompagnent. On règle la vis de butée 89 de façon que le bras à galet 59 commence juste à venir en contact avec la surface-came inclinée de l'élément de loquet 64 au point 90, fig. 3. Le mouvement de levée de l'élément de loquet 64 ést ainsi assuré sous l'effet du mouvement de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre du bras 31, en raison de la liaison cinématique entre le cylindre 26 et le piston 22, fig. 5, et ainsi qu'il a été décrit précédemment.
Suivant l'invention, on peut accoupler une pédale mécanique telle qu'elle est décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis ? 101 218, avec le mécanisme de commande et de réglage, dont on peut ainsi se servir lors- qu'on le désire, mais qui n'introduit pas une charge supplémentaire qui s'oppose au mouvement de la poignée 52 lorsqu'on emploie cette dernière.Ce dispositif est représenté sur les figs. 1 et 4. On peut voir. sur la fig. 1 que l'extrémité de la gaine extérieure fixe 92 d'un câble flexible est at- tachée à une butée 91 qui fait partie du bâti de la machine et qui sert é- galement à supporter un ressort 93.
L'élément intérieur, coulissant 94 du dispositif à câble présente une extrémité filetée introduite dans un oeil- let 95 de l'extrémité inférieure du levier 53 et est portée par lui. Un é- crou 96, qui se visse sur l'extrémité filetée de l'élément coulissant du disposifif à câble retient le ressort 93 entre l'oeillet 95 et la butée 91 de façon à ramener la poignée 52 dans sa position supérieure lorsqu'elle a été abaissée dans la position des figs. 4 et 6. Ainsi qu'on peut le voir, l'oeillet 95 peut coulisser sur l'élément coulissant 94, de sorte que la pédale non représentée qui y est accouplée reste immobile lorsqu'on action- ne la poignée 52.
Par suite, il n'est pas nécessaire d'exercer un effort à la main sur la poignée 52 pour surmonter l'effort du ressort combiné avec
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la pédale. On diminue ainsi l'effort à exercer sur la poignée et par suite la fatigue de l'ouvrier. Bien entendu, lorsque le câble 94 est actionné par la pédale, le ressort 93 contribue à faire revenir la pédale dans sa po- sition en agissant contre la butée 81.
L'invention ne doit pas être considérée comme limitée à la for- me de réalisation représentée et décrite du dispositif de commande et de réglage combiné avec un embrayage d'un type spécial, qui n'a été choisie qu'à titre d'exemple, étant donné que le mécanisme est caractérisé par des particularités qui permettent de profiter de ces avantages en combinaison avec divers types de machines, dispositifs et mécanismes, dans lesquels on désire obtenir une succession déterminée de mouvements d'organes méca- niques.
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CONTROL AND ADJUSTMENT MECHANISM FOR MACHINES AND APPLIANCES
The present invention relates, in general, to control and adjustment mechanisms and, more particularly, to an automatic cocking mechanism of the type characterized by an articulated system which accumulates and releases energy, depending on the type of device. position of the articulated system relative to a neutral position, so as to operate in a desired order of succession mechanical elements, such as for example the clutch of a machine tool.
The articulated device accumulating and releasing energy of the aforementioned general type comprises resilient oscillating means which act on an oscillating lever so that the line of force of these elastic means exerts a force on the lever when the articulated system is in motion. finds on one side or the other of a straight line intersecting the axis around which the elastic means and the lever oscillate. But, while, until now, it was necessary to initially arm the articulated system or to provide a timing element or to carry out a succession of movements, these articulated systems have been completed or replaced in practice by electrical devices. or mechanical.
In order to actuate the clutches of machine tools, such as, for example, presses, mechanical release clutches are used in practice, with cams fulfilling the function of time delay, as well as that of the disengagement. It goes without saying that these cams are expensive to manufacture, difficult to machine and must correspond precisely to the complementary elements which they actuate, in order to avoid with certainty incompatibilities in the operation of the machine.
In addition to these aforementioned drawbacks, machine elements with mechanical release generally suffer a certain delay, since the surfaces of the cams only cause the elements to move through their extreme parts, which can give rise to a certain incompatibility between the movement of the blade and that of the components which it actuates at each revolution of the driven shaft, and to noises and wear which are commonly observed in clutches of the claw type.
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In addition to clutches of the aforementioned type, there are many other types of control or spacing mechanisms combined for the same purpose with reciprocating elements and operating by interposing a wedge or device. spacing between a driving element and a reciprocating driven element, to transmit the movement from the first to the second. These mechanisms also have the drawback of being noisy and, in certain cases, it is necessary, due to the initial inertia and the friction of the driven element, to provide certain means for applying an external force in such a way. to yield energy to the driven element and to cause its movement during its operating stroke, without delay.
It obviously results from the delay that the device operates with noise, undergoes excessive wear and that the stroke of the driven element is incomplete.
The main object of the invention therefore consists in a control and adjustment mechanism free from the aforementioned drawbacks and with automatic arming.
Other objects of the invention are the following: a control and adjustment mechanism which comprises a device suitable for making the controlled equipment operate in a determined order of succession; a control and adjustment mechanism which can be used to make the controlled member active or inactive, as the case may be; a mechanism of the aforementioned general type which comprises a device for determining the operating instants of the energy storage means.
A control and adjustment mechanism, which comprises a device for varying the position of the line along which the elastic force acts, so as to thereby obtain the desired succession of operations; a control and adjustment mechanism which can be used to cause repeated operation of the controlled equipment; a control and adjustment mechanism which includes a device for preventing the controlled member from accidentally or inadvertently functioning;
a control and adjustment mechanism which can be used in a particularly advantageous manner in combination with the mechanisms of the clutch type and which is designed so that when combined with a clutch of the type comprising driving and slack driven members - Reciprocally, the driving element can operate at no load without connection between the surfaces by which the movement of the driving element is transmitted to the driven element, thus obtaining with certainty a noise-free operation; a new form of construction and a new arrangement of the control and adjustment mechanism, which allow the movement and timing of the driving element to be varied in accordance with the characteristics of the switchgear or mechanism with which it mechanism is combined;
means facilitating the assembly, disassembly and adjustment of the elements of the mechanism.
An exemplary embodiment of the mechanism according to the invention is shown in the appended drawings in which: FIG. 1 is a partial perspective view of a press with which is combined a control and adjustment mechanism comprising the features of the invention; fig. 2 is a perspective view of the dismantled elements of the mechanism and of the corresponding elements of the controlled device (clutch), and combined with the mechanism;
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fig. 3 is an elevation, on a larger scale, similar to FIG. 1, of the control mechanism at the moment when the articulated control device must be triggered before arming and then controlling the device combined with it;
fig. 4 is an elevation similar to FIG. l, when the articulated control device is armed and begins to act on the organ combined with it; fig. 5 is a vertical section taken along line 5-5 of FIG. 3, fig. 6 is a side elevation showing the elements of the mechanism in the positions they occupy after continuing their movement from the position of FIG. 4; fig. 7 is a detail section taken on line 7-7 of the, FIG. 3; fig. 8 is a detail section taken on line 8-8 of FIG. 14; fig. 9 is a detail section taken on line 9-9 of FIG. 6; fig. 10 is a three-quarter perspective view of the mechanism;
fig. 11 is an elevation similar to FIGS. 1, 4, 5 and 6, showing the elements of the mechanism in the positions they occupy when the oscillating coupling is locked between the elements of the articulated device before this device returns to the position of FIG. 1, FIG. 12 is a detail section on an enlarged scale taken along line 12-12 of FIG. 11, fig. 13 is an elevation similar to FIG. 6 showing the elements in the positions they occupy at the moment when they approach (in the direction of the blocking position) the line along which the force of the elastic device acts, FIG. 14 is a side elevation showing the adjustment of the mechanism to repeatedly operate the controlled device.
The control and adjustment mechanism is shown, by way of example in combination with a press 20, fig. 1, provided with a hydraulic clutch 21 of the type described in Belgian patent application No. 384,455 of January 26, 1950 for "Mechanism actuated by fluid". This clutch comprises a piston 22, fig. 5, which is coupled by an eccentric bar 23 to an eccentric 24 of the control shaft 25 of the press. Piston 22 is engaged and can be reciprocally displaced in cylinder 26 which is closed at its lower end and which, in the embodiment shown, is part of the movable platen of the press.
The cylinder 26 can itself move in both directions in a cylinder 27 which serves as a clutch housing and is provided near its closed lower end with slots 28, through which the interior of the cylinder 26 can. communicating with a chamber 29 formed in the inner wall of cylinder 27. Chamber 29 and the interior of cylinder 26 contain a liquid which can flow back and forth through lumens 28 as cylinder 26 rises uncovered. these last. The machine can thus operate empty.
As the cylinder 26 descends so as to close the lights 28 and the piston 22 descends, the liquid trapped between the piston and the closed end of the cylinder 26 establishes a positive coupling between the two elements and the downward movement of the cylinder. piston 22 is then transmitted to cylinder 26 via this liquid. The movable plate of the press thus executes a working stroke.
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The initial downward movement of the cylinder 26 to close the slots 28 is preferably carried out independently of the action of the piston 22. The device shown comprises an arm 30, which carries a roller 31 in-
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secured in an annular groove 2 formed in the cylinder 26. The arm 30 is fixed on a shaft 11 journaled in a bearing 14. mounted in a side wall of the cylinder body 27. The shaft 33.porte at its outer end
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a control arm 35., which can rotate the arm 30 to the desired angle. The shaft 33 is inclined upwards in the direction of the axis of the cylinder 26 and its own axis is on the same side of the axis of the cylinder 26.
The shaft 33 being thus mounted, the roller 31 describes a helical path when
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the arm O rotates with the shaft 33 and the diameter of this helical path is substantially the same as that of the cylinder 26. Consequently, the roller 31 remains in the groove whose walls it follows when the shaft 33 rotates the arm 30.
The control and adjustment mechanism according to the invention is combined with the arm 35 and, under these conditions, controls the operation of the machine 20 by determining the position of the cylinder 26. The upper end of the arm 35 is shaped. fork, the opposite branches of which present arched windows 36 facing each other, fig. 5. A connecting rod
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control 7 combined with the arm z has a yoke or head 8 whose branches are arranged on either side of the branches of the fork of the
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arms 35. and are articulated on the latter by means of an axis 39. The connecting rod 37 is mounted so as to oscillate about an axis situated between its ends.
It will be noted, in this connection, considering FIG. 5, that yoke 38 carries a
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rod which ends in a reduced diameter part 1, leaving a shoulder 42 at the junction point between the large and small parts
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diameter of the shank 40. A sleeve 41 is mounted on the shank and has at its lower end an inner flange 44 which slides over the shank, the inner surface of the sleeve being spaced from the shank for most of its length. .
The sleeve passes through, at its upper end, an opening made in a lateral extension 45 of the upper end of an arm 46, and it is welded in this opening; the arm 46 is mounted, at its lower end, to oscillate on an axis 47 twisted in the upper end of an arm 48 carried by the body of
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cylinder 27. A helical spring 42. is arranged around the sleeve between a shoulder of the yoke and the lateral extension àj¯, and constitutes the device which accumulates and releases energy to actuate the articulated device. This also comprises a second spring 50 disposed around the
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reduced diameter extension g of the rod, between the shoulder and a guide nut 51 screwed onto the end of the reduced diameter extension.
The function of the spring 50 will be described later.
The control and adjustment mechanism is provided with a handle
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z carried by an arm directed laterally by an angled lever 53 <whose other arm directed downwards is pivoted at a point situated between its ends, on a pin 54 carried by the clutch housing. The inner end
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re of a latch 5.5. fig. 2, is pivoted by an axis 2Q on the laterally directed arm of the lever 53. and the hook-shaped end 57 'freezes 6 of the latch can hook onto a pin 22 or unhook from it = 1.er, see also fig. 9, this stud being carried by an arm 59.
The latter is pivoted on the axis 54 and it is biased by a spring 60 in the direction of a stop pin 61 carried by the outer end of an arm 62, fixed with a
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adjustable manner on the outer end of the axis zal, the spring d0 being disposed between the oscillating arm 59 and the fixed arm 62 and one end of this spring being attached to each of these arms.
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The pin 58 which cooperates with the latch 22 passes through the arm 59 and carries at its outer end a roller 63 which co-operates with an element.
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latch Q4. articulated by a pin which between the extended branches of the fork of the control arm 35.
The latch member 64 is provided with a window 66 which over the major part of its length has a general shape corresponding to that of the windows of the extended branches of the fork of the arm 35, but which, at the free end of the latch element takes a
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direction substantially perpendicular so a. form a notch 67
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in which the pin 39 can penetrate so as to block the mechanism and prevent it from operating accidentally or inadvertently.
To actuate clutch 21, assuming that the machine is running and piston 22 is running empty, moving in a reciprocating motion, while cylinder 26 is raised to a position in which the lights 28 allow the liquid to circulate freely in both directions, between the inside of the cylinder and the reservoir 29, the handle 2 is lowered (by rotating it anti-clockwise). When the lever 53 rotates on the axis 54, under the action of the handle 52, the latch 55 which it carries and which, at this moment, hooks behind the stud 58, causes the arm 59 to oscillate and the roller 63 which it carries in an anti-clockwise direction, against the resistance opposed by the spring 60.
When arm 59 rotates in this manner, roller 63 acts against the free end of latch member 64 at a point 68 where the cam surface it forms is substantially vertical, so as to prevent a trigger. inadvertent movement of the latch element under the effect of a sudden movement of the handle (note that from point 68, the cam surface of the free end of the latch element changes direction towards the lower surface at an angle of about 40).
The spring 49 therefore begins to bend while at the same time the anti-clockwise movement of the arm 35 begins to lower the cylinder 26. The control and adjustment mechanism is at this moment. in its tripping position and, given that the piston 22 (which moves empty in the cylinder 26) comes, when it rises, into contact with a lifting ring 69, fig.
5, located at the upper end of cylinder 26 which is lowered at this time by handle 52, cylinder 26 is lifted slightly by rotating control arm 35 slightly counterclockwise. the resistance exerted by the arm 59 of the roller (the force exerted by the spring 49 acting on the latch element to keep it locked despite the normal loads on the handle). With piston 22 and cylinder 26 coming into contact in the manner described, latch member 64 swings upward about its axis 65, freezes 3.
At this time, the axis 22 can descend into the inclined windows 36 of the control arm 35 until it arrives in the position of FIG. 4, the angle of inclination of the windows 36 being determined so as to slow down the movement of the axis at the end of the windows to prevent wear. The energy accumulated in the spring 49 is therefore then applied to the left side of a straight line 70 passing through the axis of the control arm 35, and thus causes the arm 12 to rotate counterclockwise. tre, fig. 6, and in doing so, lowers cylinder 26 to close ports 28.
Since the mass of liquid is thus trapped between the piston 22 and the cylinder 26, the movement of the piston is transmitted to the cylinder and these two elements move as a single unit by rotating the arm 35 in the opposite direction. clockwise, without the articulated device biased by the spring, and which has been developed to its maximum length, continuing to exert a force. During the first part of this movement, an eccentric 71, fig. 10, on the control arm 35, attacks a cam surface 72 of the latch 55, fig. 11 and 12, thus freeing the roller arm 59 and allowing the spring 60 to return it to its initial position against the stop pin 61.
In fig. 11, the elements of the control mechanism are shown in the positions they occupy when the cylinder 26 has come to the lower end of its stroke, it being understood that the pin 12 is raised in the windows 36, because that the articulated device is shortened and this axis has re-entered the notch 67 of the latch element 64, so that it is again immobilized in the windows. The return of the latch to its locked position is obtained by a cam surface 73 of the latch element 64 engaged by the axis 39 as it rises in the windows 36 of the control arm 35.
The movement of the latch member is also provided in the desired manner by its inertia which tends to make it rotate clockwise when the control arm 35 is stopped at the end of its stroke.
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Once the downward stroke of the piston 22 and of the plate that it controls is completed, the piston rises again and as it is still in contact with the lifting ring 69, fig. 5, from the upper end of cylinder 26, it drags the latter with it. The upward movement of the cylinder 26 is transmitted to the shaft 33 through the roller arm 30. The control arm 35 therefore rotates in the direction of clockwise. If we refer to fig. 13 and if we consider the line of neutral 70, it will be noted that the articulated device which comprises the elements 35 and 37 approaches the position of neutral and that the spring f strains at this time. As soon as the articulated device exceeds the neutral position, the energy accumulated in the spring 49 is released to bring the mechanism into the blocking position of FIG. l.
According to the invention, the control and adjustment mechanism has the function of bringing and maintaining the cylinder 26 in a position in which it remains out of contact with the piston 22 while the latter is operating empty. To this end, the mechanism is designed so that, when the spring 49 brings it into the aforementioned locking position, it acts to lift the cylinder 26 to a sufficient height for the piston 22 to be able to move in both. direction between the limits of its stroke without coming into contact with the lifting ring 69. Quiet operation of the clutch is thus ensured.
In this connection, it should be noted that since the roller arm 30 describes a considerable arc for any appreciable upward movement of the cylinder 26, there results a great mechanical advantage, because the force of the spring 49 of the articulated device undergoes a strong multiplication. The elastic device serving for this purpose can therefore be relatively weak.
With the mechanism operating in the manner described, the movable plate of the press with which it is combined performs a single working stroke, when the handle 52 is lowered and returned to its initial position, the machine running empty until the handle is lowered again. According to the invention, a device is provided for causing the plate to operate repeatedly, this operating mode being advantageous in certain cases, for example in hammering operations.
This device is generally designated by 74 and it is shown in the rest position in all the figures, except Figs. 8, 10 and 14, on which it is shown in the operating position.
The device 74 is mounted on a support 75 which is carried by the clutch housing and it comprises a vertical shaft 76 journalled in this support. A lever 77 carried by the lower end of the shaft is used to turn it. The rotational movements of the shaft 76 serve to raise and lower a stop element 78. This element comprises a vertical branch provided with a buttonhole 79 through which a guide screw 80 passes and carries a C-shaped arm 81 through through which the shaft 76 passes. A horizontal part 82 of the stop to which the C-shaped part 81 is fixed carries a cam 83 in the form of a bucket which cooperates with a transverse finger 84 carried by the shaft.
A helical spring 85 disposed between the transverse finger and the horizontal leg of the C-shaped portion of the stopper acts to lift the stopper member when the lever 77 is rotated from the position of FIG. 13 in that of FIG. 14 and the position of FIG. 7 in that of FIG. 8. In the positions of figs. 7 and 13, the spring 85 is strongly compressed and by reacting against the horizontal arm of the C-shaped member and the transverse finger 84, it maintains the stopper in its lower position. The spring 85 being in the compressed state, the transverse finger 84 passes over the upper edges of the cam 83 in the form of a bucket and it is supported by these oords.
But, when the lever 77 is brought into the position of FIGS. 8, 10 and 14, the transverse finger 84 enters the bucket of the cam and, as the compressive force on the spring 85 is reduced, the stopper is raised into its active position.
With the stopper element 78 in the active position, the horizontal part 82 lies in the path of the latch element 64 which is
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carried by the control arm 35. Consequently, when this arm arrives in the position of FIG. 14, the heel 86 of the latch member comes into contact with the portion 82 of the stopper, as also shown in FIG. 8, and therefore, the latch element cannot oscillate on its axis 65 to come into its locking position in the manner described above.
Since the locking element cannot return to its position, activate the idle movement or the resulting dead travel between the elements of the articulated device prevents the latter from exceeding the neutral position in the direc - tion of its blocking position, the spring 49 continuing to urge the control arm 31 and the cylinder 26 towards the lower or lateral position for triggering the mechanism. Under these conditions, the controlled device operates repeatedly, it being understood that the lever 77 can be operated at any time to interrupt this operation.
The spring 50, fig. 5, combined with the main spring 49 of the articulated control device, has the advantage of absorbing the shock of the axis 39 of the connecting rod 37 when it initially comes into contact with the ends of the windows 36, given that, in this position, freezes II, the springs 49 and 50 are balanced. As a result, the axis 39 is not subjected to any load causing the attack and the shocks and the wear of the organs are thus significantly reduced.
Various adjustment devices are provided to ensure the operation of the mechanism in the desired manner, and their main purpose is to avoid having to machine or assemble them to close tolerances. For example, a screw 87, fig. 1, which constitutes a stopper for the tail 88 of the control arm 31, can be adjusted so as to establish the desired clearance between the upper part of the piston 22 and the lifting ring 69 at the upper end of the piston stroke.
The possibility of adjusting the arm 62, which carries the roller stopper 59, allows the handle 52 and the roller arm 62 to be adjusted until the desired clearance is obtained, generally 0.79. mm between the latch member 64 and the roller arm thereby preventing metallic contact when the roller arm is not operating.
Preferably, the rod 76 of the repeat operation adjuster 74 carries a set screw 89 which serves to limit the counterclockwise rotational movement of the handle 52, and of the elements that accompany it. Adjust stopper screw 89 so that roller arm 59 just begins to contact the inclined cam surface of latch member 64 at point 90, fig. 3. The lifting movement of the latch element 64 is thus ensured under the effect of the clockwise rotational movement of the arm 31, due to the kinematic connection between the cylinder 26 and the piston. 22, fig. 5, and as described above.
According to the invention, a mechanical pedal as described in the United States patent application can be coupled. 101 218, with the control and adjustment mechanism, which can thus be used when desired, but which does not introduce an additional load which opposes the movement of the handle 52 when this is used. This device is shown in figs. 1 and 4. We can see. in fig. 1 that the end of the fixed outer sheath 92 of a flexible cable is attached to a stopper 91 which forms part of the frame of the machine and which also serves to support a spring 93.
The inner, sliding element 94 of the cable device has a threaded end introduced into an eye 95 of the lower end of the lever 53 and is carried by it. A nut 96, which screws onto the threaded end of the sliding element of the cable device retains the spring 93 between the eyelet 95 and the stop 91 so as to return the handle 52 to its upper position when has been lowered into the position of figs. 4 and 6. As can be seen, the eyelet 95 can slide on the sliding member 94, so that the not shown pedal which is coupled thereto remains stationary when the handle 52 is actuated.
As a result, it is not necessary to exert a hand force on the handle 52 to overcome the force of the spring combined with
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the pedal. This reduces the force to be exerted on the handle and consequently the fatigue of the worker. Of course, when the cable 94 is actuated by the pedal, the spring 93 helps to return the pedal to its position by acting against the stop 81.
The invention should not be considered as limited to the embodiment shown and described of the control and adjustment device combined with a clutch of a special type, which was chosen only as an example. , since the mechanism is characterized by peculiarities which make it possible to take advantage of these advantages in combination with various types of machines, devices and mechanisms, in which it is desired to obtain a determined succession of movements of mechanical parts.