Brevet FR2623463A1 — publié le 19890526

La présente invention concerne d'une manière géné- rale des mécanismes d'entraînement selon un mouvement en va- et-vient et plus particulièrement un mécanisme équilibré per- fectionné d'entraînement selon un mouvement en va-et-vient, du type à manivelles, auquel est appliqué un mouvement rota- tif et qui fournit un mouvement alternatif. Le mécanisme perfectionné d'entraînement conforme à la présente invention est particulièrement adapté pour fonc- tionner avec une vibration minimale de manière présenter une usure réduite, en vue d'obtenir un prolongement de la du- rée de vie de la machine et est utilisé dans de nombreuses applications. Cependant il est particulièrement bien appro- prié pour entraîner le couteau ou la lame d'un appareil pour découper des pièces conformées selon un modèle à partir d'em- pilages de matériaux en forme de feuilles ou de nappes, et de façon plus spécifique des machines de coupe à commande au- tomatique à haut rendement et fonctionnant à grande vitesse, du type décrit précédemment. De telles machines de coupe sont fabriquées et commercialisées par la société dite Gerber Gar- ment Technology Inc., Vernon, Connecticut, déposant de la pré- sente demande, et peuvent être équipées d'un système désigné sous l'appellation "KNIFE INTELLIGENCE" (système intelligent à couteau), qui détecte un paramètre de coupe modifié par l'in- teraction de la lame de coupe et du matériau formé de feuil- les et produit des signaux de réaction servant à modifier la trajectoire de coupe de la lame, comme cela s'avère nécessai- re, afin de compenser tout écart détecté par rapport au pa- ramètre prédéterminé de coupe. Dans une machine possédant un tel système de détection et de commande, il est essentiel que la lame de coupe fonctionne d'une manière uniforme et sans vibrations excessives, étant donné les vibrations du mécanis- me d'entraînement et de la lame de coupe associée peuvent abou- tir à la production, par le système dit KNIFE INTELLIGENCE, de signaux erronés qui affectent de façon nuisible la préci- sion de coupe de la machine. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes mentionnés précédemment. Conformément à la présente invention, il est pré- vu un mécanisme à manivelles perfectionné, équilibré de façon dynamique, pour une machine comportant un arbre à manivelles équilibré angulairement et tourillonné de manière à pouvoir tourner autour de son axe, une charge active, des moyens ser- vant à supporter la charge active de manière qu'elle se dé- place en va-et-vient le long d'une première trajectoire, et des premiers moyens de liaison pour raccorder la charge acti- ve à l'arbre à manivelles de manière à amener la charge à se déplacer le long de ladite trajectoire en réponse à la rota- tion de l'arbre à manivelles. Le mécanisme perfectionné à ma- nivelles comporte des moyens pour équilibrer de façon dynami- que la charge active et les premiers moyens de liaison et in- clut une charge passive, des moyens pour supporter la charge passive de manière qu'elle se déplace en va-et-vient le long d'une seconde trajectoire, et des seconds moyens de liaison pour raccorder la charge passive à l'arbre à manivelles de manière à déplacer cette charge le long de la seconde trajec- toire et ce d'une manière générale dans une direction opposée à la direction de déplacement de la charge active en réponse à la rotation de l'arbre à manivelle autour de son axe. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en élévation la- térale partielle d'une machine de coupe mettant en oeuvre la présente invention et représentée partiellement selon une vue en coupe verticale; la figure 2 représente une vue en plan partielle à plus grande échelle de la machine représentée sur la figu- re 1; - la figure 3 représente une vue en coupe partielle prise d'une manière générale suivant la ligne 3-3 sur la fi- 262346-3 gure 2 - la figure 4 représente une vue en coupe partielle prise suivant la ligne 4-4 sur la figure 1; et - la figure 5 est semblable à la figure 4, mais représente l'arbre à manivelles dans une autre position. En se référant maintenant aux dessins, on y voit représentée la présente invention appliquée à une machine de coupe automatique désignée d'une manière générale par le chif- fre de référence 10 et comportant un mécanisme d'entraînement ou mécanisme à manivelles équilibré, ayant un déplacement en va-et-vient, mettant en oeuvre la présente invention et dési- gné d'une manière générale par le chiffre de référence 12. La machine de coupe 10, qui est représentée d'une manière as- sez schématique sur la figure 1, fonctionne en réponse à des signaux reçus depuis un dispositif de commande programmable 11 et est particulièrement adaptée pour découper des morceaux ou pièces, conformés selon un modèle, de différents types de matériaux en forme de feuilles, comme par exemple des tissus tissés, des non tissés et des matières plastiques. Les élé- ments constitutifs principaux de la machine incluent une ta- ble de support comportant une surface de support 14, sur la- quelle un empilage 16 de matériaux en forme de feuilles est étalé, et un mécanisme équipé d'un chariot et se déplaçant suivant deux axes et repéré d'une manière générale par 18 et comprenant un chariot 20 déplaçable suivant l'axe X et sup- porté de manière à se déplacer dans la direction longitudi- nale de la table de support, dans une direction de coordon- nées X, et un chariot 22 déplaçable suivant une direction Y, porté par le chariot déplaçable suivant la direction X et sup- porté de manière à se déplacer sur et par rapport au chariot déplaçable suivant la direction X, transversalement par rap- port à la table de support, dans une direction de coordonnées Y. Un appareil de coupe désigné d'une manière générale par le chiffre de référence 24 est monté sur le chariot déplaca- ble suivant la direction Y de manière à se déplacer de con- cert avec ce dernier, comporte une lame allongée 26 possédant une arête de coupe longitudinale. Un organe de liaison 28, raccordé à lame 26 par l'intermédiaire d'un joint universel , est logé de manière à pouvoir y glisser dans un palier à coussinet-douille 32, qui supporte l'organe de liaison et la lame de manière à lui imprimer un déplacement alternatif qui d'une manière générale est vertical, par rapport à la sur- face de support 14 et à l'empilage de matériauxen forme de feuilles situé sur cette surface, comme par exemple l'empila- ge représenté 16. La lame 26 est en outre agencée de manière à tourner autour de son axe longitudinal dans la direction repérée par la flèche O en réponse à des signaux de commande délivrés par le dispositif de commande 11, qui commandent le fonctionnement d'un moteur d'entraînement réversible 36 ser- vant à faire tourner la lame autour de son axe. La lame 26 est entraînée par le mécanisme à mani - velles 12, qui est raccordé selon une liaison motrice à l'or- gane de liaison 28 et sera décrit plus loin de façon plus dé- taillée. L'ensemble formant chariot 18 se déplace en réponse à des signaux de commande reçus de la part du dispositif de commande 11 de manière à déplacer la lame et l'empilage de matériaux en forme de feuilles situé sur la surface de sup- port, l'une par rapport à l'autre et le long d'une ligne de coupe, la lame avançant tout en étant en contact avec le ma- tériau en forme de feuille et le découpant. Une machine de coupe du type décrit précédemment et entraînée par un méca- nisme à manivelles et possédant un grand nombre des caracté- ristiques décrites précédemment est représentée et décrite dans le brevet US 3 747 454 attribué à Gerber en date du 24 Juillet 1973 et inclus à titre de référence dans la présente description. La machine de coupe 10 représentée comporte en ou- tre le système dit KNIFE INTELLIGENCE, désigné d'une manière générale par la référence 38 et contenant un dispositif de détection 40 servant à détecter un paramètre de coupe qui est affecté par l'interaction entre la lame de coupe et le maté- riau en forme de feuilles. Des signaux délivrés par le dispo- sitif de détection 40 sont renvoyés selon un mécanisme de com- mande automatique en boucle fermée afin de régler ou de dé- clencher des étapes supplémentaires lors de l'opération de coupe, de manière à conserver une ligne de coupe prédétermi- née. On trouvera une description plus complète d'un disposi- tif de coupe présentant la caractéristique décrite précédem- ment dans le brevet US 4 133 235 attribué à Gerber en date du 9 Janvier 1979 et inclus à titre de référence dans la pré- sente description. On va considérer maintenant le mécanisme à mani- velles 12 d'une manière plus détaillée et, en se référant aux figures 2-5, on voit qu'il comporte un arbre à manivelles équi- libré angulairement, de type classique,repéré d'une manière générale par le chiffre de référence 42 et tourillonné sur le châssis du dispositif de coupe 24 de manière à tourner au- tour de son axe. L'arbre à manivelle 42 comporte des première, seconde et troisième manivelles repérées respectivement par 44,46 et 48. La première manivelle 44 est située sur l'arbre à manivelles 42 entre les seconde et troisième manivelles 46 et 48 et est diamétralement opposée à ces dernières ou déca- lée angulairement de 180 degrés par rapport à elles. Une pre- mière bielle 50 raccordée, à l'une de ses extrémités, à la première manivelle 44 est raccordée, à son extrémité opposée, à l'organe de raccordement 28 par un système de raccordement à étrier et goupille comme cela est mieux visible sur les fi- gures 1 et 3. Conformément à la présente invention, il est prévu des moyens pour équilibrer de façon dynamique la première biel- le 50, l'organe de raccordement 28 et la lame 24, lorsque l'ar- bre à manivelles 42 tourne autour de son axe de manière à en- trainer la lame 26 à déplacement alternatif de manière qu'elle soit en contact avec un empilage de matériaux tel que 16 et découpe ce dernier. De façon plus spécifique, le mécanisme équilibré à manivelles 12 comporte une seconde bielle 52 raccordée, à l'une de ses extrémités, à la seconde manivelle 46, et une troisième bielle 54 raccordée, à l'une de ses extrémités, à la troisième manivelle 48. Une broche 56 raccordée à l'autre extrémité de la seconde bielle 52 et à l'autre extrémité de la troisième bielle 54 s'étend entre ces bielles. Deux contrepoids sensiblement identiques 58, qui constituent ensemble une charge passive, sont montés sur et supportés par la broche 56. la charge passive est supportée par les seconde et troisième bielles 52 et 54 et par un organe de liaison 60 raccordé de manière à pouvoir pivoter, à une extrémité, à la broche 56 et soutenue, à son autre extrémité, par un système de liaison pivotant de manière à pouvoir se déplacer autour d'un axe formant pivot 62 distant et fixé par rapport à l'axe de l'arbre à manivelles. Les bielles 52 et 54 et l'organe de liaison coopèrent de manière à soutenir le charge passive afin de la déplacer le long d'une autre trajectoire qui, comme représenté, est courbe, et ce dans des directions qui d'une manière générale sont opposées aux directions de déplacement de la lame en réponse à la rotation de l'arbre à manivelles 42 autour de son axe. Selon des caractéristiques préférentielles de la présente invention: - le déplacement alternatif de la lame 26 correspond à une trajectoire rectiligne, - cette trajectoire est d'une manière générale parallèle à l'axe longitudinal de la lame, - la lame 26 possède une arête de coupe longitudinale qui s'étend dans une direction parallèle à ladite trajectoire, - l'axe 62 de pivotement de l'organe de liaison 60 est parallèle à l'axe de l'arbre à manivelles 42, - l'axe de l'arbre à manivelles 42 et l'axe 62 de pivotement de l'organe de liaison 60 sont disposés dans un plan commun et la charge active formée par la lame 26 et la charge passive d'équilibrage formée par les contrepoids 58 sont disposées sur des côtés opposés par rapport au plan commun, et - les contrepoids 58 sont disposés sur des côtés opposés dudit organe de liaison 60. REVENDICATIONS 1. Machine comprenant un mécanisme à manivellesin- cluant un arbre à manivelles (42) équilibré angulairement et tourillonné de manière à tourner autour de son axe, une char- ge active (26) supportée de manière à avoir un déplacement alternatif le long d'une première trajectoire, et une pre- mière bielle (50) servant à raccorder ladite charge active audit arbre à manivelles de manière à avoir un déplacement en va-et-vient le long de ladite trajectoire en réponse à la rotation dudit arbre à manivelles autour dudit axe, caracté- risée en outre par un mécanisme servant à équilibrer de facon dynamique ladite charge active et ladite première bielle et comportant une charge passive (58), un organe de liaison (60) supporté de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe formant pivot distant dudit axe de l'arbre à manivelles, et une se- conde bielle (52) servant à raccorder ladite charge passive audit arbre à manivelles et audit organe de liaison (60) de manière à la déplacer selon un mouvement alternatif le long d'une seconde trajectoire et dans une direction qui d'une ma- nière générale est opposée à ladite direction de déplacement de ladite charge active, en réponse à la rotation dudit arbre à manivelles autour de son axe. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce que ladite première trajectoire est une trajec- toire rectiligne et que ladite seconde trajectoire est une trajectoire courbe. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en outre en ce que ledit axe de pivotement (62) est parallèle audit axe de l'arbre à manivelles. 4. Machine selon la revendication 2, caractérisée en outre en ce que ledit axe de l'arbre à manivelles et ledit axe formant pivot (62) sont disposés dans un plan commun et que ladite charge active et ladite charge passive (58) sont disposées sur des c6tés opposés par rapport audit plan commun. 5. Machine selon la revendication 2, caractérisée en outre en ce que ladite charge passive comporte un couple de contrepoids (58) disposéssur des côtés opposés dudit or- gane de liaison (60). 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en outre par un couple de bielles (52,54) et une broche (56) raccordée aux extrémités associées desdites bielles (52,54), s'étendant entre ces dernières et reliant ledit organe de liai- son (60) auxdites extrémités associées. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en outre en ce que lesdits contrepoids (58) sont montés sur et supportés par ladite broche (56) entre lesdites extrémités associées. 8. Machine selon la revendication 6, caractérisée en outre en ce que ledit arbre à manivelles comporte des pre- mière, seconde et troisième manivelles (44,46,48), que ladite première bielle (50) est raccordée à la première manivelle (44) et que lesdites bielles (52 et 54) sont raccordées res- pectivement auxdites seconde et troisième manivelles (46,48). 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en outre en ce que ladite première manivelle (44) est dispo- sée sur ledit arbre à manivelles entre lesdites seconde et troisième manivelles (46,48), en étant diamétralement oppo- sée auxdites seconde et troisième manivelles (46,48). 10. Machine selon la revendication 1, du type com- prenant une machine de coupe, caractérisée en outre en ce que ladite charge active comporte une lame allongée (26) possé- dant une arête de coupe longitudinale disposée en étant d'une manière générale parallèle à ladite première trajectoire. 11. Machine comportant un mécanisme à manivelles incluant un arbre à manivelles (42) équilibré angulairement et tourillonné de manière à tourner autour de son axe et com- portant une première manivelle (44), une charge active (26) supportée de manière à avoir un déplacement alternatif le long d'une trajectoire rectiligne, une première bielle (50) raccor- dée à une extrémité de ladite première manivelle, et un pre- mier organe de liaison (28) raccordant ladite charge active à l'autre extrémité de ladite première bielle de manière à déplacer la charge le long de ladite trajectoire rectiligne en réponse à la rotation dudit arbre à manivelles (42) autour de son axe, caractérisée en outre par un mécanisme servant à équilibrer de façon dynamique ladite charge active, ladite première bielle et ledit premier organe de liaison et compre- nant ledit arbre à manivelles (42) comportant des seconde et troisième manivelles (46,48), entre lesquelles se trouve dis- posée la première manivelle (44) et ce dans une position dia- métralement opposée par rapport auxdites seconde et troisiè- me manivelles (46,48), une seconde bielle (52)dont une extré- mité est raccordée à ladite seconde manivelle (46), et une troi- sième bielle (54), dont une extrémité est raccordée à ladite troisième manivelle (48), une broche (56) qui est raccordée à l'au- tre extrémité de ladite seconde bielle (52) et à l'autre ex- trémité de ladite troisième bielle (54) et s'étend entre ces bielles, un couple de contrepoids (58) montés sur et suppor- tés par ladite broche (56), et un organe de liaison (60), rac- cordé, au niveau de son extrémité, de manière à pouvoir pivo- ter, à ladite broche (56) entre lesdits poids et supportée, au niveau de son extrémité opposée, de manière à pouvoir pi- voter autour d'un axe formant pivot (62) distant et fixe par rapport audit axe de l'arbre à manivelles. 12. Machine selon la revendication 11, caractéri- sée en outre en ce que ledit axe formant pivot (62) est paral- lèle audit axe de l'arbre à manivelles. 13. Machine selon la revendication 12, caractéri- sée en outre en ce qu'elle comprend une machine de coupe et que ladite charge active comprend une lame allongée (26) pos- sédant une arête de coupe longitudinale s'étendant dans une direction parallèle à ladite trajectoire. 14. Machine de coupe à commande automatique, com- portant une surface de coupe sur laquelle est étalé un empi- lage de matériaux en forme de feuilles,devant être découpé et un dispositif de coupe comportant une lame allongée (26) possédant une arête de coupe longitudinale et soutenu de ma- nière à avoir un déplacement alternatif sur une trajectoire aui d'une manière générale est parallèle à l'axe longitudinal de la lame, et un mécanisme à manivelles comprenant un arbre à manivelles (42) équilibré angulairement et tourillonné de manière à pouvoir tourner autour de son axe et possédant une première manivelle (44), une première bielle (50) dont une extrémité est raccordée à ladite première manivelle, et un O10 premier organe de raccordement (28) servant à raccorder ladi- te lame à ladite première bielle de manière à déplacer la la- me le long de ladite trajectoire en réponse à la rotation du- dit arbre à manivelles autour de son axe, et un mécanisme pour déplacer la lame et le matériau formé de feuilles l'une par rapport à l'autre,sur la surface, le long d'une ligne de coupe, la lame avançant en coupant le matériau formé de feuilles,caractérisée en outre par un mécanisme servant à équi- librer de facon dynamique ladite lame, ladite première bielle etledit premier organe de raccordement et comprenant les première et seconde manivelles (46,48) qui sont montées sur ledit ar- bre à manivelles et entre lesquelles se trouve disposée la première manivelle (44), dans une position diamétralement op- posée à ces seconde et troisième manivelles (46,48), une se- conde bielle (52), dont une extrémité est raccordée à ladite seconde manivelle (46), et une troisième bielle (54) dont une extrémité est raccordée à ladite troisième manivelle (48), une broche (56) étant raccordée à l'autre extrémité de ladite seconde bielle (52) et à l'autre extrémité de ladite troisiè- me bielle (54) et s'étendant entre ces bielles, un couple de contrepoids (58) montés sur et supportés par ladite broche (56), et un organe de liaison (60) raccordé, de manière à pou- voir pivoter, sur l'une de ses extrémités, à ladite broche (56) entre lesdits contrepoids (58) et supporté, au niveau de son extrémité opposée, de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe formant pivot (62) distant et fixe par rapport audit axe de l'arbre à manivelles.