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La présente invention concerne les mécanismes à genouillère.
Elle est plus particulièrement relative à un mécanisme à genouillère dans lequel le mouvement de va-et-vient de l'organe mobile supporté et commandé par la genouillère n'est pas limité par la longueur de la barre arrière du mécanisme.
Les mécanismes amplificateurs de force, du type à genouillère, sont bien connus et ont reçu de nombreuses applications dans la technique des presses. La présente invention convient particulièrement à l'industrie du moulage en matrice, mais elle n'est nullement limitée à cette application.
Le mécanisme à genouillère suivaht la présente invention comprend une pièce transversale ou "tête", réglable en position qui supporte deux pignons fous montés sur des arbres parallèles espacés . Les axes de ces arbres sont transversaux par rapport à la trajectoire du plateau mobile.
Ce plateau mobile est monté entre la tête réglable et le plateau fixe. Le mouvement de va-et-vient du plateau mobile est commandé par un moteur à double action relié audit plateau par l'intermédiaire d'un méca- nisme ou chaîne cinématique de liaison. Cette chaîne comprend des bielles basculantes reliées à la tige du piston et une barre avant articulée sur chacune desdites bielles basculantes et sur ledit plateau mobile. La liai- son entre cette barre avant et le plateau mobile est telle qu'elle permet un mouvement de coulissement du pivot transversalement à la trajectoire du plateau. La barre avant comporte sur sa face extérieure une crémaillère qui engrène avec les pignons fous portés par la tête réglable. Cette cré- maillère comporte une longue portion rectiligne et'une portion arrière ar- quée.
Lorsque la presse est en position ouverte, les pivots entre la bar- re avant et le plateau sont dans une position centrale rétractée, et les bielles basculantes sont parallèles à la tige du piston et réagissent en exerçant une poussée contre les barres avant. L'entraînement vers le pla- teau fixe, commandé par le moteur, provoque un mouvement correspondant du plateau mobile. Au cours du début du mouvement de ce plateau, les pivots reliant la barre mobile au plateau se déplacent vers l'extérieur, vers leur position active. Lorsque lesdits pivots atteignent leurs positions extrê- mes respectives, les bielles basculantes commencent à basculer et sollici- tent les autres extrémités des barres avant vers l'extérieur. Ce mouvement vers l'extérieur se produit tandis que les portions courbes des crémaillères sont en prise avec les-pignons.
A ce moment, les pignons servent d'organes de réaction ou barres arrière du mécanisme à genouillère et l'amplification de force désirée est ainsi réalisée. En position de fermeture complète, 1' axe de chaque pivot reliant la barre avant au plateau se trouve en aligne- ment avec un axe de pignon correspondant et avec le point de contact entre une crémaillère et un pignon correspondants.
Afin d'éviter une surcharge des dentures des crémaillères et des pignons, des surfaces de cames coopérantes sont prévues entre la crémail- lère et le pignon. Cette coopération se produit lorsque la presse se rap- proche de sa position de fermeture et de verrouillage, et sert à séparer lé- gèrement les lignes primitives de la crémaillère et des pignons.
Il est clair que la genouillère selon la présente invention est, à certains égards, semblable aux genouillères à coin, mais elle comporte cet avantage important que des surfaces de cames rotatives y remplacent les surfaces de coins coulissantes. Cette disposition élimine l'effort de frot- tement statique élevé qui doit être surmonté au cours du mouvement d'ouver- ture d'une genouillère à coin. Les pignons constituent des organes de réaction ramassés et tournent constamment en synchronisme avec le mouvement
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de la genouillère de sorte que les arbres qui les portent peuvent être uti- lisés pour synchroniser d'autres opérations effectuées pendant les mouve- ments d'ouverture et de fermeture de la presse.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la descrip - tion qui va suivre.
Au dessin annexé :
Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une presse comportant une genouillère selon l'invention;
Fig. 2 est une vue de détail, en perspective montrant l'une des barres avant :
Fige 3 représente la presse en plan, vue de dessus;
Fige 4 est une vue de détail en coupe partielle avec arrachement montrant la coopération entre la barreavant et le pignon, la presse étant en position fermée;
Fige 5 représente en plan, avec coupe partielle, la presse vue du dessus en position fermée;
Fig. 6 estime vue d'un détail en coupe partielle;
Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 1;
Fig. 8 est une vue de détail, en coupe partielle montrant le mon- tage du pignon,
Fig. 9 est une vue de détail montrant les positions prises par les différents organes juste avant le mouvement vers l'extérieur des ex- trémités extérieures des barres avant ;
Fige 10 représente en plan, vue de dessus, une variante de l'in- vention ;
Fig. 11 est une vue de détail, en coupe partielle montrant les or- ganes de la machine de la Fig. 10 supposition d'ouverture;
Fig. 12 est une vue en élévation latérale, en coupe partielle, de la machine représentée à la Fig. 10.
Suivant un premier mode de réalisation la machine de moulage en matrice représentée à la Fig. 1 comprend une semelle 21 reliée à un bâti fixe vertical 22. Le bâti ou plateau fixe 22 supporte une demi-matrice por- tant, sur le dessin, la référence générale 23. Sur la semelle 21 est montée coulissante une tête principale 24 guidée, dans son mouvement de coulisse- ment, par des chemins de guidage 25, (voir Fig. 3 et 5). Des barres de gui- dage s'étendent entre le plateau fixe 22 et la tête principale. Les extré- mités externes des guides 26 sont filetées et portent des écrous disposés pour réagir sur la face opposée de la tête 24 afin de la maintenir dans sa position de réglage. Un coulisseau ou plateau mobile 27 est également supporté par les guides 26, et porte une seconde demi-matrice 28.
Dans la face arrière de ce coulisseau 27 est ménagée une rainure ou chemin de guida- ge 29 dans lequel peuvent se déplacer en va-et-vient deux blocs-charnières 31. Un bloc de guidage 30, ayant la forme générale d'un U, placé au centre de la face arrière du plateau mobile 27 reçoit les extrémités internes des deux blocs 31 qui se recouvrent mutuellement lorsque ces blocs sont en po- sition rétractée (Fig. 3).
Les blocs charnières sont pourvus de bossages 32 qui sont traversés par des broches d'articulation 33. Sur chacun des côtés des bossages 32,
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le bloc' charnière comporte une surface courbe de portée. Une barre avant 34 est articulée sur chaque bloc 31; une barre 34 est représentée en dé- tail à la Fig. 2. L'extrémité avant de cette barre 34 est fourchue, comme représenté en 35; les bossages 32 y sont logés et maintenus par les bro- ches 33. Les trous ménagés dans les portions latérales ou oreilles 36 de la partie fourchue sont ovales, de sorte que, lorsqu'elles sont sous char- ge, les faces courbes de chaque côté des bossages 32 supportent la charge en coopérant avec les oreilles 36.
Une crémaillère ou portion d'engrenage ayant la forme représentée au dessin est prévue sur la face externe de la barre 34. Des surfaces 38 formant cames sont prévues au voisinage de la portion arquée de la crémaillère 37.
Deux arbres 39 tourillonnent dans la tête principale 24; sur cha- cun de ces arbres est claveté un pignon 41 (Fig. 8), et sur chacune des faces de chaque pignon est montée une douille de portée 42. Comme repré- senté à la Pie, 4, des cames 43 sont fixées sur les arbres 39, chaque came étant disposée adjacente à chacune des douilles de portée. Sur la face dia- métralement opposée des arbres 39 sont fixées des pièces d'espacement 44.
Des douilles ou coussinets 45 sont disposés dans la tête 24 (Fig. 8). Les surfaces des cames 38 et 43 semblent coïncider avec les lignes d'engrène- ment de la crémaillère et du pignon, mais, en réalité, leur rayon est lé- gèrement supérieur à celui de la circonférence primitive.
Quatre tiges de support 40 s'étendent de la tête 24 vers l'ar- rière, et supportent la culasse 46 d'un moteur à double effet 47; celle- ci est munie à cet effet d'une bride d'attache. Une tige de piston 49, est fixée au piston 48 du moteur, et -est disposée suivant l'axe et.'une fené- tre rectangulaire 51 ménagée dans la tête 24. Comme représenté,à la Fig.
6 cette tige de piston est faite de deux parties 52 et 53 qui sont filetées et vissées dans une traverse 54. L'extrémité antérieure de la partie 52 et espacée du bloc de guidage 30 sauf lorsque le mécanisme est en position de fermeture.
Deux éléments de guidage 55 sont fixés au bloc de guidage 30 et s'étendent entre celui-ci et la culasse de cylindre 46. Ils servent de guide à la traverse 54. Des bielles basculantes 56 sont articulées d'une part sur la barre avant 34, d'autre part sur la traverse 54. Des axes 57 reliant les bielles 56 aux barres 34 se prolongent au-delà de la face in- férieure de la barre 34 et sont agencés pour être repoussés latéralement vers l'extérieur par une came 61 (Fig. 3 et 5). Des rainures-cames 58 sont pratiquées dans des prolongements horizontaux 59 de la tête 24 et coopè- rent avec les prolongements des axes 33. Ces rainures 58 commandent le mouvement latéral des blocs-charnières 31. La came 61 assure le mouvement initial des axes 57 vers l'extérieur.
Sur les Figs. 10, 11, 12, qui représentent une variante de l'in- vention, les pièces similaires portent les mêmes références numériques que dans le premier mode de réalisation, augmentées de 100. Les références nu- mériques supérieures à 170 n'ont pas de contre partie dans le premier mode de réalisation. Dans leurs parties principales, les deux modes de réali- sation sont identiques la différence résidant dans la manière dont est as- suré et contrôlé le déplacement latéral des blocs-charnières 31 et 131
Un bloc de guidage est monté sur la face arrière du plateau mobi- le 127. Ce bloc 130 est pourvu d'un chemin de guidage central 171 qui embrasse les faces opposées des extrémités, montées à recouvrement, des blocs-charnières 131.
Comme représenté aux Figs. 10 et 11, des crémaillè- res 172 sont taillées dans les faces de champ des blocs-charnières 131 et engrènent avec des pignons 173 montés sur un arbre porté par les blocs-
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charnières 131. Les pignons 173, à leur tour, engrènent avec une crémail- lère 174 taillée dans une tige 175 portée par la traverse 154. La tige 175 peut coulisser librement, sur un certain parcours contrôlé, dans la traverse 154. Ce coulissement est limité par des colliers 176 et177 Un ressort 178 s'appuie sur le collier 176 et sur la traverse 154 et tend à appliquer la traverse 154 contre le collier 177, sauf lorsque les deux moitiés de matrice sont fermées.
Les extrémités externes des tiges 175 sont guidées dans la culasse de cylindre 146 (non représentée)
Le fonctionnement de ce dispositif ressort de la description qui précède. Lorsque le mouvement de fermeture de la presse commence, les dif- férents éléments sont dans les positions représentées à la Fig. 3, c'est-à -dire avec les blocs-charnières en position rétractée, et les bielles de genouillère 56 ayant une position générale parallèle à la tige de piston 49. Lorsque le plateau mobile 27 se déplace vers l'avant, les portions divergentes des rainures-cames 58 entrent en contact avec les axes 33, ce qui provoque le déplacement latéral des blocs 31. Lorsque les axes 33 at- teignent les portions extérieures parallèles des rainures 58, les axes 57 entrent en contact avec la came 61 et les bielles 56 subissent un mouve- ment de rotation versai'extérieur.
Ce mouvement des bielles 56 est accom- pagné d'un mouvement vers l'extérieur des extrémités arrière des barres 34 qui, à ce moment, engrènent avec les pignons 41 le long des portions ar- quées des crémaillères 37- Ce mouvement vers l'extérieur se poursuivant, les surfaces de cames 43 et 38 commencent à coopérer, sensiblement suivant un contact de roulement. Les surfaces des cames sont agencées pour séparer les lignes primitives des crémaillères et des pignons, en transférant ainsi la charge sur les surfaces de cames lorsque les bielles 56 atteignent la limite extrême de leur déplacement. Dans cette position, les axes géomé- triques des broches 33 et de l'arbre 39 sont situés dans un même plan qui contient également les éléments des surfaces de cames 38 et 43 situés dans les plats desdites cames (voir Fig. 4).
Les bielles ayant atteint la limi- te de leur course, la portion 52 de la tige de piston 49 frappe le bloc de guidage 30 et accroît ainsi l'effort de fermeture exercé par le mécanisme à genouillère.
Il est important de remarquer que pendant les mouvements d'ouvertu- re et de fermeture de la presse, les crémaillères 37 et les pignons 41 sont en prise, ce qui provoque la rotation des arbres 39. On comprend que la rotation des arbres 39 est synchronisée par rapport au déplacement du pla- teau mobile 27. Ce mouvement de rotation synchronisée des arbres 39 peut être mis à profit pour commander le fonctionnement d'appareils auxiliaires utilisés au cours de l'opération de moulage ou de pressage.
Le fonctionnement de la variante représentée aux Figs. 10, 11, et 12 est sensiblement identique à celui que l'on vient de décrire sauf que le mouvement des blocs 131 vers l'extérieur est commandé par l'engrènement mu- tuel des crémaillères 174 et 172 et des pignons 173e Il est clair que le mouvement des blocs 131 vers l'extérieur démarre lorsque le mouvement du plateau mobile 127 vers lavant est arrêté par l'entrée en contact des deux moitiés de matrice. Le mouvement subséquent de la crémaillère 174 vers 1' avant provoque la rotation des pignons 173 dans des sens opposés, et, en conséquence, l'entraînement de blocs 131 vers l'extérieur. Le mouvement des bielles 156 s'effectue en même temps.
Au cours du mouvement final vers ,l'extérieur des extrémités arrière des barres 134, les blocs-charnières 131 atteignent la limite de leur course, Les ressorts 178 sont alors compri- més et la tige de piston 149, en poursuivant son mouvement vient frapper le bloc 131 et contribue à assurer la fermeture forcée des deux moitiés de la matrice.
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On peut voir que les mouvements des divers éléments au cours du mouvement d'ouverture de la matrice ,sont, dans les deux variantes, les inverses de ceux qui s'effectuent au cours du mouvement de fermeture.
En position d'ouverture, les barres avant sont éloignées du bord externe du plateau mobile et sont rapprochées l'une de l'autre. De cette manière il est possible de retirer les barres en arrière à travers l'ou- verture centrale de la tête principale, d'où il résulte que sensiblement tout l'intervalle entre la tête principale et le plateau mobile est dis- ponible pour le mouvement d'ouverture de la presse. Dans les mécanismes classiques les pivots 33 et 133 sont fixes et limitent le mouvement d'ou- verture des moitiés de matrice, même dans les mécanismes à genouillères pourvus d'une barre arrière à relaxation automatique ou des mécanismes dans lesquels la barre arrière est remplacée par un coin.
Le contact de roulement entre les surfaces de cames 38 et 43 est une caractéristique importante de l'invention car il permet d'exercer une force de fermeture plus élevée sans engendrer des efforts de frottement excessifs. Il contribue également à rendre facile l'ouverture de la presse car la force nécessaire pour provoquer cette rotation est notablement moindre que'les efforts nécessaires pour surmonter les forces de frotte- ment statique entre les surfaces du coin.
L'utilisation d'un train d'engrenages pour synchroniser les mou- vements des deux surfaces de cames est avantageuse, en raison de sa simpli- cité qui contraste avec les organes d'accrochage à relaxation automatique.
L'élimination des barres arrière de la genouillère et des deux pi- vots qui leur sont associés constitue en soi un avantage, car elle assure la conservation de la précision du réglage,même après de longues périodes d'utilisation. Le mécanisme suivant la présente invention comporte plu- sieurs des avantages de la genouillère à coin, mais n'est pas sujet à l'in- convénient des forces de friction élevées et du faible taux de multiplica- tion de force qui en est la conséquence.
Il convient de remarquer que les rainures-cames 58 et le moteur 47 sont fixes par rapport à la tête principale 24. Il en résulte qu'ils se déplacent avec elle au cours de son opération de réglage; on peut ainsi utiliser avec cette machine des matrices de différentes dimensions; ce qui signifie que le mécanisme à genouillère, une fois convenablement réglé n'a pas besoin d'être réglé de nouveau lorsqu'on utilise des matrices de dimensions différentes.
La course à vide ménagée entre les tiges 175 et la traverse 154 donne la certitude que le mouvement final des bielles culbutantes au cours du mouvement de fermeture de la matrice se produit après que les blocs- charnières 131 ont atteint leur position extrême. De cette manière, on n' a pas à surmonter des forces de frottement élevées pour déplacer les blocs 131 jusqu'à leurs positions extrêmes. De même la charge sur les blocs 131 est partiellement réduite au cours du mouvement d'ouverture, avant que les blocs-charnières ne soient rétractés.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.
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The present invention relates to toggle mechanisms.
It relates more particularly to a toggle mechanism in which the back and forth movement of the movable member supported and controlled by the toggle is not limited by the length of the rear bar of the mechanism.
Force amplifying mechanisms of the toggle type are well known and have received many applications in the press art. The present invention is particularly suitable for the die casting industry, but it is by no means limited to this application.
The toggle mechanism of the present invention comprises a transverse piece or "head", adjustable in position which supports two idler gears mounted on parallel spaced shafts. The axes of these shafts are transverse to the trajectory of the movable plate.
This movable plate is mounted between the adjustable head and the fixed plate. The back-and-forth movement of the movable plate is controlled by a double-action motor connected to said plate by means of a mechanism or kinematic linkage chain. This chain comprises tilting rods connected to the piston rod and a front bar articulated on each of said tilting rods and on said movable plate. The connection between this front bar and the movable plate is such that it allows a sliding movement of the pivot transversely to the trajectory of the plate. The front bar has a rack on its outer face which meshes with the idler pinions carried by the adjustable head. This rack comprises a long rectilinear portion and an arched rear portion.
When the press is in the open position, the pivots between the front bar and the platen are in a central retracted position, and the rocker links are parallel to the piston rod and react by exerting a thrust against the front bars. The drive to the fixed plate, controlled by the motor, causes a corresponding movement of the movable plate. During the start of the movement of this plate, the pivots connecting the movable bar to the plate move outwards, towards their active position. When said pivots reach their respective extreme positions, the tilting connecting rods begin to tilt and stress the other ends of the front bars outwards. This outward movement occurs while the curved portions of the racks are engaged with the pinions.
At this time, the pinions serve as reaction members or rear bars of the toggle mechanism and the desired force amplification is thus achieved. In the fully closed position, the axis of each pivot connecting the front bar to the chainring is in alignment with a corresponding pinion pin and with the point of contact between a corresponding rack and pinion.
In order to avoid overloading the toothings of the racks and pinions, cooperating cam surfaces are provided between the rack and the pinion. This cooperation occurs as the press approaches its closed and locked position, and serves to slightly separate the pitch lines of the rack and pinions.
It is clear that the toggle according to the present invention is, in some respects, similar to wedge kneepads, but it has this important advantage that rotating cam surfaces replace the sliding wedge surfaces therein. This arrangement eliminates the high static frictional stress which must be overcome during the opening movement of a wedge toggle. The pinions are collected reaction members and constantly rotate in synchronism with the movement
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of the toggle so that the shafts carrying them can be used to synchronize other operations carried out during the opening and closing movements of the press.
Other characteristics and advantages will emerge from the description which follows.
In the attached drawing:
Fig. 1 is a side elevational view of a press comprising a toggle according to the invention;
Fig. 2 is a detail view, in perspective showing one of the front bars:
Fig. 3 shows the press in plan, top view;
Fig 4 is a detail view in partial section with cutaway showing the cooperation between the front bar and the pinion, the press being in the closed position;
Fig. 5 is a plan, with partial section, of the press seen from above in the closed position;
Fig. 6 estimates view of a detail in partial section;
Fig. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 1;
Fig. 8 is a detailed view, in partial section showing the assembly of the pinion,
Fig. 9 is a detail view showing the positions taken by the different members just before the outward movement of the outer ends of the front bars;
Fig 10 shows a plan, top view, of a variant of the invention;
Fig. 11 is a detail view, in partial section showing the parts of the machine of FIG. 10 opening assumption;
Fig. 12 is a side elevational view, in partial section, of the machine shown in FIG. 10.
According to a first embodiment, the die-molding machine shown in FIG. 1 comprises a sole 21 connected to a vertical fixed frame 22. The frame or fixed plate 22 supports a half-die bearing, in the drawing, the general reference 23. On the sole 21 is slidably mounted a main guided head 24, in its sliding movement, by guideways 25, (see Figs. 3 and 5). Guide bars extend between the fixed platen 22 and the main head. The outer ends of the guides 26 are threaded and carry nuts arranged to react on the opposite face of the head 24 in order to maintain it in its adjustment position. A slide or movable plate 27 is also supported by the guides 26, and carries a second half-die 28.
In the rear face of this slide 27 is formed a groove or guide path 29 in which two hinge blocks 31 can move back and forth. A guide block 30, having the general shape of a U , placed in the center of the rear face of the movable plate 27 receives the internal ends of the two blocks 31 which overlap each other when these blocks are in the retracted position (FIG. 3).
The hinge blocks are provided with bosses 32 which are crossed by articulation pins 33. On each side of the bosses 32,
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the hinge block has a curved bearing surface. A front bar 34 is articulated on each block 31; a bar 34 is shown in detail in FIG. 2. The front end of this bar 34 is forked, as shown at 35; the bosses 32 are housed therein and held by the pins 33. The holes made in the lateral portions or ears 36 of the forked part are oval, so that, when they are under load, the curved faces of each side of the bosses 32 support the load by cooperating with the ears 36.
A rack or gear portion having the shape shown in the drawing is provided on the outer face of the bar 34. Cam surfaces 38 are provided in the vicinity of the arcuate portion of the rack 37.
Two shafts 39 journal in the main head 24; on each of these shafts is keyed a pinion 41 (Fig. 8), and on each side of each pinion is mounted a bearing bush 42. As shown at Pie, 4, cams 43 are fixed on the shafts 39, each cam being disposed adjacent to each of the bearing sockets. On the diametrically opposite face of the shafts 39 are fixed spacers 44.
Bushings or bearings 45 are arranged in the head 24 (Fig. 8). The surfaces of the cams 38 and 43 appear to coincide with the lines of mesh of the rack and pinion, but in reality their radius is slightly greater than that of the pitch circumference.
Four support rods 40 extend from the head 24 rearwardly, and support the cylinder head 46 of a double-acting engine 47; the latter is provided for this purpose with an attachment flange. A piston rod 49 is fixed to the piston 48 of the engine, and is disposed along the axis and a rectangular window 51 formed in the head 24. As shown in FIG.
6 this piston rod is made of two parts 52 and 53 which are threaded and screwed into a cross member 54. The front end of the part 52 and spaced from the guide block 30 except when the mechanism is in the closed position.
Two guide elements 55 are fixed to the guide block 30 and extend between the latter and the cylinder head 46. They serve as a guide for the cross member 54. Tilting rods 56 are articulated on the one hand on the front bar 34, on the other hand on the cross member 54. Pins 57 connecting the connecting rods 56 to the bars 34 extend beyond the lower face of the bar 34 and are arranged to be pushed laterally outwards by a cam. 61 (Fig. 3 and 5). Cam-grooves 58 are made in horizontal extensions 59 of the head 24 and cooperate with the extensions of the pins 33. These grooves 58 control the lateral movement of the hinge blocks 31. The cam 61 ensures the initial movement of the pins 57 outwards.
In Figs. 10, 11, 12, which represent a variant of the invention, similar parts bear the same reference numerals as in the first embodiment, increased by 100. Reference numerals greater than 170 have no reference. against part in the first embodiment. In their main parts, the two embodiments are identical, the difference being in the way in which the lateral displacement of the hinge blocks 31 and 131 is ensured and controlled.
A guide block is mounted on the rear face of the movable plate 127. This block 130 is provided with a central guide path 171 which embraces the opposite faces of the ends, mounted to cover, of the hinge blocks 131.
As shown in Figs. 10 and 11, racks 172 are cut in the field faces of the hinge blocks 131 and mesh with pinions 173 mounted on a shaft carried by the blocks.
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hinges 131. The pinions 173, in turn, mesh with a rack 174 cut in a rod 175 carried by the cross member 154. The rod 175 can slide freely, over a certain controlled path, in the cross member 154. This sliding is limited by collars 176 and 177 A spring 178 rests on collar 176 and cross member 154 and tends to press cross member 154 against collar 177, except when both die halves are closed.
The outer ends of rods 175 are guided into cylinder head 146 (not shown)
The operation of this device emerges from the above description. When the closing movement of the press begins, the various elements are in the positions shown in FIG. 3, that is, with the hinge blocks in the retracted position, and the toggle rods 56 having a general position parallel to the piston rod 49. When the movable plate 27 moves forward, the portions diverging cam grooves 58 come into contact with the pins 33, which causes the lateral displacement of the blocks 31. When the pins 33 reach the parallel outer portions of the grooves 58, the pins 57 come into contact with the cam 61 and the connecting rods 56 undergo an outward rotational movement.
This movement of the connecting rods 56 is accompanied by an outward movement of the rear ends of the bars 34 which, at this time, mesh with the pinions 41 along the arcuate portions of the racks 37. exterior continuing, the cam surfaces 43 and 38 begin to cooperate, substantially following rolling contact. The surfaces of the cams are arranged to separate the pitch lines of the racks and pinions, thereby transferring the load to the surfaces of the cams when the connecting rods 56 reach the extreme limit of their displacement. In this position, the geometrical axes of the pins 33 and of the shaft 39 are located in the same plane which also contains the elements of the cam surfaces 38 and 43 located in the flats of said cams (see Fig. 4).
The connecting rods having reached the limit of their stroke, the portion 52 of the piston rod 49 strikes the guide block 30 and thus increases the closing force exerted by the toggle mechanism.
It is important to note that during the opening and closing movements of the press, the racks 37 and the pinions 41 are engaged, which causes the rotation of the shafts 39. It is understood that the rotation of the shafts 39 is. synchronized with respect to the movement of the movable plate 27. This movement of synchronized rotation of the shafts 39 can be utilized to control the operation of auxiliary apparatuses used during the molding or pressing operation.
The operation of the variant shown in Figs. 10, 11, and 12 is substantially identical to that which has just been described except that the movement of the blocks 131 outward is controlled by the mutual meshing of the racks 174 and 172 and of the pinions 173rd It is clear that the outward movement of the blocks 131 begins when the forward movement of the movable platen 127 is stopped by the contacting of the two die halves. The subsequent movement of the rack 174 forward causes the pinions 173 to rotate in opposite directions, and therefore drives the blocks 131 outward. The movement of the connecting rods 156 takes place at the same time.
During the final movement towards the outside of the rear ends of the bars 134, the hinge blocks 131 reach the limit of their stroke, the springs 178 are then compressed and the piston rod 149, continuing its movement, strikes block 131 and helps ensure the forced closure of the two halves of the die.
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It can be seen that the movements of the various elements during the opening movement of the die, are, in both variants, the reverse of those which take place during the closing movement.
In the open position, the front bars are moved away from the outer edge of the movable plate and are brought closer to one another. In this way it is possible to withdraw the bars back through the central opening of the main head, whereby substantially the entire gap between the main head and the movable platen is available for the opening movement of the press. In conventional mechanisms the pivots 33 and 133 are fixed and limit the opening movement of the die halves, even in toggle mechanisms provided with a self-relieving rear bar or mechanisms in which the rear bar is replaced. by a corner.
The rolling contact between the cam surfaces 38 and 43 is an important feature of the invention because it allows a higher closing force to be exerted without generating excessive frictional forces. It also helps to make opening of the press easy because the force required to cause this rotation is significantly less than the forces required to overcome static frictional forces between the wedge surfaces.
The use of a gear train to synchronize the movements of the two cam surfaces is advantageous because of its simplicity which contrasts with the automatic relaxation hitches.
The elimination of the rear rods of the knee lever and of the two associated pins is in itself an advantage, as it ensures that the adjustment precision is maintained, even after long periods of use. The mechanism according to the present invention has several of the advantages of the wedge toggle, but is not subject to the disadvantage of high frictional forces and the consequent low rate of force multiplication. .
It should be noted that the cam grooves 58 and the motor 47 are fixed relative to the main head 24. As a result, they move with it during its adjustment operation; dies of different dimensions can thus be used with this machine; which means that the toggle mechanism, once properly adjusted, does not need to be readjusted when using dies of different dimensions.
The idle stroke between rods 175 and crossmember 154 provides the assurance that the final movement of the rocking links during die closing movement occurs after the hinge blocks 131 have reached their extreme position. In this way, one does not have to overcome high frictional forces to move the blocks 131 to their extreme positions. Likewise, the load on the blocks 131 is partially reduced during the opening movement, before the hinge blocks are retracted.
The invention is not limited to the embodiments shown and described which have been chosen only by way of example.