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" PRESSE POUR OBJETS EN CERAMIQUE "
Cette invention a pour objet une presse pour objets en céramique actionnée soit par de l'énergie hydrau- lique d'un bout à l'autre de la course de l'outil presseur, soit d'une part par de l'énergie hydraulique, quand l'ou- til est en contact avec la matière à presser, d'autre part mécaniquement, par opposition à de l'énergie hydraulique, pendant le reste du mouvement du dit outil.
Dans le fonctionnement d'une presse quelcon- que, une grande partie du mouvement est celui qui est né-
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cessaire pour séparer les matrices suffisamment pour l'in- troduction commode et rapide de la pièce dans la presse et son enlèvement commode et rapide de la presse. La seule partie du mouvement quiexige une grande force est celle qui a lieu dans la course motrice après que le contact a été établi entre la pièce et la matrice. Dans la présente invention, cette partie est effectuée hydrauliquement dans le fonctionnement soit d'une presse commandée exclusivement par de l'énergie hydraulique, soit d'une presse actionnée en partie mécaniquement et en partie hydrauliquement.
Pen- dant tout le reste du mouvement de l'outil, la seule force est celle requise pour surmonter la résistance de frotte- ment et les autres résistances internes du mécanisme et, suivant l'invention, le mouvement entier de la presse est effectué rapidement et en n'employant qu'une faible énergie, à l'exception de l'intervalle relativement bref pendant lequel une pression est exercée sur la matière ou objet a presser.
Dans une presse hydraulique composée simple- ment d'un petit cylindre et d'un grand cylindre et des plongeurs correspondants, le mouvement entier de la presse est effectué en expulsant le liquide du petit cylindre dans le grand, ce qui ralentit la partie ' vide du mouve- ment, pendant laquelle on n'a besoin que d'une faible force, dans une mesure qui limite considérablement le nombre d'opérations de pressage exécutées dans un temps.donné.
Dans une presse actionnée exclusivement par une pression hydraulique, le fonctionnement peut être accé- léré par l'emploi d'un accumulateur à haute pression pour le fluide comprimé, mais cette méthode n'est pas économique parce qu'elle implique l'emploi d'un fluide à haute pres-
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sion pendant toute l'étendue des courses de travail et de retour, alors qu'on n'a besoin d'une haute pression que pendant la courte période pendant laquelle la presse agit sur la pièce.
L'emploi d'un accumulateur à basse pression pour la partie à vide du mouvement et d'un accumulateur à haute pression pour la période pendant laquelle un travail réel est exécutéévite une consommation excessive inhérente à la méthode mentionnée précédemment, mais augmente la complexité du mécanisme en raison de la nécessité d'employer deux accumulateurs avec des moyens pour les charger convenablement et des moyens pour action- ner les obturateurs reliant ces accumulateurs aux cylindres moteurs. Grâce à la présente invention, le mouvement de la presse est effectué rapidement et sans grande dépense d'énergie, sauf pendant le temps qu'une pression est exer- cée sur la pièce.
Dans la forme de réalisation dans laquelle la presae est actionnée exclusivement par de l'énergie hydraulique, la source de haute pression, pendant l'inter- valle pendant lequel les matrices agissent sur la pièce, est une pompe capable d'engendrer la haute pression requise mais possédant de petites dimensions et ne débitant qu'un volume de fluide relativement petit. Le mouvement plus rapide de la presse pendant la partie de la course motrice qui a lieu avant de rencontrer la résistance de l'objet, ainsi que la course de retour de la presse, sont effectués par du fluide ( qui peut être un liquide ou une combinaison
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/ est d'un liquide avec de l'air ) dont la pression/relativement 1 basse mais qui est délivrée en grande quantités.
La petite pompe à haute pression travaille dans un circuit fermé
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qui est constamment soumis à la pression utilisée pour ef- fectuer la partie rapide du mouvement du plongeur quand les matrices ne sont pas en contact avec la pièce. On peut utiliser à volonté une pompe à mouvement alternatif ou une pompe rotative, mais on a trouvé qu'une pompe rotative, de préférence une pompe à engrenage, est capable d'engen- drer une haute pression quand l'admission de la pompe est sous pression ; pression relativement basse suffit, deux kilos par centimètre carré étant la pression utilisée dans le fonctionnement de la presse des figs. 1 à 7 inclus des dessins.
On sait que des pompes rotatives ont été em- ployées en série pour établir une pression élevée par étapes successives, mais la presse hydraulique suivant l'invention est basée sur un mode d'action différent dans lequel une seule pompe, travaillant avec une pression d'ad- mission trop faible pour contribuer d'une façon appréciable à la pression finale fournie par la pompe, suffit cependant pour assurer le remplissage des espaces séparant les dents d'une pompe à engrenage et pour rendre l'action de la pompe efficace en vue du développement de haute adressions. Le circuit fermé dans lequel la pompe à engrenage travaille agit de façon à communiquer l'action de pompe efficace sus- mentionnée et agit aussi comme moyen pour produire le mou- vement rapide et économique de la presse en tout temps,
sauf lorsque la haute pression est exercée sur l'objet.
Deux formes de réalisation de l'invention sont représentées sur les dessins annexés. Figs. 1 à 7 inclus montrent une forme de réalisation dans laquelle la presse est actionnée exclusivement par de l'énergie hydrau- lique. Fig. 1 est une perspective de l'ensemble de la pres- se; fig. 2 est une perspective à grande échelle de la pompe à engrenage d'un distributeur et de son dispositif de
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commande; fig. 3 est une perspective à grande échelle des pièces travaillantes principales et des liaisons prévues entre elles pour constituer les divers circuits par l'en- tremise desquels le fluide sous pression travaille; fig. 4 est une perspective à grande échelle partiellement brisée et coupée du cylindre différentiel; fig. 5 est une éléva- tion avec coupe partielle d'un cylindre de commande de distributeur;
fig. 6 est une vue schématique de la relation des divers organes et des tuyaux de communication et a pour but de faire comprendre le mode d'action des dits organes sous la pressiondu fluide ; et fig. 7 est une vue schématique de moyens pour ajuster automatiquement le dis- tributeur pendant le fonctionnement de la presse.
L'autre forme de réalisation, actionnée en partie mécaniquement et en partie hydrauliquement, est représentée sur les figs. 8 à 14 inclus dans lesquelles fig. 8 est une perspective partiellement brisée et coupée de la presse agencée pour le procédé de moulage à sec des objets céramiques; fig. 9 est une vue séparée d'un coulis- seau permettant de charger le moule de matière pulvérulente avant le pressage ; 10 est une perspective à grande échelle du petit plongeur ; 11 montre la partie supé- rieure d'une boîte, d'une soupape à commande par friction et d'une tige de soupape ; 12 est un détail du grand plongeur et des pièces coopérantes; fig. 13 est une vue perspective partiellement brisée et coupée d'une variante de fig. 8 ;
14 est un détail en coupe d'une autre forme de distributeur destinée au cylindre de fig. 8.
On décrira d'abord la forme de réalisation de l'invention dans laquelle la presse est actionnée exclu- sivement par de l'énergie hydraulique, et qui est représen- tée sur les figs. 1 à 7 inclus. La relation entre les dif-
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férentes pièces et leur fonctionnement ressortent clairement du schéma de fig. 6 sur lequel on a employé les mêmes ré- férences que dans les figs. 1 à 5 et 7. Dans la fig. 6, leplongeur porte-outil, désigné dans son ensemble par W, travaille dans un cylindre différentiel et comprend trois pièces I, H, G dont les diamètres diminuent dans l'ordre indiqué.
La partie supérieure la plus large du cylindre ou pot de presse s'étend vers le bas jusqu'à une cloison
30 présentant une ouverture circulaire travaillant comme cylindre pour la section de plongaar intermédiaire H. Au- dessous de la cloison30, les parois du cylindre consti- tuent un cône qui converge vers le bas et qui présente à son extrémité inférieure une ouverture circulaire renfermant une garniture à travers laquelle la petite section 1 du plongeur descend Jusqu'à, la tête mobile ou plateau W de la presse. laquelle tête est portée par le plongeur W.
Un réservoir fermé est rempli partiellement d'huile ou d'un autre liquide et est relié par un tuyau 31 à une pompe à air-- une pompe ordinaire pour pneumatique de bicyclette suffira-- et la pression régnant dans le réservoir au- dessus de l'huile est légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Dans l'appareil représenté, une pression de 1,75 kilo par centimètre carré suffit pour le fonctionne- ment décrit ci-après,. étant donné qu'on ne dépense pas d'air comprimé dans le fonctionnement de la presae et qu'il suffit d'élever la pression de l'air dans le réservoir à la valeur spécifiée. On ferme alors la communication avec la source d'air, puis on actionne la presse pendant un temps indéfini sans renouveler la pression d'air.
Le coté admission de la pompe à engrenage V est constamment relié par des tuyaux .5. et directement à la partie inférieure du réservoir X, tandis que le côté
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refoulement de cette pompe est relié à une lumière 3, du robinet distributeur à quatre voies T. Le distributeur représenté comporte quatre lumières 1,2,3, 4 qui sont toutes plus larges que la partie g de la clé, cette der- nière coopérant directemetn avec les lumières. Quand la partie M de la clé occupe une ligne médiane entre deux lumières opposées, il existe une communication libre entre les côtés opposés du boisseau ou boite de distributeur, autour des extrémités'de la partie M, cette position étant indiquée par les lignes en pointillé B, fig. 6.
La lumière 2 du robinet T est reliée par un tuyau 2 au sommet du pot de presse N, tandis que la lumière 4, est reliée par un tuyau 2 à la partie inférieure du réservoir X. La lumière 1 est reliée.par un tuyau 1 au compartiment P situé à la base du pot de presse N au-dessous de la .cloison 30 du dit pot. Comme représenté, le tuyau ?, partant du réservoir X, aboutit après ses jonctions avec les tuyaux 5 et 4 à une jonction avec le tuyau ±, par lequel le tuyau 7 commu- nique avec le sommet du pot de presse N. Le tuyau 7 est muni d'un clapet de retenue 25 entre la jonction du tuyau 7 avec les tuyaux 5 et 4 et la jonction du tuyau 7 avec le tuyau 2, ce clapet 25 permettant l'écoulement vers le pot de presse N, mais non en sens inverse.
Grâce au tuyau 6, l'espace E compris entre la section de plongeur et la cloison 30 communique constamment avec l'espace d'air si- tué au sommet du réservoir 1.. A un tuyau a communiquant avec le tuyau 2 est relié un dispositif de commandée de distributeur 10 ( fig. 5); et une soupape de sûreté 9 reliée aux tuyaux ? et 7 agit de façon à faire passer du premier tuyau 2 dans le second 7 une pression anormalement élevée accidentelle.
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On supposera que le plongeur différentiel soit à la.limite supérieure de son mouvement et que le dis- tributeur T occupe la position désignée par A sur la fig. 6 pour mettre la presse en marche. Dans ces conditions, l'es- pace D du pot de presse N situé au-dessus de la grande section .1 du plongeur reçoit la pression du réservoir par le tuyau 7.
L'espace E du pot de presse N, espace compris entre la grande section .1 du plongeur et la cloison 30 communique à ce moment, comme en tout temps, avec l'espace d'air situé au sommet du réservoir. L'es- pace F qui se trouve à la partie inférieure du pot de pres- se N au-dessous de la cloison 30 et au-dessous de l'extré- mité de la section intermédiaire H du plongeur communique avec le réservoir 1 par le tuyau allant du dit espace à la lumière ,1 du distributeur T, et par le boisseau, la lumière
4 et le tuyau 7.
Les espaces D, E, F du pot de presse N étant tous soumis à la pression régnant dans le réservoir
1, le plongeur est soumis à une force résultante dirigée vers le bas et équivalente à la pression régnant dans le réservoir cette fores s'exérçant sur la section trans- versale de la partie du dit plongeur, et il n'existe pas de pression dirigée vers la haut, à l'exception de celle exercée par l'atmosphère sur la section du plongeur. Le plongeur W commence par conséquent à descendre, le poids du dit plongeur et des pièces qui s'y rattachent constituant une force additionnelle qui, s'il ne passait pas une quan- tité suffisante d'huile du réservoir X dans l'espace D, diminuerait la pression régnant dans cet espace au-dessous de celle régnant dans le réservoir X.
La pompe à engrenage v travaille continuellement et refoule par conséquent de l'huile dans le dit espace à cette phase, l'huile sortant de l'orifice de sortie de la pompe passant par la lumière
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3 du distributeur 1. dont elle sort par la lumière 2 pour aboutir au sommet du pot de pressée N. Quoique la pompe v, travaillant avec une pression de 2 kilos par centimètre carré à l'admission, puisse refouler du liquide sous une pression supérieure à 70 kilos par centimètre carré, la pompe employée est petite et ne délivre qu'un petit volume d'huile par seconde.
Le mouvement du plongeur W dans la première partie de sa course descendante est relativement rapide en raison du poids et de la fourniture abondante d'huile à 2 kilos par centimètre carré par le gros tuyau 7 partant du réservoir X, le mouvement rapide du dit plongeur et l'accroissement rapide qui en résulte de l'espace situé au-dessus du plongeur étant tels que la petite quan- tité d'huile refoulée par la pompe X n'a guère pour effet, à ce moment, d'augmenter la pression régnant dans l'espace D. En ce qui concerne l'action effective de la presse, le fonctionnement de la pompe V est négligeable à cette phase, mais cecinentraîne aucune perte d'énergie parce que la pompe est petite et que la pression régnant sur le côté refoulement est à ce moment égale ou inférieure à la pres- sion régnant sur le côté admission.
Lorsque, dans la course descendante du plon- geur W. l'objet ou ouvrage disposé dans la presse est ren- contré par la matrice ou plateau, la résistance augmente jusqu'à un point auquel la pression non équilibrée du ré- servoir X cesse d'être suffisante pour faire mouvoir le plongeur, et c'est à ce moment que le refoulement d'huile de la pompe V entre en jeu et fournie la haute pression requise pour exécuter le travail requis sur l'objet. La pompe V ne travaille en antagonisme à une résistance que pendant une courte période pendant laquelle la matrice est en contact avec l'objet. Pendant toute la.partie précédente
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de la course de descente du plongeur, la pompe V travaillait a vide et ne consommait pas d'énergie.
Le clapet de retenue
25,qui s'ouvre vers le pot de presse, retient dans ce pot la haute pression créée par la pompe V.
Le mouvement inverse de la presse, à l'achè- vement de la course de descente du plongeur, est effectué automatiquement par un mécanisme qui est susceptible d'ê- tre commandé par une pression prédéterminée, laquelle pres- sion est celle nécessaire pour exécuter la travail requis sur l'objet. Il va de soi qu'on peut utiliser un mécanisme inverseur automatique autrement actionné, mais des moyens subordonnés à 1* établissement d'une pression déterminée conviennent pour les usages que la presse est destinée à recevoir, et l'on décrira ci-après des moyens de ce genre.
Dans les figs. 1 à 6, le dispositif de commande du distri- buteur comprend un cylindre 10 ( fig. 5) relié à l'espace D du pot de presse N par les tuyaux .8 et 2. Un piston 19 travaillant dans le cylindre 10 est sollicité vers le bas par un ressort 18, son mouvement vers le haut lui étant communiqué par une.pression d'huile. Quand le liquide sous pression surmonte la tension du ressort 18. le piston 19 s'élève, puis la vis réglable 40 ( située à l'extrémité supérieure du plongeur?}, entre en contact avec l'élément 14 d'une genouillère 13-14 et élève cet élément. C'est le mouvement de la genouillère 13-14 qui fait mouvoir le dis- tributeur pour arrêter la course de descente, et commen- cer la course d'élévation du plongeur.
L'élément 13 de la genouillère pivote sur un bras .la. qui est assujetti à la clé 11 du distributeur T ( figs. 2 et 3) et s'étend radia- lement 9. partir de cette clé, tandis que l'élément 14 pivo- te sur une pièce fixe telle que le tuyau 8. La construction et le mode d'action de cette partie du mécanisme ressortent
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plus clairement de la fig. 7. Un ressort 15 ( fig. 2) tend à tirer l'une vers l'autre les extrénités externes des éléments de genouillère et il convient que des butées (non représentées ) soient prévues au joint central 6 de la genouillère ou ailleurs pour permettre à celle-ci de se mouvoir entre la position des figs. 1 et 2 et une position dans laquelle le centre 16 est situé juste au-des- sous du point mort.
Lorsque le centre 16 occupe cette der- nière position, la genouillère est presque droite, et le bras 12 et le distributeur .1 occupent les positions dési- gnées respectivement par A' et ¯4 sur la fig. 7, ces posi-
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/ toute tions étant celles qu'ils occupent pendant/la durée de la 1 course de travail de la presse.
Le ressort 18 du dispositif de commande 10 du distributeur est réglé pour résister au mouvement du piston 19 du dit dispositif jusqu'au moment où la pompe V fournit le degré de pression nécessaire pour exécuter le
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/ requis travail/sur la pièce.
Lorsque cette pression est atteinte, le piston 19 selève suffisamment pour actionner l'élément de genouillère 14 et faire mouvoir le joint central 16 de la position 16-A ( fig. 7), située au-dessous du point, mort, à une position située au-dessus du point mort. Le ressort 15 agit alors de façon à plier la genouillère vers le haut et à amener le joint centrales, une position supé- rieure extrême 16-0. ce qui a comme résultat d'amener res- pectivement le bras 12 et le distributeur T aux positions C', C.
Dans ces dernières positions, la pompe V refaule de l'huile du réservoir 1 dans l'espace F ( le- côté admis- sion de la pompe V communiquant avec le réservoir X par les tuyaux 5 et 7), l'huile passant de la lumière 3 à la lumière 1, et, de là, au compartiment F situé à la base du
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cylindre N. La pression qui s'exerce sur l'extrémité de la section ± du plongeur 1 change de celle régnant dans le réservoir à la pression créée par la pompe V.
A ce moment, lespace D du pot de presse communique avec le réservoir
X par le tuyau 2,le distributeur .1 et les tuyaux ¯4, 7, tandis que l'espace E communique avec l'espace d'air du réservoir 1 par le tuyau 6. La pression créée parla pompe
V sur l'extrémité de la section du plongeur qui pénètre dans l'espace F est plus que suffisante pour surmonter l'ab- sence d'une pression super-atmosphérique sur l'aire trans- versale de la section du plongeur, et il en résulte que le plongeur commence à monter avec un mouvement relative- ment rapide en raison du fait que le déplacement de liquide dans l'esapce F par l'élément est faible et est par consé- quent rapidement remplacé par le débit de la pompe V.
Le volume plus grand nécessaire dans l'espace est fourni rapidement par le courant d'air abondant et rapide arrivant par le tuyau 6 du réservoir X. L'espace 33 est relié à l'es- pace à air du réservoir au lieu d'être relié à l'espace à huile du dit réservoir dans le but d'utiliser le courant d'air plus rapide, ce qui diminue le temps occupé par la course d'élévation de la presse, course pendant laquelle le liquide de l'espace est délivré par le tuyau ¯±, le distributeur T. et les tuyaux 4, 7 au réservoir X.
La course d'élévation du plongeur W est ter- minée par le mouvement du distributeur T jusqu'à la posi- tion centrale indiquée en B sur la fig. 7, ce mouvement du distributeur T de la position à la position 33 étant déterminé par un poussoir 17 qui s'élève d'une pièce 21 de la presse ( fige. 1 et 2), le trajet du mouvement de ce
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poussoir étant situé à l'alignement d'un bras 20 fixé à la clé 11 du distributeur T.
Juste avant d'achever son mouvement vers le haut, le poussoir 17 entre en contact avec le bras 20. qui occupe alors la position ± de fig. 7, et fait tourner la clé jusqu'à la position B dans laquelle la presse s'arrête.. Dans la position B, le distributeur est aligné avec les lumières opposées 2, 1 de sa boite, et comme l'épaisseur du dit distributeur est inférieure à la largeur des lumières, les côtés opposés de la boite communiquent entre eux autour des extrémités du distribu- teur. Le ressort 15 de la genouillère tend constamment à amener le distributeur T à la position Ç, excepté lorsque le joint central 16 est situé au-dessous du point mort.
Le poussoir 17 ne fait pas mouvoir le distributeur assez loin pour amener la genouillère au-delà du point mort, et il en résulte que si le plongeur 1[ commençait à descendre après que le poussoir 17 a amené le distributeur ± à sa position centrale (B), ce poussoir serait entraîné vers le bas dans ce mouvement, et ce mouvement du dit poussoir permettrait au ressort 15 d'amener le distributeur T à sa position c, ce qui aurait immédiatement pour effet de faire monter de nouveau le plongeur. En service, le distri- buteur 2 occupe et conserve sa position d'équilibre, dési- gnée par B sur la fig. 6, position dans laquelle une commu- nication libre existe autour des extrémités du distributeur et entre les côtés opposés du boisseau, de telle sorte que la presse reste au repos.
Des moyens manuels sont prévus pour amener le distributeur T à sa position A pour mettre la presse en marcher un levier de commande 55 ( fig. 1) étant relié à une tige 54 qui pivote par son extrémité supérieure sur le joint central 16 de la genouillère 13-14. Lorsque la presse est
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au repos, le plongeur W étant élevé à la limite supérieure de son mouvement, le joint central 16 de la genouillère occupe la position 16-B de fig. 7.
Pour commencer le mouve- ment de descente du plongeur, on abaisse le levier 55, ce qui amène le joint central 16 de la genouillère au- dessous du point mort, à la position 16-A de fig. 7, l'effet de ce mouvement étant d'amener le bras 12 et le distribu- teur T aux positions A' et , respectivement, et de faire ainsi descendre le plongeur W, de telle sorte que le méca- nisme décrit effectue le cycle d'opérations décrit plus haut.
Une soupape de sûreté 9 est prévue comme on l'a vu sur un tuyau reliant les tuyaux 2 et ± ( fig. 6).
Cette soupape s'ouvre vers le tuyau 7 et est normalement maintenue fermée par un ressort dont la tension est réglée à une valeur un peu supérieure à la pression qu'exerce le fluide sur le côté opposé de la soupape sous l'influence de la pression de travail maximum avec laquelle on fait travailler la presse. En supposant que la pression maximum requise pour le travail effectué dans la presse soit de 52 kilos par centimètre carré, on règle le ressort de la soupape .2. pour que celle-ci résiste à une pression un peu plus élevée, par exemple 70 kilos par centimètre carré.
Si, pour une raison quelconque, le renversement de la presse ne s'effectue pas convenablement quand une pression de 52 kilos par centimètre carré s'est établie dans la descente, l'accumulation d'une pression trop élevée sera empêchée parce que la soupape de sûreté 9 s'ouvrira à une pression de 70 kilos et permettra au fluide sous pression du pot de presse de passer dans le tuyau à basse tension 7 et le réservoir X.
La presse représentée est employée pour mouler
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une matière pulvérulente employée dans le procédé céramique de moulage à sec et l'on prévoit une trémie 52 servant à contenir cette matière, la diteïtrémie présentant une fente dans laquelle travaille un coulisaeau mobile 53 agencé pour délivrer des charges successives de poudre de la trémie à la pièce inférieure du moule. Une pédale 154 est montée de façon à produire l'éjection de l'article pressé hors de l'élément de moule inférieur.
La pompe à regrenage V est commandée par un moteur électrique 50 et une courroie 51 et un ressort 53 est relié à une plateforme pivotante supportant le moteur, ce qui.constitue un dispositif propre à régler la tension de la courroie 51.
On décrira maintenant la presse des figs. 8 à 12. Le plongeur est actionné en partie mécaniquement et en partie hydrauliquement, son mouvement étant relativement rapide pendant la partie inactive de sa course. Ce plongeur est actionné hydrauliquement pendant la partie de travail de sa course de façon à exercer la pression requise sur la pièce. Bans cette forme de réalisation de l'invention, un arbre ,60. est actionné manuellement à l'aide d'un volant ( non représenté} fixé à cet arbre et permettant de le faire tourner.
Un pignon 61 fixé à l'arbre 60 engrène avec une barre à crémaillère 62 dont l'extrémité inférieure est reliée à' l'extrémité supérieure d'une barre 63, les extré- mités adjacentes de la crémaillère 62 et de la barre 63 étant réunies dans une ouverture centrale 64 d'un piston 65;et la liaison entre les dites extrémités est telle que le piston 65 est serré entre les deux barres, le tout cons- tituant un ensemble rigide composé des pièces 62, 63. 65.
Le piston 65 coulisse dans la partie la plus petite 66 d'un
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cylindre 67, tandis que dans une partie plus grande 68 du dit cylindre coulisse un piston plus grand 69 qui présen- te une ouverture 70 (fig. 12). Autour de cette ouverture est vissée dans la partie inférieure du piston 69 une douille 71 qui est fermée à l'extrémité inférieure, endroit ou le plateau presseur Il est fixé à la douille. Dans la douille 71 se trouve un ressert à boudin 72 reposant par son extrémité inférieure sur la paroi obturant l'extrémité inférieure de la douille et prenant appui par son extrémité supérieure contre un épaulement 73 de la barre 63.
La barre
63 descend à l'intérieur de la douille 71,laissant un es- pace entre l'extrémité fermée inférieure de la douille et l'extrémité inférieure de la barre pour permettre à la dite barre de descendre. par rapport à la douille, d'une distance suffisante pour les buts qui seront mentionnés plus loin.
La tension initiale du ressort 72 est suffisante pour trans- mettre de la barre 63 à la douille Il ¯, au plateau presseur W' et au piston .22. la force requise pour faire mouvoir le plateau presseur W' avant que la matrice 11a entre en contact avec l'objet ou matière que renferme la presse, d'où il résulte que le ressort 72 n'est pas comprimé pendant cette partie du mouvement. 74 désigne un réservoir commu- niquant librement avec une boite 75 servant à contenir.de l'huile ou autre liquide par l'entremise diquel la pression est transmise quand la presse fonctionne hydrauliquement.
Une ouverture 76 du piston 65 établit la communication de la boîte 75 avec l'espace séparant les pistons 65 et 69 coulissant respectivement dans le petit cylindre 66 et le grand cylindre 68. La quantité de liquide passant à travers l'ouverture 76 est réglée par une soupape 77 dont la tige .7µ,N'étend librement vers le haut le long de la crémaillère
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62. La partie supérieure de la tige 78 traverse une douille 79 qui s'étend vers le haut depuis la boite 75, et à l'ex- trémité de cette partie est assujettie une pièce à friction 80.La pièce à friction 80 peut avantageusement être consti- tuée par des lames de ressort portées par une pièce tuba- laire, celle-ci étant fixée de façon réglable à la tige 78.
Un épaulement 81 ( voir les lignes pointillées de fig. 10) fait saillie sur la barre 63 au-dessous du piston 65 et agit de façon à limiter l'abaissement de la soupape 77, le mouvement de cette soupape par rapport au piston 65 étant ainsi limité à la distance comprise entre la position de cette soupape, lorsqu'elle est appliquée sur son siège et la position qu'elle occupe quand elle est en contact avec l'épaulement 81.
On supposera que les pistons sont à la limite supérieure de leur mouvement, comme dans la fig. 8, que la soupape 77 est ouverte, c'est-à-dire abaissée par rapport au piston 65, et que l'huile remplit l'espace compris entre les pistons 65, 69, le réservoir 75 et le réservoir 74.
Lorsqu'on fera tourner le volant dans le sens des aiguilles d'une montre, l'arbre 60 tournera et fera mouvoir vers le bas la crémaillère 62 qui entraînera le piston 65 et la barre 63, les pièces 52, 63 et 65 étant solidaires comme on l'a dit plus haut. A ce moment, la. matrice 11a est écar- tée de l'objet et il existe entre eux un intervalle suf-
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/ commodes fisant pour l'introduction et l'enlèvement/de l'objet.
La première partie de la course descendante des pièces mobiles de la presse n'est soumise qu'à l'action antagoniste du frottement et des autres résistances du mécanisme, et le mouvement de descente de la barre 63 est.transmis par l'é- pau lemetn 73 et le ressort 72 à l'extrémité inférieure
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fermée de la douille 71. cette dernière étant reliée:au piston 69 et constituant, en fait, une partie du dit pis- ton. Cette action a lieu sans comprimer le ressort 72 parce que la tension initiale de ce ressort est suffisamment élevée pour résister à la force transmise par l'entremise du dit ressort dans cette partie du fonctionnement.
La course des pistons 65. 69. vers le bas a pour effet d'aug- menter le volume de l'espace compris entre ces pistons à l'intérieur des cylindres, et comme la soupape 77 est ou- verte à ce moment, l'huile traverse l'ouverture 76 du pis- ton 65 et remplit l'espace augmenté compris entre les pis- tons 65, 69. La pièce à friction 80 est réglée sur la tige
78 de la soupape de telle manière qu'au moment où la ma- trice 11a vient toucher l'objet, ou un peu avant, la dite pièce 80 pénètre dans la douille 79,le frottement qu'elle exerce sur la surface de cette douille arrêtant alors le mouvement de descente de la soupape 77.
En temps normal, la pesanteur a pour effet que la soupape 77. et sa tige 78 tombent jusqu'à la position la plus basse, dans laquelle la soupape repose sur l'épaulement 81 fig. La), laissant l'ouverture 76 découverte. La chute de la soupape 77 étant ainsi arrêtée, tandis que celle du piston 69 continue, la soupape vient s'appliquer sur l'ouverture 76 et emprisonne l'huile dans les cylindres entre les pistons 65, 69.
Lors- que la soupape 77 s'est appliquée sur son siège, dans la continuation du mouvement de descente du ption 65, ce piston entraîne.la dite soupape, cette continuation du mouvement de descente de la soupape ayant lieu en antagonisme à la résistance qui s'exerce entre la pièce à friction 80 et la douille 79..Après la fermeture de la soupape 77, le méca- nisme commence à fonctionner comme une presse hydraulique, la rotation continuée du volant et de l'arbre 60 et la des-
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cente du piston 65 ayant pour effet de refouler l'huile du petit cylindre 66 dans le grand cylindre 68 et de communi- quer au grand piston 69 un mouvement inversement proportion- nel au rapport des sections transversales des deux cylin- dres.
Dans cette partie du mouvement, le mouvement du petit piston 65 est plus grand que celui du grand piston, ce mou- vement différentiel produisant ( et étant permis par) la compression du ressort 72 à l'intérieur de la douille 71.
Le mouvement qu'effectue le piston 65 après que la soupape 77 s'est fermée suffit pour exécuter le travail nécessaire sur l'objet, et ce mouvement est permis par la compression du ressort 72.
Quand le volant et l'arbre 60 reçoivent un mouvement de sens inverse pour élever la matrice 11a, le premier effet de l'élévation du piston 65 est d'ouvrir la soupape 77 par suite du frottement entre la pièce 80 et la douille 79, l'effet de ce frottement étant de maintenir la soupape au repos pendant que le piston 65 s'élève. Lors- que le piston 65 s'est élevé-d'une courte distance, l'épau- lement 81 ( fig. 10) vient toucher la soupape 77 et l'en- traîne dans son mouvement vers le haut, mais laisse la sou- pape ouverte. Un poids 82 est assujetti de façon coulissante sur la tige 78 au-dessus de la pièce à friction 80.
Si le poids de la soupape 77 et de sa tige 78 ne suffisait pas pour maintenir la soupape abaissée de façon sûre dans la position d'ouverture après que la pièce 80 s'est élevée au- dessus de la douille 79. le poids additionnel de la pièce 82 suffirait pour empêcher la dite soupape d'être fermée par le courant d'huile vers le haut à travers l'ouverture 76. Pendant la première partie de la course du piston 65 vers le haut, le ressort 72 se détend jusqu'au moment où
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l'épaulement 73 se trouve arrêté par le piston 69 et, pendant cet intervalle, le piston 69 ne reçoit sensiblement aucun mouvement.
Ce premier mouvement d'élévation du piston
65 indépendamment du piston 69 augmente le volume de l'es- pace séparant les deux pistons et a ainsi pour effet que l'huile de la boite 75 pénètre, en passant par l'ouverture 26¯ laissée ouverte par la soupape, dans l'espace compris entre les deux pistons. Lorsque le mouvement indépendant du piston 65 est arrêté par la rencontre de l'épaulement 73 avec le piston 69. le piston 65, en continuant à monter, entraîne le piston 69 vers le haut.
Ce mouvement simultané et égal des deux pistons a pour effet de diminuer l'espace qui les sépare et, comme la soupape ,77- .est encore ouverte, l'huile passe du dit espace dans la boite 75 à travers l'ouverture 76, ce courant d'huile étant l'inverse du courant qui avait eu lieu directement, avant, quand le piston 65 s'élevait indépendamment du piston 69. Quand le piston 65 a atteint la limite supérieure de'son mouvement, comme re- présenté fig. 8, la soupape 77 est encore ouverte et toutes les pièces occupent la position voulue pour recommencer le cycle décrit des opérations.
Dans la presse représentée sur les fige. 8 à 12, le marnent auquel la presse commence à. fonctionner hydrauliquement est régi par la position de la pièce à friction 80, et pour que l'action hydraulique commence au moment où la matrice rencontre l'objet, il faut que la dite pièce 80 soit réglée de façon que la retardation de cette pièce par la douille 79 ait pour effet de fermer la soupa- pe 77 sensiblement ou juste au moment où la matrice entre en contact avec l'objet.
La fig. 13 représente une construction de
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presse dans laquelle l'action hydraulique commence automa- tiquement quand la matrice rencontre de la résistance en agissant sur l'objet. Comme on le voit sur cette figure, le petit plongeur 85 est tubulaire et présente une série de dents de crémaillère sur sa surface externe. Un ressort à boudin 86 disposé à l'intérieur du dit plongeur, bute par son extrémité supérieure contre un bouchon 87 vissé dans la partie supérieure du plongeur tubulaire, le bou- chon 87 présentant une ouverture 88 pour le libre passage de l'huile entre un réservoir 89 et l'intérieur du plongeur 85. L'extrémité inférieure du ressort 86 prend appui contre une tête 90 prévue à l'extrémité supérieure d'une tige 91 s'étendant vers le haut depuis le grand plongeur 92.
La cavité interne du plongeur tubulaire 85 est rétrécie pour constituer un épaulement annulaire qui coopère avec l'épau- lement de la tête 90 pour limiter le mouvement du petit plongeur 85 et du grand plongeur 92 à l'écart l'un de l'au- tre. Le plongeur 85 est muni à son extrémité inférieure d'une garniture 93. Une cavité axiale 94 va du sommet de la tige 91 à un point qui, lorsque les plongeurs sont à la limite supérieure de leur mouvement, est situé au-dessous de l'extrémité inférieure du plongeur 85,et une lumière transversale 95 va de la cavité à un point du côté ex- terne de la tige 91 situé juste au-dessous de l'extrémité inférieure du plongeur 85 quand les pièces occupent la posi- tion élevée mentionnée.
Comme dans le cas de la fig. 1, la tension du ressort 86 est suffisante pour transmettre sans compression la force nécessaire pour faire mouvoir le grand plongeur et la matrice vers le bas avant que la matrice entre en contact avec l'objet. L'augmentation de résistance offerte lorsque la matrice rencontre l'objet a pour effet
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que le petit plongeur 85 descend par rapport au grand plon- geur 92 en comprimant le ressort 86. dont le rôle est d'empêcher les plongeurs de se mouvoir l'un par rapport à l'autre avant que la résistance de l'objet ait été rencon- trée et de permettre ensuite ce mouvement relatif.
Pendant que.les plongeurs 85, 92 descendent, ils occupent les posi- tions relatives de fig. 13 et, pendant cette période, l'huile passe à travers la cavité 94 et la lumière 95, ce qui maintient rempli d'huile l'espace compris entre les deux plongeurs, lequel espace va en s'agrandissant. Quand la matrice rencontre l'objet qui lui opposera certaine résistance, la tension du ressort 86 ne suffit pas pour résister à la forme agissant entre les deux plongeurs, et le petit plongeur commence à descendre par rapport au grand.
Ce mouvement ferme la lumière 95 et emprisonne la masse d'huile entre les deux plongeurs, la presse commençant alors à fonctionner hydrauliquement. Pour effectuer la course de retour ( ascendante), l'opérateur fait tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, en regardant la fig. 13, un pignon .!il.. engrenant avec la denture du petit plongeur. Pendant la première partie de la course ascen- dante du petit plongeur 85 et jusqu'à ce que la lumière 95 ait été découverte, l'huile qui se trouve entre les plon- geurs est emprisonnée et le grand plongeur s'élève avec le petit à une vitesse inversement proportionnelle à. leurs sections. La lumière 95 est complètement découverte quand l'épaulement situé au fond de la cavité du petit plongeur rencontre la tête 90 de la tige 91.
La presse cesse alors d'agir hydrauliquement et la force appliquée au petit plon- geur est transmise directement au grand, les deux plongeurs s'élevant à la même vitesse. Ce mouvement ascendant simulta-
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né et égal des deux plongeurs diminue le volume de l'espace qui les sépare, et l'huile passe vers le haut à travers la lumière 95 et la cavité 94 jusqu'à ce que la limite supé- rieure du mouvement ait été atteinte.
La fig. 14 représente une autre construction de distributeur propre à régler le passage de l'huile dans et hors de l'espace séparant les plongeurs. La tige 91 du grand plongeur 92 possède un diamètre inférieur à l'ou- verture prévue à travers le petit plongeur 85', ce qui laisse un espace annulaire 96 pour le passage de l'huile.
La tête 90' est évidée en 97 sur sa face inférieure, de façon à laisser une lèvre périphérique 106 destinée à entrer en contact avec un épaulement 99 prévu au fond de la cavité la plus large du petit plongeur 85'. Des ouver- tures IQCr font communiquer l'intérieur du petit plongeur avec l'espace 97 qui communique lui-même par l'espace an- nulaire 96 avec une soupape 101. cette dernière réglan.t la communication avec l'espace compris entre les deux plon- geurs. La soupape 101 adhère par frottement à la tige 91 et occupe constamment la même position par rapport à cette tige, excepté quand elle est déplacée par le mouvement re- latif du plongeur 85' et de la tige 91, cette dernière étant fixée au grand plongeur ou à une pièce qui en est solidaire.
En supposant que les deux*plongeurs soient élevés et que la soupape 101 soit abaissée à l'écart de son siège 102, c' est-à-dire ouverte, comme sur la fig. 14, lorsquel le petit plongeur 85' commence à descendre par rapport à la tige 91, le siège 102 de la soupape se rapproche de la soupape 101 et produit la fermeture de la soupape, cette fermeture étant obtenue par un mouvement relatif très petit des pièces. Une garniture 103 empêche l'huile de passer entre la soupape
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101 et la tige 91. Dès que la soupape 101 s'est (fermée, la presse fonctionne hydrauliquement jusqu'au moment où la course de travail est terminée.
Toutefois, lorsque la course de retour ou ascendante du plongeur 85* commence, la soupape 101 reste immobile en raison du frottement entre cette soupape et la tige 91 et il s'ensuit que la soupape
101 s'ouvre dès le commencement de la course de retour ou d'élévation. Depuis le petit plongeur 85' s'étend vers le bas une cage 104 comprenant plusieurs barres dont les extrémités sont coudées vers l'intérieur en 105 pour s'en- gager sous la soupape 101. Lorsque le petit plongeur s'élè- ve pour ouvrir la soupape 101 en grand, les coudes infé- rieurs 105 de la cage entrent en contact avec la soupape et l'entraînent vers le haut dans le mouvement du petit plongeur, la soupape restant ouverte.
Par l'action décrite, une communication libre existe entre l'espace séparant les plongeurs et l'intérieur du plongeur 85' à partir du moment où la course d'élévation commence, de sorte que le grand plongeur n'effectue sensiblement aucun mouvement d'élévation avant que l'épaulement 99 du petit plongeur 85' soit entré en contact avec lerebord 106 prévu à la partie inférieure de la tête 90', les deux plongeurs se mouvant alors ensem- ble à la même vitesse. En raison du fait que la soupape 101 est ouverte d'un bout à l'autre de la course ascendante, il se produit un courant d'huile vers le bas à trarers cette soupape pendant que le plongeur 85' se meut indépendamment du grand plongeur 90',et il se produit un courant d'huile dans le sens opposé à la fin de la course ascendante quand les deux plongeurs se meuvent ensemble à la même vitesse.
Dans les presses des tige. 1 et 8, l'extrémité inférieure du grand cylindre est fermée, la boite d'extré-
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mité ayant pour rôle de recueillir l'huile qui fuit d'un côté à l'autre du grand plongeur, des tuyaux de drainage convenables étant prévus pour évacuer les fuites d'huile.
Comme dans la presse de fig. 1, la presse de fig. 8 est munie d'une trémie 52 dans laquelle se meut un coulisseau 53 ( fig. 9), comportant un étrier 105 ser- vant à le faire mouvoir alternativement dans un sens et en sens inverse. Des tuyaux de vapeur 106 chauffent les matrices.
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"PRESS FOR CERAMIC OBJECTS"
This invention relates to a press for ceramic objects actuated either by hydraulic energy throughout the stroke of the pressing tool, or on the one hand by hydraulic energy, when the tool is in contact with the material to be pressed, on the other hand mechanically, as opposed to hydraulic energy, during the remainder of the movement of said tool.
In the operation of any press, much of the movement is that which is born.
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necessary to separate the dies sufficiently for the convenient and rapid introduction of the part into the press and its convenient and rapid removal from the press. The only part of the movement which requires great force is that which takes place in the driving stroke after contact has been made between the part and the die. In the present invention, this part is carried out hydraulically in the operation either of a press controlled exclusively by hydraulic power, or of a press actuated partly mechanically and partly hydraulically.
During all the rest of the movement of the tool, the only force is that required to overcome the frictional resistance and other internal resistances of the mechanism and, according to the invention, the entire movement of the press is effected rapidly. and using little energy, except for the relatively short interval during which pressure is exerted on the material or object to be pressed.
In a hydraulic press composed simply of a small cylinder and a large cylinder and the corresponding plungers, the entire movement of the press is effected by expelling the liquid from the small cylinder into the large one, which slows down the empty part. of movement, during which only a small force is needed, to an extent which considerably limits the number of pressing operations carried out in a given time.
In a press operated exclusively by hydraulic pressure, the operation can be accelerated by the use of a high pressure accumulator for the compressed fluid, but this method is not economical because it involves the use of '' a high pressure fluid
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pressure throughout the working and return strokes, whereas high pressure is only needed during the short period during which the press acts on the part.
The use of a low-pressure accumulator for the idle part of the movement and a high-pressure accumulator for the period in which actual work is performed avoids the excessive consumption inherent in the above-mentioned method, but increases the complexity of the operation. mechanism due to the need to employ two accumulators with means for properly charging them and means for actuating the shutters connecting these accumulators to the engine cylinders. By virtue of the present invention, the movement of the press is effected quickly and without great expenditure of energy, except during the time that pressure is exerted on the part.
In the embodiment in which the presae is operated exclusively by hydraulic energy, the source of high pressure, during the interval during which the dies act on the part, is a pump capable of generating the high pressure. required but having small dimensions and delivering only a relatively small volume of fluid. The faster movement of the press during the part of the driving stroke that takes place before meeting the resistance of the object, as well as the return stroke of the press, is effected by fluid (which may be a liquid or a combination
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/ is a liquid with air) whose pressure / is relatively low but which is delivered in large quantities.
The small high pressure pump works in a closed circuit
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which is constantly subjected to the pressure used to effect the rapid part of the plunger movement when the dies are not in contact with the workpiece. A reciprocating pump or a rotary pump can be used at will, but it has been found that a rotary pump, preferably a gear pump, is able to generate high pressure when the pump inlet is. under pressure ; relatively low pressure is sufficient, two kilograms per square centimeter being the pressure used in the operation of the press of figs. 1 to 7 included drawings.
It is known that rotary pumps have been used in series to build up a high pressure in successive stages, but the hydraulic press according to the invention is based on a different mode of action in which a single pump, working with a pressure of d. The intake too low to contribute appreciably to the final pressure supplied by the pump, however, is sufficient to ensure the filling of the spaces between the teeth of a gear pump and to render the action of the pump effective in view of the development of high addresses. The closed circuit in which the gear pump operates acts to impart the aforementioned efficient pump action and also acts as a means to produce the rapid and economical movement of the press at all times,
except when high pressure is exerted on the object.
Two embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings. Figs. 1 to 7 inclusive show an embodiment in which the press is operated exclusively by hydraulic energy. Fig. 1 is a perspective of the entire press; fig. 2 is a large-scale perspective of the gear pump of a distributor and its device.
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ordered; fig. 3 is a large-scale perspective of the main working parts and of the connections provided between them to constitute the various circuits through which the pressurized fluid works; fig. 4 is a large scale perspective partially broken away and cut away of the differential cylinder; fig. 5 is a partial sectional elevation of a distributor control cylinder;
fig. 6 is a schematic view of the relationship of the various organs and communication pipes and aims to understand the mode of action of said organs under the pressure of the fluid; and fig. 7 is a schematic view of means for automatically adjusting the dispenser during press operation.
The other embodiment, actuated partly mechanically and partly hydraulically, is shown in figs. 8 to 14 inclusive in which fig. 8 is a partially broken and cut away perspective of the press arranged for the process of dry molding ceramic articles; fig. 9 is a separate view of a slide for loading the mold with powder material before pressing; 10 is an enlarged perspective of the small diver; 11 shows the upper part of a box, a friction operated valve and a valve stem; 12 is a detail of the large plunger and the cooperating parts; fig. 13 is a perspective view partially broken away and cut away of a variant of FIG. 8;
14 is a sectional detail of another form of distributor for the cylinder of FIG. 8.
The embodiment of the invention in which the press is operated exclusively by hydraulic energy, and which is shown in figs. 1 to 7 inclusive. The relationship between the dif-
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The various parts and their operation are clear from the diagram in fig. 6 on which the same references have been used as in figs. 1 to 5 and 7. In fig. 6, the tool holder plunger, designated as a whole by W, works in a differential cylinder and comprises three parts I, H, G whose diameters decrease in the order indicated.
Larger upper part of cylinder or press pot extends downward to a bulkhead
30 having a circular opening functioning as a cylinder for the intermediate plunging section H. Below the partition 30, the walls of the cylinder constitute a cone which converges downwards and which has at its lower end a circular opening enclosing a gasket through which the small section 1 of the plunger descends to, the movable head or platen W of the press. which head is carried by the diver W.
A closed reservoir is partially filled with oil or other liquid and is connected by a pipe 31 to an air pump - an ordinary bicycle tire pump will suffice - and the pressure in the reservoir above the oil is slightly above atmospheric pressure. In the apparatus shown, a pressure of 1.75 kilograms per square centimeter is sufficient for the operation described below. since compressed air is not expended in the operation of the presae and it is sufficient to raise the air pressure in the tank to the specified value. Communication with the air source is then closed, then the press is operated for an indefinite time without renewing the air pressure.
The inlet side of the gear pump V is constantly connected by pipes. 5. and directly to the lower part of the tank X, while the side
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delivery of this pump is connected to a port 3 of the four-way distributor valve T. The distributor shown has four ports 1, 2, 3, 4 which are all wider than part g of the key, the latter cooperating directly with the lights. When the M part of the key occupies a center line between two opposite lights, there is free communication between the opposite sides of the valve or distributor box, around the ends of the M part, this position being indicated by the dotted lines B, fig. 6.
The light 2 of the tap T is connected by a pipe 2 to the top of the press pot N, while the light 4, is connected by a pipe 2 to the lower part of the tank X. The light 1 is connected by a pipe 1 to the compartment P located at the base of the press pot N below the partition 30 of the said pot. As shown, the pipe?, Starting from the reservoir X, ends after its junctions with the pipes 5 and 4 at a junction with the pipe ±, through which the pipe 7 communicates with the top of the press pot N. The pipe 7 is provided with a check valve 25 between the junction of the pipe 7 with the pipes 5 and 4 and the junction of the pipe 7 with the pipe 2, this valve 25 allowing the flow towards the press pot N, but not in the direction reverse.
By means of the pipe 6, the space E between the plunger section and the partition 30 constantly communicates with the air space located at the top of the tank 1. To a pipe a communicating with the pipe 2 is connected a distributor control device 10 (fig. 5); and a safety valve 9 connected to the pipes? and 7 acts so as to pass from the first pipe 2 into the second 7 an accidentally abnormally high pressure.
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It will be assumed that the differential plunger is at the upper limit of its movement and that the distributor T occupies the position designated by A in FIG. 6 to start the press. Under these conditions, the space D of the press pot N located above the large section .1 of the plunger receives the pressure from the tank through the pipe 7.
The space E of the press pot N, the space between the large section .1 of the plunger and the partition 30 communicates at this time, as at all times, with the air space located at the top of the tank. The space F which is located at the lower part of the pressure pot N below the partition 30 and below the end of the intermediate section H of the plunger communicates with the reservoir 1 by the pipe going from the said space to the light, 1 from the distributor T, and through the bushel, the light
4 and pipe 7.
The spaces D, E, F of the press pot N are all subject to the pressure prevailing in the tank
1, the plunger is subjected to a resultant force directed downward and equivalent to the pressure prevailing in the reservoir, this fores being exerted on the cross section of the part of said plunger, and there is no directed pressure upward, with the exception of that exerted by the atmosphere on the plunger section. The plunger W therefore begins to descend, the weight of said plunger and the parts attached to it constituting an additional force which, if it does not pass a sufficient quantity of oil from the reservoir X into the space D , would decrease the pressure in this space below that in tank X.
The gear pump v works continuously and therefore pumps oil into said space at this stage, the oil leaving the outlet of the pump passing through the lumen
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3 of the distributor 1.which it comes out through the opening 2 to end at the top of the press pot N. Although the pump v, working with a pressure of 2 kilos per square centimeter at the inlet, can deliver liquid under a higher pressure at 70 kilos per square centimeter, the pump employed is small and delivers only a small volume of oil per second.
The movement of the plunger W in the first part of its downstroke is relatively fast due to the weight and the abundant supply of oil at 2 kilos per square centimeter by the big pipe 7 starting from the tank X, the rapid movement of said plunger and the resulting rapid increase in the space above the plunger being such that the small quantity of oil delivered by the pump X has little effect, at this time, of increasing the pressure reigning in space D. Regarding the effective action of the press, the operation of the pump V is negligible at this stage, but this entails no loss of energy because the pump is small and the pressure prevailing on the discharge side is at this moment equal to or less than the pressure on the inlet side.
When, in the downward stroke of the plunger W. the object or work placed in the press is met by the die or plate, the resistance increases to a point at which the unbalanced pressure of the reservoir X ceases. sufficient to move the plunger, and this is when the oil discharge from the V pump kicks in and provides the high pressure required to perform the required work on the object. The V-pump works in antagonism to a resistance only for a short period during which the matrix is in contact with the object. Throughout the previous game
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of the plunger's descent stroke, the V pump was working empty and consuming no energy.
Check valve
25, which opens towards the press pot, retains in this pot the high pressure created by the V pump.
The reverse movement of the press, upon completion of the downward stroke of the plunger, is effected automatically by a mechanism which is capable of being controlled by a predetermined pressure, which pressure is that necessary to execute the work required on the object. It goes without saying that an otherwise actuated automatic reversing mechanism can be used, but means subordinate to the establishment of a determined pressure are suitable for the uses which the press is intended to receive, and the following will describe means like this.
In figs. 1 to 6, the control device of the distributor comprises a cylinder 10 (fig. 5) connected to the space D of the press pot N by the pipes. 8 and 2. A piston 19 working in the cylinder 10 is requested. downwards by a spring 18, its upward movement being communicated to it by an oil pressure. When the pressurized liquid overcomes the tension of the spring 18. the piston 19 rises, then the adjustable screw 40 (located at the upper end of the plunger?}, Comes into contact with the element 14 of a toggle 13- 14 and raises this element It is the movement of the knee lever 13-14 that moves the distributor to stop the downstroke, and start the upstroke of the plunger.
Element 13 of the toggle pivot on an arm .la. which is secured to the key 11 of the distributor T (figs. 2 and 3) and extends radially 9. from this key, while the element 14 pivots on a fixed part such as the pipe 8. The construction and mode of action of this part of the mechanism emerge
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more clearly from fig. 7. A spring 15 (Fig. 2) tends to pull the outer ends of the toggle elements towards each other and stops (not shown) should be provided at the central seal 6 of the toggle or elsewhere to allow it to move between the position of figs. 1 and 2 and a position in which the center 16 is located just below neutral.
When the center 16 occupies this last position, the toggle is almost straight, and the arm 12 and the distributor .1 occupy the positions designated respectively by A 'and ¯4 in fig. 7, these posi-
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/ all tions being those they occupy during / the duration of the 1 working stroke of the press.
The spring 18 of the control device 10 of the distributor is adjusted to resist the movement of the piston 19 of said device until the moment when the pump V provides the degree of pressure necessary to perform the
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/ required work / on the part.
When this pressure is reached, the piston 19 lifts sufficiently to actuate the toggle element 14 and move the center seal 16 from position 16-A (Fig. 7), located below the dead point, to a position located above neutral. The spring 15 then acts to bend the toggle upward and bring the center seal, an extreme upper position 16-0. which has the result of bringing the arm 12 and the distributor T respectively to positions C ', C.
In these latter positions, pump V returns the oil from reservoir 1 to space F (the inlet side of pump V communicating with reservoir X via pipes 5 and 7), the oil passing from light 3 to light 1, and from there to compartment F located at the base of the
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cylinder N. The pressure exerted on the end of the ± section of the plunger 1 changes from that prevailing in the reservoir to the pressure created by the V pump.
At this time, the space D of the press pot communicates with the tank
X through pipe 2, distributor .1 and pipes ¯4, 7, while space E communicates with the air space of tank 1 through pipe 6. The pressure created by the pump
V on the end of the section of the plunger entering the space F is more than sufficient to overcome the absence of superatmospheric pressure on the cross- sectional area of the section of the plunger, and it As a result, the plunger begins to rise with a relatively rapid movement due to the fact that the displacement of liquid in the area F by the element is small and is therefore quickly replaced by the flow rate of the pump V .
The larger volume required in the space is supplied quickly by the abundant and rapid air flow arriving through the pipe 6 of the reservoir X. The space 33 is connected to the air space of the reservoir instead of. be connected to the oil space of said reservoir in order to use the faster air flow, which decreases the time occupied by the lifting stroke of the press, during which the space liquid is delivered by the pipe ¯ ±, the distributor T. and the pipes 4, 7 to the tank X.
The lifting stroke of the plunger W is terminated by the movement of the distributor T to the central position indicated at B in fig. 7, this movement of the distributor T from position to position 33 being determined by a pusher 17 which rises from a part 21 of the press (freeze. 1 and 2), the path of movement of this
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pusher being located in alignment with an arm 20 fixed to the key 11 of the distributor T.
Just before completing its upward movement, the pusher 17 comes into contact with the arm 20. which then occupies the position ± of fig. 7, and turn the key to position B in which the press stops. In position B, the dispenser is aligned with the opposing slots 2, 1 of its box, and as the thickness of said dispenser is less than the width of the slots, the opposite sides of the box communicate with each other around the ends of the dispenser. The spring 15 of the toggle constantly tends to bring the distributor T to the Ç position, except when the central seal 16 is located below the neutral point.
Pusher 17 does not move the distributor far enough to bring the toggle past neutral, and as a result, if plunger 1 [begins to descend after pusher 17 has brought the distributor ± to its center position ( B), this pusher would be driven downwards in this movement, and this movement of said pusher would allow the spring 15 to bring the distributor T to its position c, which would immediately have the effect of raising the plunger again. In service, the distributor 2 occupies and maintains its equilibrium position, designated by B in FIG. 6, a position in which free communication exists around the ends of the distributor and between the opposite sides of the plug, such that the press remains at rest.
Manual means are provided to bring the distributor T to its position A to start the press, a control lever 55 (fig. 1) being connected to a rod 54 which pivots at its upper end on the central joint 16 of the knee lever. 13-14. When the press is
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at rest, the plunger W being raised to the upper limit of its movement, the central joint 16 of the knee lever occupies the position 16-B of FIG. 7.
To start the downward movement of the plunger, the lever 55 is lowered, which brings the central joint 16 of the toggle below neutral, to position 16-A of fig. 7, the effect of this movement being to bring the arm 12 and the distributor T to the positions A 'and, respectively, and thus to lower the plunger W, so that the described mechanism carries out the cycle. operations described above.
A safety valve 9 is provided as seen on a pipe connecting pipes 2 and ± (fig. 6).
This valve opens to pipe 7 and is normally kept closed by a spring, the tension of which is set to a value a little higher than the pressure exerted by the fluid on the opposite side of the valve under the influence of the pressure. maximum workload with which the press is made to work. Assuming that the maximum pressure required for the work performed in the press is 52 kilograms per square centimeter, the valve spring is adjusted. 2. so that it can withstand a little higher pressure, for example 70 kilos per square centimeter.
If, for some reason, the reversal of the press does not take place properly when a pressure of 52 kilograms per square centimeter has established in the descent, the build-up of too high pressure will be prevented because the valve safety valve 9 will open at a pressure of 70 kilos and allow the pressurized fluid from the press pot to pass into the low voltage hose 7 and the tank X.
The press shown is used to mold
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a pulverulent material used in the ceramic process of dry molding and there is provided a hopper 52 serving to contain this material, the said hopper having a slot in which works a movable slide 53 arranged to deliver successive charges of powder from the hopper to the lower part of the mold. A pedal 154 is mounted to eject the pressed article from the lower mold member.
Regeneration pump V is controlled by an electric motor 50 and a belt 51 and a spring 53 is connected to a pivoting platform supporting the motor, which constitutes a device suitable for adjusting the tension of the belt 51.
We will now describe the press of figs. 8 to 12. The plunger is actuated partly mechanically and partly hydraulically, its movement being relatively rapid during the inactive part of its stroke. This plunger is actuated hydraulically during the working part of its stroke so as to exert the required pressure on the part. In this embodiment of the invention, a tree, 60. is manually operated using a handwheel (not shown} attached to this shaft and allowing it to be turned.
A pinion 61 attached to the shaft 60 meshes with a rack bar 62 whose lower end is connected to the upper end of a bar 63, the adjacent ends of the rack 62 and the bar 63 being united in a central opening 64 of a piston 65, and the connection between said ends is such that the piston 65 is clamped between the two bars, the whole constituting a rigid assembly composed of the parts 62, 63. 65.
The piston 65 slides in the smaller part 66 of a
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cylinder 67, while in a larger part 68 of said cylinder slides a larger piston 69 which has an opening 70 (fig. 12). Around this opening is screwed into the lower part of the piston 69 a sleeve 71 which is closed at the lower end, where the pressure plate It is fixed to the sleeve. In the bush 71 there is a coil spring 72 resting by its lower end on the wall closing off the lower end of the bush and resting by its upper end against a shoulder 73 of the bar 63.
Bar
63 descends inside the socket 71, leaving a space between the lower closed end of the socket and the lower end of the bar to allow said bar to descend. with respect to the socket, a sufficient distance for the purposes which will be mentioned later.
The initial tension of the spring 72 is sufficient to transmit from the bar 63 to the sleeve II ¯, to the pressure plate W 'and to the piston .22. the force required to move the presser plate W 'before the die 11a comes into contact with the object or material contained in the press, whereby the spring 72 is not compressed during this part of the movement. 74 denotes a freely communicating reservoir with a box 75 for containing oil or other liquid through which pressure is transmitted when the press is operated hydraulically.
An opening 76 of the piston 65 establishes the communication of the box 75 with the space between the pistons 65 and 69 sliding respectively in the small cylinder 66 and the large cylinder 68. The amount of liquid passing through the opening 76 is regulated by a valve 77 whose stem .7µ, Does not extend freely upwards along the rack
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62. The upper part of the rod 78 passes through a sleeve 79 which extends upwardly from the box 75, and at the end of this part is secured a friction piece 80. The friction piece 80 can advantageously be constituted by leaf springs carried by a tubular part, the latter being fixed in an adjustable manner to the rod 78.
A shoulder 81 (see the dotted lines in fig. 10) protrudes from the bar 63 below the piston 65 and acts to limit the lowering of the valve 77, the movement of this valve relative to the piston 65 being thus limited to the distance between the position of this valve, when it is applied to its seat and the position it occupies when it is in contact with the shoulder 81.
It will be assumed that the pistons are at the upper limit of their movement, as in fig. 8, that the valve 77 is open, that is to say lowered with respect to the piston 65, and that the oil fills the space between the pistons 65, 69, the reservoir 75 and the reservoir 74.
When the flywheel is rotated clockwise, the shaft 60 will turn and cause the rack 62 to move downwards which will drive the piston 65 and the bar 63, the parts 52, 63 and 65 being integral as we said above. At this moment. matrix 11a is separated from the object and there exists between them a sufficient interval
EMI17.1
/ convenient for the introduction and removal / of the object.
The first part of the downward stroke of the moving parts of the press is only subjected to the antagonistic action of friction and other resistances of the mechanism, and the downward movement of the bar 63 is transmitted by the e- pau lemetn 73 and spring 72 at the lower end
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closed sleeve 71. the latter being connected: to piston 69 and constituting, in fact, part of said piston. This action takes place without compressing the spring 72 because the initial tension of this spring is high enough to resist the force transmitted through said spring in this part of the operation.
The downward stroke of the pistons 65. 69. has the effect of increasing the volume of the space between these pistons within the cylinders, and since the valve 77 is open at this time, the valve 77 is open at this time. The oil passes through the opening 76 of the piston 65 and fills the increased space between the pistons 65, 69. The friction piece 80 is set on the rod
78 of the valve in such a way that when the matrix 11a touches the object, or a little before, said part 80 penetrates into the sleeve 79, the friction which it exerts on the surface of this sleeve then stopping the downward movement of valve 77.
Under normal circumstances, gravity causes the valve 77 and its stem 78 to drop to the lowest position, in which the valve rests on the shoulder 81 fig. La), leaving the opening 76 uncovered. The fall of the valve 77 being thus stopped, while that of the piston 69 continues, the valve comes to rest on the opening 76 and traps the oil in the cylinders between the pistons 65, 69.
When the valve 77 is applied on its seat, in the continuation of the downward movement of the point 65, this piston drives the said valve, this continuation of the downward movement of the valve taking place in antagonism to the resistance which is exerted between the friction piece 80 and the sleeve 79. After the closing of the valve 77, the mechanism begins to function as a hydraulic press, the continuous rotation of the flywheel and the shaft 60 and the des-
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cent of the piston 65 having the effect of forcing the oil from the small cylinder 66 into the large cylinder 68 and imparting to the large piston 69 a movement inversely proportional to the ratio of the cross sections of the two cylinders.
In this part of the movement, the movement of the small piston 65 is greater than that of the large piston, this differential movement producing (and being permitted by) the compression of the spring 72 within the sleeve 71.
The movement which the piston 65 makes after the valve 77 has closed is sufficient to perform the necessary work on the object, and this movement is permitted by the compression of the spring 72.
When the flywheel and shaft 60 receive a reverse movement to raise the die 11a, the first effect of raising the piston 65 is to open the valve 77 due to the friction between the part 80 and the bush 79, the effect of this friction being to keep the valve at rest while the piston 65 rises. When the piston 65 has risen a short distance, the shoulder 81 (fig. 10) touches the valve 77 and pulls it in its upward movement, but leaves the support. - open pope. A weight 82 is slidably attached to the rod 78 above the friction piece 80.
If the weight of the valve 77 and its stem 78 was not sufficient to hold the valve securely lowered in the open position after the part 80 has risen above the socket 79, the additional weight of part 82 would suffice to prevent said valve from being closed by the flow of oil upward through opening 76. During the first part of the upward stroke of piston 65, spring 72 expands to when
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the shoulder 73 is stopped by the piston 69 and, during this interval, the piston 69 receives substantially no movement.
This first upward movement of the piston
65 independently of the piston 69 increases the volume of the space separating the two pistons and thus has the effect that the oil of the gearbox 75 penetrates, passing through the opening 26¯ left open by the valve, into the space between the two pistons. When the independent movement of the piston 65 is stopped by the meeting of the shoulder 73 with the piston 69, the piston 65, continuing to rise, drives the piston 69 upwards.
This simultaneous and equal movement of the two pistons has the effect of reducing the space which separates them and, as the valve, 77-. Is still open, the oil passes from said space into the box 75 through the opening 76, this oil flow being the reverse of the flow which had taken place directly, before, when the piston 65 rose independently of the piston 69. When the piston 65 has reached the upper limit of its movement, as shown in fig. . 8, the valve 77 is still open and all the parts occupy the desired position to restart the described cycle of operations.
In the press represented on the fige. 8 to 12, the marnent at which the press starts at. operation hydraulically is governed by the position of the friction piece 80, and for the hydraulic action to begin when the die meets the object, said piece 80 must be adjusted so that the delay of this piece by socket 79 has the effect of closing valve 77 substantially or just as the die contacts the object.
Fig. 13 represents a construction of
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press in which the hydraulic action begins automatically when the die meets resistance while acting on the object. As seen in this figure, the small plunger 85 is tubular and has a series of rack teeth on its outer surface. A coil spring 86 disposed inside said plunger, abuts by its upper end against a plug 87 screwed into the upper part of the tubular plunger, the plug 87 having an opening 88 for the free passage of oil between. a reservoir 89 and the interior of the plunger 85. The lower end of the spring 86 bears against a head 90 provided at the upper end of a rod 91 extending upwardly from the large plunger 92.
The internal cavity of tubular plunger 85 is narrowed to form an annular shoulder which cooperates with the shoulder of head 90 to limit movement of small plunger 85 and large plunger 92 away from each other. - be. The plunger 85 is provided at its lower end with a gasket 93. An axial cavity 94 extends from the top of the rod 91 to a point which, when the plungers are at the upper limit of their movement, is situated below the plunger. the lower end of the plunger 85, and a transverse lumen 95 extends from the cavity to a point on the outer side of the rod 91 located just below the lower end of the plunger 85 when the parts are in the elevated position. mentioned.
As in the case of fig. 1, the tension of the spring 86 is sufficient to transmit without compression the force necessary to move the large plunger and the die downward before the die comes into contact with the object. The increase in resistance offered when the matrix encounters the object has the effect of
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that the small plunger 85 descends relative to the large plunger 92 by compressing the spring 86. the role of which is to prevent the plungers from moving relative to each other before the resistance of the object has been met and then allow this relative movement.
As the divers 85, 92 descend, they occupy the relative positions of FIG. 13 and, during this period, the oil passes through the cavity 94 and the lumen 95, which keeps the space between the two plungers filled with oil, which space becomes larger. When the die meets the object which will oppose it certain resistance, the tension of the spring 86 is not sufficient to resist the form acting between the two plungers, and the small plunger begins to descend relative to the large one.
This movement closes the lumen 95 and traps the mass of oil between the two plungers, the press then starting to operate hydraulically. To perform the return stroke (upward), the operator rotates clockwise, looking at fig. 13, a pinion ... it ... meshing with the teeth of the small plunger. During the first part of the upstroke of the small plunger 85 and until lumen 95 has been discovered, the oil between the plungers is trapped and the large plunger rises with the small at a speed inversely proportional to. their sections. The lumen 95 is completely uncovered when the shoulder at the bottom of the small plunger cavity meets the head 90 of the rod 91.
The press then ceases to act hydraulically and the force applied to the small plunger is transmitted directly to the large one, the two plungers rising at the same speed. This simultaneous upward movement
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Born and equal of the two plungers decreases the volume of the space between them, and the oil passes upward through lumen 95 and cavity 94 until the upper limit of movement has been reached.
Fig. 14 shows another construction of distributor suitable for regulating the passage of oil in and out of the space between the plungers. The rod 91 of the large plunger 92 has a diameter smaller than the opening provided through the small plunger 85 ', leaving an annular space 96 for the passage of oil.
The head 90 'is recessed at 97 on its underside, so as to leave a peripheral lip 106 intended to come into contact with a shoulder 99 provided at the bottom of the widest cavity of the small plunger 85'. IQCr openings make the interior of the small plunger communicate with the space 97 which itself communicates through the annular space 96 with a valve 101. the latter regulates the communication with the space between the two divers. The valve 101 frictionally adheres to the rod 91 and constantly occupies the same position with respect to this rod, except when it is moved by the relative movement of the plunger 85 'and the rod 91, the latter being fixed to the large plunger. or to a part which is integral with it.
Assuming both plungers are raised and valve 101 is lowered away from its seat 102, i.e. open, as in FIG. 14, when the small plunger 85 'begins to descend relative to the rod 91, the seat 102 of the valve approaches the valve 101 and produces the closure of the valve, this closure being obtained by a very small relative movement of the parts . A seal 103 prevents oil from passing between the valve
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101 and rod 91. As soon as valve 101 has closed, the press operates hydraulically until the working stroke is completed.
However, when the return or up stroke of the plunger 85 * begins, the valve 101 remains stationary due to the friction between this valve and the rod 91 and it follows that the valve
101 opens as soon as the return or lift stroke begins. From the small plunger 85 'extends downward a cage 104 comprising several bars the ends of which are bent inward at 105 to engage under the valve 101. When the small plunger rises to opening the valve 101 fully, the lower elbows 105 of the cage contact the valve and pull it upward in the movement of the small plunger, the valve remaining open.
By the action described, free communication exists between the space between the plungers and the interior of the plunger 85 'from the time the upstroke begins, so that the large plunger makes substantially no diverter movement. This is raised before the shoulder 99 of the small plunger 85 'has contacted the ledge 106 provided at the lower part of the head 90', the two plungers then moving together at the same speed. Due to the fact that valve 101 is open throughout the upstroke, there is a downward flow of oil through this valve as plunger 85 'moves independently of the large plunger. 90 ', and there is a flow of oil in the opposite direction at the end of the upstroke when the two plungers move together at the same speed.
In the rod presses. 1 and 8, the lower end of the large cylinder is closed, the end box
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mity having the role of collecting the oil which leaks from one side of the large plunger to the other, suitable drainage pipes being provided to evacuate the oil leaks.
As in the press of fig. 1, the press of FIG. 8 is provided with a hopper 52 in which a slide 53 moves (FIG. 9), comprising a stirrup 105 serving to make it move alternately in one direction and in the opposite direction. Steam pipes 106 heat the dies.