GROSSE CISAILLE A VAPEUR

Construite par M. CATÉ, à Paris.

Les cisailles sont des outils indispensables dans les forges , dans les usines à cuivre et à zinc, comme dans un grand nombre d'autres1 fabrications. On en construit de plusieurs sortes et de différentes dimensions , soit pour marcher à bras , comme celles qui sont en usage chez les quincailliers et dans quelques ateliers de chaudronnerie , ou autres , soit pour marcher par moteur. Dans ce dernier cas, elles sont nécessairement plus puissantes , elles sont aussi appliquées à découper des pièces plus fortes , avec plus de rapidité et d'économie de temps et de main-d'œuvre. Ces machines à mouvement continu sont de plusieurs espèces : les unes marchent par des excentriques , des arbres coudés ou des manivelles ; les autres, et ce sont les plus récentes, marchent directement par l'action de la vapeur (1).

M. Cavé, à qui l'on doit, sans contredit, le plus de perfectionnement dans ce genre d'outils, a disposé des cisailles à vapeur d'une puissance considérable , avec lesquelles on peut découper sans peine des bandes de roues de locomotives ou d'autres barres de fer d'un équarrissage correspondant; elles deviennent indispensables dans la fabrication des rails, des roues de wagons, ou d'autres voitures, et dans les ateliers de construction qui s'occupent de machines locomotives, de tenders, ou d'appareils de

(«) Noua avona déjà publié dant le t« et le V> vol., de* découpoira cl débouchofra. employé* dans la fabrication dei chaudières pour percer et rogner la lAle.

navires & vapeur. Nous croyons donc qu'il est intéressant de les faire connaître, mais nous commencerons auparavant par un outil moins puissant et plus employé : c'est la machine représentée en élévation et en plan , fig. 1 et 2 (pl. 5), et qui est principalement destinée à découper ou à rogner des feuilles minces en cuivre, en fer, en zinc, en fer-blanc, etc.

Cisaille a mouvement continu. — Cette machine a été construite par M Nillus du Hâvre, sur les dessins de M. E. Karr, ingénieur de nos amis, qui s'est occupé tout particulièrement des usines à fer et A cuivre- Elle est disposée avec un long couteau ou lame tranchante en acier A , qui est boulonné sur toute sa longueur contre la partie latérale d'un balancier en fer forgé B (fig. 3), à section rectangulaire. La forme de cette lame est particulière: au lieu d'être droite, comme on le fait généralement, elle est courbe , légèrement bombée vers le milieu ; c'est une parabole ou simplement un arc de cercle d'une flèche de 25 millimètres par rapport à la corde passant par les deux extrémités. M. Karr a remarqué que cette forme est de beaucoup préférable à la lame droite. Le balancier B doit osciller autour de l'une de ses extrémités, et, à cet effet, il est assemblé à charnière avec une oreille a qui fait partie de la contre-lame ou du couteau fixe C. A l'autre extrémité est suspendue par articulation la bielle en fer forgé D, qui lui imprime un mouvement circulaire alternatif dont l'amplitude est déterminée parle rayon de la manivelle, ou la distance du point d'attache 6, au centre c de la roue dentée E , a laquelle cette môme bielle est reliée par sa partie inférieure. Trois des bras de cette roue sont disposés pour recevoir successivement le bouton b, de manière à varier la distance de ce point au centre , afin de modifier la course du balancier.

La roue E est montée à l'extrémité de l'arbre en fer c, en dehors des deux paliers de fonte d, qui le supportent ; elle est commandée par le pignon droit F, d'un diamètre égal au 1/4 du sien , et rapportée au bout de l'arbre moteur e. Celui-ci se prolonge du côté opposé pour porter d une part le volant régulateur L, et plus loin, les poulies folle et fiie G, G', pour recevoir le mouvement de la puissance motrice. Cette disposition de mouvement rend toute la surface du tablier, et au besoin sa prolongation, entièrement libres afin de pouvoir couper toutes les planches, quelle que soit d'ailleurs leur longueur.

La feuille de métal/, que l'on veut couper, se place sur une table en fonte H, dont la surface supérieure est horizontale, et au bord de laquelle est fixée la contre-lame C, qui est ajustée à fleur. Cette table, que l'on appelle plus souvent dans les usines tablier, fait corps avec un bâtis de fonte boulonné contre trois poteaux en bois de 25à 32 centimètres d'équarrissage.

Un buttoir I est rapporté du côté opposé , pour servir de guide au balancier porte-couteau , et pour limiter au besoin la largeur de la partie que l'on veut enlever à la feuille , ou des bandes que l'on doit découper; il est

fixé au bâtis principal par des boulons, et il a une partie rentrante I' ( fig. 3) pour loger les rognures qui sont débitées.

Des équerres en fer g (détaillées fig. V) sont placées sur la table H, et retenues par des boulons qui traversent des rainures droites A pratiquées dans son épaisseur, et que l'on retient par des écrous à oreilles dans les positions qu'elles doivent occuper par rapport aux couteaux. Avec l'application de ces équerres, on peut rogner les feuilles avec une grande précision, de manière à les mettre d'égale longueur, et il est facile de les découper d'équerre au moyen de la règle à rebord J , également solidaire avec le bord de la table , mais placée dans une direction perpendiculaire au plan des couteaux.

Quelquefois, lorsque le moteur de l'usine est arrêté, on fait marcher la machine à la main à l'aide d'une manivelle K, que l'on adapte au bout de l'arbre moteur; lorsqu'on n'a que des rognures à découper, par exemple, et que, par suite , la résistance est très-faible, on comprend qu'il suffit de la force d'un homme pour la mouvoir.

Dans les usines à fer ou à cuivre, toutes les planches sortant des laminoirs doivent être rognées et souvent appareillées à des dimensions déterminées, un tel outil est donc indispensable et fonctionne presque continuellement. Lorsqu'on opère sur des feuilles minces , qui souvent n'ont pas un demi-millimètre , on peut faire marcher le porte-couteau assez rapidement de manière à donner 20 à 25 coupes par minute; mais à mesure que les épaisseurs sont sensiblement plus fortes, il faut de toute nécessité ralentir la vitesse , quoique la puissance augmente en proportion.

Le cisailleur se place habituellement en M (fig. 2), dans l'évidement formé tout exprès dans la construction du tablier ; il se met à l'équerre au moyen de la tringle ou de la règle J, qui est invariablement fixée , et il fait glisser les guides mobiles dans leurs coulisses pour les fixer aux points convenables, et il n'a alors qu'à poser les feuilles de métal a rogner sur la table, entre les guides , les couteaux et la règle fixe ; aussitôt que la cisaille est mise en marche, c'est-à-dire que la courroie est poussée sur la poulie motrice G, l'opération a lieu; le découpage se fait avec la plus grande facilité, et pour ainsi dire sans interruption.

Avec cet appareil , qui est monté à l'usine à cuivre de Dangu , on peut couper toutes les planches de cuivre ou de zinc , depuis les plus minces jusqu'à celles d'une épaisseur de 6 millimètres, et les feuilles de tôle jusqu'à 2 millimètres et même au delà. Ces dimensions comprennent les trois quarts des planches qui se fabriquent dans ces trois genres de métaux.

Cisaille a vapeur. — Les fig. 5, 6, 7 et 8 représentent la forte cisaille à vapeur que M. Cavé a imaginée et construite pour plusieurs établissements, soit pour servir spécialement à découper ou à rogner les bandes de roues, soit pour couper des barres de fer très-larges et très-épaisses, à chaud ou à froid. Elle se distingue d'abord par l'application directe de la vapeur, agissant sur un piston dont la tige est attachée au balancier porlevi. 5

couteau, et ensuite par la détente ou distribution variable qui permet de ne dépenser la vapeur que proportionnellement à la résistance à vaincre.

Nous avons fait voir (tomes i et rv), que M. Cavé est le premier constructeur en France qui ait appliqué le cylindre à vapeur directement au balancier d'un découpoir. d'un poinçon ou d'une matrice quelconque. Il est aussi, nous n'en doutons pas , celui qui a fait le plus grand nombre d'applications de ce système, et à qui certainement on doit le plus.

Sa nouvelle cisaille est encore un modèle que nous ne craignons pas de recommander comme étant d'un très-bon service. Cette machine est combinée de telle sorte que l'on peut à volonté faire marcher les tiroirs de distribution à la main , ou bien par le moteur même , comme il est facile de t'en rendre compte par les Ggures.

Elle se compose de plusieurs pièces principales, dont l'une A, qui est fondue d'un seul morceau, sert non • seulement de porte -couteau, mais encore de table et de support à tout l'appareil ; il est assis sur deux fortes charpentes en bois B, qui ('élèvent au-dessus du sol. Contre le bord extrême de ce porte-couteau est boulonnée une forte lame d'acier a bien dressée , et de forme rectangulaire, contre laquelle s'appuie le couteau mobile b, qui est aussi composée d'une lame d'acier à section analogue, mais dont cependant la face inférieure est inclinée, a6n de présenter un angle plus petit que 90°, pour qu'il puisse couper avec plus de facilité ; on ne peut faire néanmoins cet angle trop aigu dans la crainte de rendre le couteau trop peu résistant ; en général , on estime qu'il est compris entre 70 à 80*. Cette lame tranchante mobile est boulonnée à la partie antérieure du grand balancier en fer forgé C , qui , comme on va le voir , reçoit un mouvement alternatif par le piston du cylindre à vapeur D. Ce balancier oscille autour de l'aie en fer c, qui est placé de manière à diviser sa longueur en deux parties inégales, dont une très-courte reçoit le couteau, et l'autre, beaucoup plus longue , reçoit l'action de la puissance.

L'axe c, est porté par les deux joues verticales d, qui sont fondues avec la table porte-couteau A ; il se prolonge d'un côté, en diminuant de grosseur, pour présenter une tringle horizontale sur laquelle on rapporte un buttoir <?, qui sert à limiter l'avancement de la pièce ou de la barre de fer/, que l'on veut découper; la position de ce buttoir se règle au moyen d'une vis de pression que l'on serre sur Taxe , quand sa distance, par rapport aux couteaux , est déterminée. Un fort boulon g maintient l'écartement des deux joues verticales d qu'il relie solidement.

A l'autre extrémité du grand balancier C est attachée la forte tige en fer forgé E, qui est suspendue au milieu d'un boulon à clavette h , sur lequel elle est ajustée libre , et qui est également assemblée par articulation , directement au centre du gros piston de fonte F. Ce piston qui , comme on l'a vu dans la machine à percer du même constructeur (tome 1"), est fait d'une forte épaisseur, pour présenter un certain poids , et descendre ainsi plus facilement dans le cylindre, est d'une construction extrêmement

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simple ; ce n'est réellement qu'une sorte de manchon de fonte , évidé à l'intérieur pour recevoir la tige, et tourné extérieurement avec quelques gorges demi-rondes, dans lesquelles on coule du métal fusible qui forme toute sa garniture , comme dans les presses à plomb que nous avons publiées à la On du 5' volume.

La machine étant nécessairement à simple effet , le cylindre à vapeur D est entièrement ouvert par sa partie supérieure, de sorte que le dessus du piston est toujours à l'air libre ; la vapeur n'agit qu'en dessous pour le faire monter, il doit descendre par son propre poids et par une partie de celui du balancier, lorsque la vapeur s'échappe. Pour limiter sa course , et en même temps pour l'actionner au moment du changement de direction de marche , M. Cavé a appliqué , comme dans les machines à percer, un volant qui est placé sur le bout de l'arbre coudé en fer forgé H, an milieu duquel est adaptée la bielle à chape I, qui est suspendue , comme In tige du piston, vers l'extrémité du balancier; de celte sorte, les point* morts passent toujours facilement, sans hésitation.

Pour la distribution, le constructeur a fait l'application d'un mécanisme fort simple et très-ingénieux, afin de faire marcher le tiroir d'une manière continue, et en même temps pour varier les moments d'introduction et de sortie à volonté, tout en n'employant qu'un excentrique circulaire J, comme dans les machines ordinaires. Ce système consiste à relier le bout du tirant d'excentrique /, è une pièce courbe à coulisse m (fig. 5), qui oscille autour de son axe i, et qui, en même temps, est assemblée à la courte tige en fer n, dont l'autre extrémité s'attache, comme une petite bielle , au levier extérieur K. Celui-ci est monté au bout d'un axe j% et fait corps avec la grande manette à poignée L, afin de pouvoir être , au besoin, manœuvrée à la main , et toujours à la disposition du conducteur de la machine , qui est nécessairement placé près des couteaux de la cisaille.

Le premier axe t est prolongé du côté du cylindre à vapeur pour porter une petite fourchette en fer o ( fig. 7) , à laquelle est suspendue la tige p du tiroir de distribution g, contenu dans la boite de fonte M. Il en résulte que dans le mouvement de rotation de l'excentrique, le levier à coulisse commandé par celui-ci fait osciller son axe et par suite la fourchette o, qui, de cette sorte, oblige le tiroir à monter ou à descendre, et par conséquent à ouvrir ou à fermer alternativement l'orifice r qui conduit à la partie inférieure du cylindre à vapeur.

Or, suivant que le point d'attache du tirant de l'excentrique se trouve plus rapproché du centre d'oscillation i, comme nous le supposons sur la fig. 9, ou bien, au contraire, plus éloigné de ce centre, comme il est indiqué fig. 10, l'amplitude du mouvement du levier cintré m est plus petite ou plus grande, et par suite le tiroir est plus tôt ouvert, mais aussi plus têt fermé, et réciproquement. Si donc on veut agir avec peu de vapeur, c'est-à-dire n'en introduire dans le cylindre que pendant une faible portion de la course, on règle la position du tirant d'excentrique par rapport

au levier cintré, de manière que son point d'attache se trouve très proche do centre d'oscillation ; mais si , au contraire , on veut opérer avec une certaine puissance, et par conséquent en introduisant une plus grande quantité de vapeur, et pendant plus longtemps, il faut changer, éloigner le point d'attache comme dans la fig. 10. La course du tiroir devient beaucoup plus grande , quoique l'excentrique reste le même , et l'orifice r reste plus longtemps ouvert; l'échappement s'ouvre plus tard. Cette disposition , quia de l'analogie avec le système de détente que M. Cavé a adopté dans les locomotives qu'il a construites pour le chemin de fer du Nord, et dont nous avons parlé au commencement du 5* volume , est évidemment d'une application très-heureuse dans ce genre de machines qui sont susceptibles de découper tantôt des pièces très-fortes, et tantôt des pièces beaucoup plus faibles , et qui éprouvent par conséquent des résistances très-variables. La grande manette L qui est à la portée du cisailleur, lui est très-commode , puisqu'il lui suffit de la monter ou de la descendre , et de la faire porter sur l'une des entailles de l'espèce de crémaillère fixe N, pour changer à sa volonté la position de l'attache, et par suite la course du tiroir de distribution sans se déranger de place. On comprend alors que la manœuvre d'une telle cisaille soit très-commode, et avantageuse pour les ouvriers.

Le cisailleur se tient naturellement près de la téte de la machine , il pose sa barre à couper sur la table qui porte le couteau fixe a, et la pousse jusqu'à ce qu'elle touche par le bout le buttoir e (fig. 6), et pour qu'elle soit maintenue de manière à ne pouvoir glisser ou s'échapper pendant la pression du couteau , il a eu le soin de la passer sous la règle fixe 0, qui, d'une part, est tenue à l'axe c par une tête et une goupille, et de l'autre, à l'extrémité prolongée du porte-couteau A , par le boulon s ; de ce côté , elle est à wulisse afin de permettre de la monter ou de la descendre à volonté , suivant la plus ou moins grande épaisseur des barres qui doivent passer entre elle et le couteau fixe.

Travail db la cisaille. — Comme nous l'avons dit, cette machine est assez puissante pour couper , d'une manière franche et nette , des bandes de fer de la dimension de celles appliquées sur la circonférence des roues motrices des locomotives. Le cylindre à vapeur a 0m3k de diamètre , ce qui correspond à une section de

La vapeur étant engendrée à cinq atmosphères, produit donc sous la surface de son piston une pression équivalente à

déduction faite de la pression atmosphérique qûi est de lk 033 par centimètre quarré. Or, la longueur du bras du levier sur lequel le piston agit ,

par rapport à celai du couteau , est au moins cinq fois plus grande , en admettant que moyennement la résistance ait lieu à 0"65 au delà du centre d'oscillation e (6g. 7); il en résulte que la puissance est cinq fois plus considérable , et par conséquent la force avec laquelle le couteau 6 coupe, est égale à

et si l'on remarque que ce couteau tombe sur la pièce avec une certaine énergie, à cause de la vitesse qui lui est imprimée, on concevra sans peine qu'on puisse arriver à découper des barres aussi fortes que celles dont nous avons parlé

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