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BREVET D'INVENTION "PRESSE A EMBOUTIR."
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux presses mécaniques.
La pratique de fabrication la plus avancée nécessite une grande précision des objets emboutis à la presse afin d'éviter totalement, ou en grande partie, les opérations annexes ayant pour but d'amener ces objets aux dimensions et formes exactes et souvent au fini voulu. L'exactitude des objets conformés dépend non seulement de la perfection
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mécanique de la presse (c'est avec une presse mécanique qu'on obtient le mieux une position précise et uniforme du point mort-bas de la course alternative du chariot porte outil etc...) mais encore de la stabilisation, avant la fin de l'opération d'emboutissage, des contraintes internes qui prennent naissance pendant l'opération d'emboutissage des pièces.
C'est-à-dire que, lorsque la pièce est terminée, il ne doit plus y avoir de contraintes internes gauchissant ou déformant d'autre manière la pièce qui a reçu une forme exacte et précise des matrices.Pour atteindre à cette exac- titude désirée ou permanente des pièces embouties à la presse, il apparait non seulement nécessaire que les matrices aient une résistance supérieure à celle de la matière dont sont 'Laites ces pièces,mais encore qu'il s'écoule, pendant que les outils d'emboutissage sont en action, un intervalle de temps durant lequel les contraintes internes puissent disparaître d'une façon complète. Dans les métaux par exemple et, à un degré moindre, dans de nombreux autres matériaux, de fortes contraintes internes prennent naissance pendant l'opération d'emboutissage.
En outre, l'industrie moderne vise de plus en plus à produire des formes compliquées par des opérations d'emboutissage à la presse. Pour obtenir des pièces pleines et sain es,, la matière a besoin d'un certain laps de temps pour s'écouler à l'intérieur des creux d'un moule, en expulser l'air et y prendre sa forme définitive.
La présente invention concerne une presse ayant un mouvement de coulisseau particulier. Le coulisseau, en comparaison avec le mouvement de coulissement d'un coulisseau ordinaire à entraînement par manivelle, se déplace plus vite dans les parties non actives de la course, c'est-à-dire pendant la plus grande partie de la course retour et pendant la plus grande partie de la course de travail, et .
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marqae, à son point mort-bas, un temps d'arrêt effectif dont la durée peut être modifiée dans une large mesure, et la fin de son mouvement, juste avant cet arrêt effectif, est lent.
On peut facilement obtenir un arrêt effectif du coulisseau à spn point mort bas pendant 1300 de son cycle d'opération,les courses de retour et'de travail s'effectuant pendant le reste des 360 de son cycle ; on peut obtenir également une fin de mouvement précédant l'arrivée au point mort bas qui soit lente. En outre, le coulisseau a un point mort bas défini d'une façon uniformément précise.
Grâce à ce mouvement de coulisseau particulier, les outils d'emboutissage ou matrices portés respectivement par le coulisseau et par le bâti de la presse, appliquent la force de pression sur la matière à emboutir, tout d'abord rapidement et puis lentement et ce, d'une façon progressive, au fur et à mesure que le coulisseau approche de son point mor bas; la matière a le temps de s'écouler pour remplir complètement et avec exactitude toutes les parties comprises à l'intérieur des matrices, y compris les cavités profondes, et d'en expulser l'air ;
la matière qui est en voie de conformation est maintenue sous une force ou compression constante pendant une période de temps prolongée durant laquelle les contraintes internes qui se forment à l'intérieur de la matière peuvent être annihilées ou amoindries d'une façon telle que lorsque l'on a retiré la pièce des matrices, cette pièce ne gauchit pas ou ne se déforme pas en raison de; contraintes internes ; et la fabrication à la presse d'objets conformés d'une façon uniforme et avec précision, cette fabrication s'effectue avec une plus grande facilité et une plus grande perfection que jusqu'à maintenant.
L'invention vise en outre une presse de type mécanique pourvue du mouvement de coulisseau particulier dont on a fait mention ci-dessus comprenant des pièces actives de
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coulisseau capables de transmettre des forces motrices avantageusement importantes et concentrées ; une presse dans laquelle la force motrice est transmise d'une partie à une autre sous des angles favorables et dont la construction mécanique est simple, efficace et solide.
On a représenté une forme de réalisation de l'invention sur le dessin annexé.
En se référant à ce dessin
La Fig. 1 est une coupe verticale de cette forme de réalisation.
La Fig. 2 est une vue schématique de la partie représentée sur la figure 1, représentant la position des pièces actives du coulisseau, au point mort haut.
La Fig. 3 est une coupe transversale, faite suivant la ligne III-III de la figure 1.
La Fig. 4 est un graphique explicatif du mouvement du coulisseau.
En se référant au dit dessin, 10 désigne un bâti de presse comportant un plateau 11 et une tête 12. 15 désigne un coulisseau porte-outil dont le mouvement alternatif est guidé d'une façon appropriée, par exemple au moyen de glissières 17 et 18 solidaires du bâti.
Les moyens servant à donner au coulisseau 15 un mouvement alternatif, comprennent des leviers à genouillère 20 et 21, reliés entre eux, comme cela est indiqué en 23, et réunis respectivement à la tête et au coulisseau en 25 et 26. Dans la forme de réalisation représentée, la tête est pourvue d'un dispositif permettant de régler la position du point mort bas du coulisseau 15, ce dispositif comprenant une clavette en forme de coin 30 et un bloc 31 suspendus à la tête; dans ce cas, le levier à genouillère 20 est relié au bloc 31.
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35 désigne une biellette reliée aux leviers à genouillère 20 et 21 ; et,comme on le voit sur le dessin, la biellette peut être avantageusement reliée à l'axe 23 sur lequel.s'articulent les leviers à genouillère 20 et 21.
La forme des leviers 20 et 21 qui est représentée est ce qu'on appelle souvent dans la terminologie des presses la "genouillère". On peut utiliser d'autres types de liaison à coulisseau articulé, comme par exemple le système à bielle et manivelle de type courant représenté dans le brevet américain 2.161.869 du
37 désigne une bielle qui est reliée à la biellette 35 de toute façon appropriée, par exemple au moyen d'un axe 39 qui traverse la biellette 35 ainsi que l'extrémité de la bielle 37. Comme cela apparait sur le dessin, la biellette 35 est double et est reliée à l'axe 39. de chaque côté des leviers à genouillère 20 et 21.
La bielle 37 est soumise de toute façon appropriée à un mouvement de va-ét-vient. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, cette bielle est reliée à une manivelle 41 montée sur un arbre 43 qui peut être entraîné au moyen d'un volant 45. par l'intermédiaire d'un train d'engrenages approprié 46; 47, 48 et 49.
60 désigne un guide'ou glissière pour la biellette 35. Ce guide comporte une partie arquée 62, dont le rayon dé courbure est égal à la longueur de la biellette 35. et qui est construite et disposée de manière à guider cette biellette 35. lorsque les leviers à genouillère 20 et 21 sont en alignement, pendant une partie du/,mouvement de la bielle 37, comme cela sera expliqué en détail plus loin. Le guide 60'comporte également d'une façon avantageuse, une partie 64 ayant tout profil'désiré, comme par exemple le profil réctiligne qui est représenté sur les dessins. La
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partie 64 de la glissière sert à guider la biellette 35 pendant tout le restant du déplacement auquel cette hiellette est soumise par la bielle 37.
Comme on le voit sur les dessins, le guide 60 comporte deux plaques espacées 66 et/67 qui sontfixées au bâti. Une entretoise 69peut être prévue en travers du bâti pour renforcer la plaque 67 du guide de façon que cette plaque puisse mieux supporter les forces qui agissent sur elle lorsque le coulisseau est en action.
Le guidage de la biellette 35 se fait avantageusement par l'intermédiaire d'un galet 71 monté sur l'axe 39 qui traverse la biellette , à l'extrémité qui est logée à l'intérieur du guide 60. Le galet 71 peut être doublé sur le côté opposé de la presse, comme cela est représenté sur les dessins.
Pour que la force d'entraînement soit la plus efficace possible et que les organes d'entraînement aient les meilleurs angles de travail au moment où ont lieu les plus grands efforts, le sens de rotation de la manivelle 41 et sa position sont déterminés de façon telle que la poussée de la bielle 37 s'exerce sensiblement à angle droit par rapport à la biellette 35, dans la partie de la course de travail. du coulisseau 15 pour laquelle ce dernier approche de son point mort bas. Cette disposition est représentée sur la Figure 1, où le coulisseau 15 se trouve à son point mort bas, la manivelle 41 tourne dans le sens lévogyre et la bielle 37 est à angle droit par rapport à la biellette 35 et se trouve sensiblement à angle droit, lorsqu'elle approche de cette position.
Une presse conforme à la présente invention, ayant une course de 203 mm et exerçant une force de 200 tonnes, travaille à la cadence de trente courses par minute, ce qui représente environ trois fois la vitesse que l'on peut obtenir avec une presse purement hydraulique et ce, avec de meilleurs résultats.
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.Fonctionnement.
Le coulisseau 15 est représenté à son point mort bas sur la figure 1 et à son point mort haut sur la figure 2.
En partant du point mort haut (Fig. 2), on voit que pendant la course descendante de la bielle 37, la biellette 35 dont une des extrémités est guidée à l'intérieur de la glissière 60 descend et oscille vers les leviers à genouillère 20 et 21, lorsque ces derniers se rapprochent de leur position d'alignement. La matrice portée par le coulisseau 15 rencontre, au delà de la mi-course, la résistance offerte par la matrice située sur le plateau 11, par l'intermédiaire de la matière à emboutir qui se trouve entre ces matrices.
Lorsque la bielle 37 est entraînée par une manivelle, le déplacement du coulisseau 12 est rapide, pendant une grande partie de sa course de travail et également pendant une grande partie de sa course de retour, comme on le voit par les parties a et b de la courbe représentée sur la figure 4.
Lorsque le coulisseau approche de son point mort bas et que les matrices éprouvent la résistance de la matière à emboutir, le coulisseau se déplace très lentement par rapport à la vitesse de descente qu'il avait jusqu'alors, et ce, par un mouvement progressivement ralenti, jusqu'à ce que le mouvement s'arrête. Le mouvement du coulisseau 15 s'arrête lorsque la biellette 35. atteint une position perpendiculaire à la position d'alignement des leviers à genouillère 20 et 21, cette dernière position étant représentée sur la figure 1 des dessins. La fin de mouvement relativement lente du coulisseau 15 est représentée par la partie c de la courbe de la figure 4. Lorsque les leviers à genouillère 20 et 21 atteignent leur position d'alignement (position de la figure 1), la partie arquée 62 du guide 60, commence son action sur la biellette 35.
La bielle 37 continuant son mouvement,
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l'extrémité guidée de la biellette 35 se déplace à l'inté- rieur de cette partie arquée 62 duguide, et pendant cette période les leviers à genouillère 20 et21 restent dans leur position d'alignement, aucun mouvement ne leur étant imposé par la bielle 21,et le coulisseau 15 marque un temps d'arrêt effectif. Avec la forme de réalisation qui est représentée, le coulisseau s'arrête d'une façon absolue pendant 130 de rotation de la nanivelle, les courses de travail et de retour du coulisseau s'effectuant pendant les 2300 de rotation restants.
Normalement les cycles sont continus ou se succèdent l'un l'autre, un long temps d'arrêt absolu étant obtenu avec une presse conforme à la présente invention, sans avoir à utiliser d'embrayage.
On peut faire varier la durée de l'arrêt absolu en faisant varier la longueur de déplacement (oscillation) de la biellette 35 à l'intérieur de la partie arquée 62 du guide.
Pour empêcher d'une façon certaine que les leviers à genouillère 20 et 21 ne soient renvoyés en arrière, sous la pression, l'angle au centre effectif de la partie arquée 62 et de l'arc d'oscillation de la biellette 35 ne doit pas être supérieur à 45 .
Pendant les trajetsà vide des courses de travail et de retour, le mouvement du coulisseau est relativement très rapide; conme on le voit par les parties a et b de la courbe représentée sur la figure 4. Lorsque les matrices exercent leur pression, le coulisseau 15 se déplace relativement lentement, la vitesse de déplacement diminuant progressivement jusqu'à ce que le coulisseau atteigne sa position d'arrêt absolu, au point mort bas de sa course. Cette phase du déplacement est représentée par la partie.± de la courbe.
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Pendant le déplacement du coulisseau dans la partie c de la courbe, la pression est appliquée graduellement par les matrices sur la matière à emboutir, l'inertie interne ou la résistance à l'écoulement qui existe à l'intérieur de la matière est surmontée graduellement et, par conséquent, l'écoulement de la matière se produit plus facilement et il existe un laps de temps pendant lequel la matière peut s'écouler pour remplir completement les évidements qui se trouvent entre les matrices et peut enexpulser l'air, ce qui a pour résultat de produire des formes pleines et exactes.
Durant la phase d'arrêt absolu.du coulisseau 15, représentée par la partie d de la courbe, les contraintes internes de la matière ont le temps de s'exercer et de s'amoindrir ou de disparaître et l'objet conformé, une fois la pression êtes matrices supprimée, peut conserver sa forme' précise et ne pas se gauchir ou se déformer et perdre cette forme précise sous l'action des contraintes qui, autrement, subsisteraient à l'intérieur de la matière..
Le mouvement particulier du coulisseau conforme à l'invention et la façon dont ce dernier applique sa:, force sur la matière à emboutir permettent d'obtenir un mouvement aisé des organes et réduisent les chocs et les efforts pen- dant l'action de ces derniers. Les matrices également ont une durée utile beaucoup plus longue que dans le type courant de presse mécanique.
Par ce mouvement particulier on obtient un long temps d'arrêt absolu du coulisseau au point mort-bas de sa course de travail, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un embrayage, les cycles de fonctionnement étant normalement' successifs et continus. L'utilisation d'un embrayage lorsque la presse est dans sa phase de travail est extrêmement pénible pour les embrayages, et dans les 'presses à fort tonnage, il est
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impraticable d'utiliser des embrayages, partic ulièrement des embrayages sans glissement, lorsque la presse est dans sa phase de travail.
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PATENT OF INVENTION "PRESS TO BOTTLE."
The present invention relates to improvements made to mechanical presses.
The most advanced manufacturing practice requires great precision in press-drawn objects in order to avoid totally, or in large part, the ancillary operations intended to bring these objects to the exact dimensions and shapes and often to the desired finish. The accuracy of shaped objects depends not only on perfection
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mechanics of the press (it is with a mechanical press that one obtains the best a precise and uniform position of the bottom dead center of the alternative stroke of the tool-holder carriage etc ...) but also stabilization, before the end of the stamping operation, internal stresses which arise during the stamping operation of the parts.
That is, when the part is finished, there should no longer be any internal stresses warping or otherwise deforming the part which has received an exact and precise form from the dies. The desired or permanent size of the press-drawn parts, it appears not only that the dies have a strength greater than that of the material from which these parts are made, but also that they flow, while the tools of the press. stamping are in action, a period of time during which the internal stresses can completely disappear. In metals, for example, and to a lesser extent in many other materials, strong internal stresses arise during the stamping operation.
In addition, modern industry increasingly aims to produce complicated shapes by press-stamping operations. To obtain solid and healthy parts, the material needs a certain period of time to flow inside the hollows of a mold, to expel the air therefrom and to take its final shape there.
The present invention relates to a press having a particular slide movement. The slider, compared with the sliding motion of an ordinary crank-driven slider, moves faster in the non-active parts of the stroke, i.e. during most of the return stroke and during the greater part of the working race, and.
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marqae, at its dead center, an effective stopping time, the duration of which can be varied to a large extent, and the end of its movement, just before this effective stopping, is slow.
One can easily obtain an effective stop of the slider at bottom dead center during 1300 of its operating cycle, the return and work strokes being carried out during the remainder of the 360 of its cycle; it is also possible to obtain a slow end of movement preceding the arrival at bottom dead center. In addition, the slider has a defined bottom dead center in a uniformly precise manner.
Thanks to this particular slide movement, the stamping tools or dies carried respectively by the slide and by the frame of the press, apply the pressure force on the material to be stamped, first rapidly and then slowly and this, gradually, as the slide approaches its low mor point; the material has time to flow to fill completely and with exactitude all the parts included in the interior of the dies, including the deep cavities, and to expel the air;
the material which is in the process of shaping is maintained under constant force or compression for an extended period of time during which the internal stresses which form within the material can be eliminated or lessened in such a way as when the 'the part has been removed from the dies, this part does not warp or deform due to; internal constraints; and the production of uniformly and precisely shaped objects by press, this production is carried out with greater ease and perfection than hitherto.
The invention further relates to a press of mechanical type provided with the particular slide movement mentioned above comprising active parts of
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slide capable of transmitting advantageously large and concentrated driving forces; a press in which the driving force is transmitted from one part to another at favorable angles and whose mechanical construction is simple, efficient and solid.
An embodiment of the invention has been shown in the accompanying drawing.
With reference to this drawing
Fig. 1 is a vertical section of this embodiment.
Fig. 2 is a schematic view of the part shown in FIG. 1, showing the position of the active parts of the slide, at top dead center.
Fig. 3 is a cross section taken along the line III-III of figure 1.
Fig. 4 is an explanatory graphic of the movement of the slide.
With reference to said drawing, 10 denotes a press frame comprising a plate 11 and a head 12. 15 denotes a tool-holder slide the reciprocating movement of which is suitably guided, for example by means of slides 17 and 18 integral with the frame.
The means serving to give the slide 15 a reciprocating movement, comprise toggle levers 20 and 21, interconnected, as indicated at 23, and joined respectively to the head and to the slide at 25 and 26. In the form of embodiment shown, the head is provided with a device for adjusting the position of the bottom dead center of the slide 15, this device comprising a wedge-shaped key 30 and a block 31 suspended from the head; in this case, the toggle lever 20 is connected to the block 31.
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35 denotes a link connected to the toggle levers 20 and 21; and, as seen in the drawing, the connecting rod can be advantageously connected to the axis 23 on which the toggle levers 20 and 21 are articulated.
The shape of the levers 20 and 21 which is shown is what is often called in press terminology the "knee lever". Other types of articulated slide connection can be used, such as, for example, the common type connecting rod and crank system shown in US Pat. No. 2,161,869 to
37 denotes a connecting rod which is connected to the connecting rod 35 in any suitable manner, for example by means of a pin 39 which passes through the connecting rod 35 as well as the end of the connecting rod 37. As shown in the drawing, the connecting rod 35 is double and is connected to the axis 39. on each side of the toggle levers 20 and 21.
The connecting rod 37 is subjected in any suitable way to a reciprocating movement. In the embodiment shown in Figure 1, this connecting rod is connected to a crank 41 mounted on a shaft 43 which can be driven by means of a flywheel 45 by means of a suitable gear train 46; 47, 48 and 49.
60 designates a guide or slide for the rod 35. This guide comprises an arcuate portion 62, the radius of curvature of which is equal to the length of the rod 35. and which is constructed and arranged so as to guide this rod 35. when the toggle levers 20 and 21 are in alignment, during part of the movement of the connecting rod 37, as will be explained in detail later. The guide 60 ′ also advantageously comprises a part 64 having any desired profile, such as for example the rectilinear profile which is shown in the drawings. The
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part 64 of the slide is used to guide the link 35 throughout the remainder of the movement to which this hiellette is subjected by the link 37.
As seen in the drawings, the guide 60 has two spaced plates 66 and / 67 which are fixed to the frame. A spacer 69 may be provided across the frame to reinforce the guide plate 67 so that this plate can better withstand the forces acting on it when the slider is in action.
The guide rod 35 is advantageously done by means of a roller 71 mounted on the pin 39 which passes through the rod, at the end which is housed inside the guide 60. The roller 71 can be doubled. on the opposite side of the press, as shown in the drawings.
In order for the driving force to be as efficient as possible and for the driving members to have the best working angles at the moment when the greatest forces take place, the direction of rotation of the crank 41 and its position are determined so such that the thrust of the connecting rod 37 is exerted substantially at right angles to the connecting rod 35, in the part of the working stroke. of the slide 15 for which the latter approaches its bottom dead center. This arrangement is shown in Figure 1, where the slide 15 is at its bottom dead center, the crank 41 rotates in the levorotatory direction and the connecting rod 37 is at right angles to the connecting rod 35 and is located substantially at a right angle. , when it approaches this position.
A press according to the present invention, having a stroke of 203 mm and exerting a force of 200 tons, works at the rate of thirty strokes per minute, which is about three times the speed that can be obtained with a pure press. hydraulic and with better results.
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.Operation.
The slide 15 is shown at its bottom dead center in Figure 1 and at its top dead center in Figure 2.
Starting from the top dead center (Fig. 2), it can be seen that during the downward stroke of the connecting rod 37, the connecting rod 35, one end of which is guided inside the slide 60, descends and oscillates towards the toggle levers 20 and 21, when the latter approach their alignment position. The die carried by the slide 15 meets, beyond the mid-stroke, the resistance offered by the die located on the plate 11, via the material to be stamped which is located between these dies.
When the connecting rod 37 is driven by a crank, the displacement of the slide 12 is rapid, during a large part of its working stroke and also during a large part of its return stroke, as can be seen from parts a and b of the curve shown in Figure 4.
When the slider approaches its bottom dead center and the dies experience the resistance of the material to be stamped, the slider moves very slowly compared to the descent speed it had until then, and this, by a progressive movement slow motion, until movement stops. The movement of the slider 15 stops when the link 35 reaches a position perpendicular to the alignment position of the toggle levers 20 and 21, the latter position being shown in Figure 1 of the drawings. The relatively slow end of movement of the slider 15 is shown by part c of the curve of Figure 4. When the toggle levers 20 and 21 reach their alignment position (position of Figure 1), the arcuate portion 62 of the guide 60, begins its action on the rod 35.
The connecting rod 37 continuing its movement,
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the guided end of the link 35 moves inside this arcuate portion 62 of the guide, and during this period the toggle levers 20 and 21 remain in their alignment position, no movement being imposed on them by the link 21, and the slide 15 marks an effective stopping time. With the embodiment shown, the slider stops absolutely during 130 rotation of the nanivelle, the working and return strokes of the slider taking place during the remaining 2300 rotations.
Normally the cycles are continuous or follow each other, with a long absolute downtime being obtained with a press according to the present invention, without having to use a clutch.
The duration of the absolute stop can be varied by varying the length of movement (oscillation) of the link 35 within the arcuate portion 62 of the guide.
To reliably prevent the toggle levers 20 and 21 from being pulled back, under pressure, the effective center angle of the arched portion 62 and the swinging arc of the link 35 must not be not be greater than 45.
During the empty journeys of the working and return strokes, the movement of the slide is relatively very fast; as seen by parts a and b of the curve shown in figure 4. As the dies exert their pressure, the slide 15 moves relatively slowly, the speed of movement gradually decreasing until the slide reaches its position. absolute stop, at the bottom dead center of its stroke. This phase of the movement is represented by the ± part of the curve.
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As the slide moves through part c of the curve, the pressure is gradually applied by the dies to the material to be stamped, the internal inertia or resistance to flow that exists inside the material is gradually overcome and, therefore, the flow of the material occurs more easily and there is a period of time during which the material can flow to completely fill the recesses which are between the dies and can expel the air, which results in full and exact shapes.
During the phase of absolute stopping of the slide 15, represented by part d of the curve, the internal stresses of the material have time to be exerted and to be reduced or to disappear and the object shaped, once the pressure are dies removed, can keep its precise shape and not warp or deform and lose this precise shape under the action of the stresses which otherwise would remain inside the material.
The particular movement of the slide according to the invention and the way in which the latter applies its force on the material to be stamped make it possible to obtain an easy movement of the components and reduce the shocks and the forces during the action of these elements. last. The dies also have a much longer useful life than in the common type of mechanical press.
By this particular movement, a long absolute stopping time of the slide is obtained at the bottom dead center of its working stroke, without it being necessary to use a clutch, the operating cycles being normally 'successive and continuous. The use of a clutch when the press is in its working phase is extremely difficult for the clutches, and in high tonnage presses it is
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impractical to use clutches, especially non-slip clutches, when the press is in its working phase.