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La présente invention concerne les mécanismes à genouillère.
Elle est plus particulièrement relative à un mécanisme à genouillère dans lequel le mouvement de va-et-vient de l'organe mobile supporté et commandé par la genouillère n'est pas limité par la longueur de la barre arrière du mécanisme.
Les mécanismes amplificateurs de force, du type à genouillère, sont bien connus et ont reçu de nombreuses applications dans la technique des presses. La présente invention convient particulièrement à l'industrie du moulage en matrice, mais elle n'est nullement limitée à cette application.
Le mécanisme à genouillère suivaht la présente invention comprend une pièce transversale ou "tête", réglable en position qui supporte deux pignons fous montés sur des arbres parallèles espacés . Les axes de ces arbres sont transversaux par rapport à la trajectoire du plateau mobile.
Ce plateau mobile est monté entre la tête réglable et le plateau fixe. Le mouvement de va-et-vient du plateau mobile est commandé par un moteur à double action relié audit plateau par l'intermédiaire d'un méca- nisme ou chaîne cinématique de liaison. Cette chaîne comprend des bielles basculantes reliées à la tige du piston et une barre avant articulée sur chacune desdites bielles basculantes et sur ledit plateau mobile. La liai- son entre cette barre avant et le plateau mobile est telle qu'elle permet un mouvement de coulissement du pivot transversalement à la trajectoire du plateau. La barre avant comporte sur sa face extérieure une crémaillère qui engrène avec les pignons fous portés par la tête réglable. Cette cré- maillère comporte une longue portion rectiligne et'une portion arrière ar- quée.
Lorsque la presse est en position ouverte, les pivots entre la bar- re avant et le plateau sont dans une position centrale rétractée, et les bielles basculantes sont parallèles à la tige du piston et réagissent en exerçant une poussée contre les barres avant. L'entraînement vers le pla- teau fixe, commandé par le moteur, provoque un mouvement correspondant du plateau mobile. Au cours du début du mouvement de ce plateau, les pivots reliant la barre mobile au plateau se déplacent vers l'extérieur, vers leur position active. Lorsque lesdits pivots atteignent leurs positions extrê- mes respectives, les bielles basculantes commencent à basculer et sollici- tent les autres extrémités des barres avant vers l'extérieur. Ce mouvement vers l'extérieur se produit tandis que les portions courbes des crémaillères sont en prise avec les-pignons.
A ce moment, les pignons servent d'organes de réaction ou barres arrière du mécanisme à genouillère et l'amplification de force désirée est ainsi réalisée. En position de fermeture complète, 1' axe de chaque pivot reliant la barre avant au plateau se trouve en aligne- ment avec un axe de pignon correspondant et avec le point de contact entre une crémaillère et un pignon correspondants.
Afin d'éviter une surcharge des dentures des crémaillères et des pignons, des surfaces de cames coopérantes sont prévues entre la crémail- lère et le pignon. Cette coopération se produit lorsque la presse se rap- proche de sa position de fermeture et de verrouillage, et sert à séparer lé- gèrement les lignes primitives de la crémaillère et des pignons.
Il est clair que la genouillère selon la présente invention est, à certains égards, semblable aux genouillères à coin, mais elle comporte cet avantage important que des surfaces de cames rotatives y remplacent les surfaces de coins coulissantes. Cette disposition élimine l'effort de frot- tement statique élevé qui doit être surmonté au cours du mouvement d'ouver- ture d'une genouillère à coin. Les pignons constituent des organes de réaction ramassés et tournent constamment en synchronisme avec le mouvement
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de la genouillère de sorte que les arbres qui les portent peuvent être uti- lisés pour synchroniser d'autres opérations effectuées pendant les mouve- ments d'ouverture et de fermeture de la presse.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la descrip - tion qui va suivre.
Au dessin annexé :
Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une presse comportant une genouillère selon l'invention;
Fig. 2 est une vue de détail, en perspective montrant l'une des barres avant :
Fige 3 représente la presse en plan, vue de dessus;
Fige 4 est une vue de détail en coupe partielle avec arrachement montrant la coopération entre la barreavant et le pignon, la presse étant en position fermée;
Fige 5 représente en plan, avec coupe partielle, la presse vue du dessus en position fermée;
Fig. 6 estime vue d'un détail en coupe partielle;
Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 1;
Fig. 8 est une vue de détail, en coupe partielle montrant le mon- tage du pignon,
Fig. 9 est une vue de détail montrant les positions prises par les différents organes juste avant le mouvement vers l'extérieur des ex- trémités extérieures des barres avant ;
Fige 10 représente en plan, vue de dessus, une variante de l'in- vention ;
Fig. 11 est une vue de détail, en coupe partielle montrant les or- ganes de la machine de la Fig. 10 supposition d'ouverture;
Fig. 12 est une vue en élévation latérale, en coupe partielle, de la machine représentée à la Fig. 10.
Suivant un premier mode de réalisation la machine de moulage en matrice représentée à la Fig. 1 comprend une semelle 21 reliée à un bâti fixe vertical 22. Le bâti ou plateau fixe 22 supporte une demi-matrice por- tant, sur le dessin, la référence générale 23. Sur la semelle 21 est montée coulissante une tête principale 24 guidée, dans son mouvement de coulisse- ment, par des chemins de guidage 25, (voir Fig. 3 et 5). Des barres de gui- dage s'étendent entre le plateau fixe 22 et la tête principale. Les extré- mités externes des guides 26 sont filetées et portent des écrous disposés pour réagir sur la face opposée de la tête 24 afin de la maintenir dans sa position de réglage. Un coulisseau ou plateau mobile 27 est également supporté par les guides 26, et porte une seconde demi-matrice 28.
Dans la face arrière de ce coulisseau 27 est ménagée une rainure ou chemin de guida- ge 29 dans lequel peuvent se déplacer en va-et-vient deux blocs-charnières 31. Un bloc de guidage 30, ayant la forme générale d'un U, placé au centre de la face arrière du plateau mobile 27 reçoit les extrémités internes des deux blocs 31 qui se recouvrent mutuellement lorsque ces blocs sont en po- sition rétractée (Fig. 3).
Les blocs charnières sont pourvus de bossages 32 qui sont traversés par des broches d'articulation 33. Sur chacun des côtés des bossages 32,
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le bloc' charnière comporte une surface courbe de portée. Une barre avant 34 est articulée sur chaque bloc 31; une barre 34 est représentée en dé- tail à la Fig. 2. L'extrémité avant de cette barre 34 est fourchue, comme représenté en 35; les bossages 32 y sont logés et maintenus par les bro- ches 33. Les trous ménagés dans les portions latérales ou oreilles 36 de la partie fourchue sont ovales, de sorte que, lorsqu'elles sont sous char- ge, les faces courbes de chaque côté des bossages 32 supportent la charge en coopérant avec les oreilles 36.
Une crémaillère ou portion d'engrenage ayant la forme représentée au dessin est prévue sur la face externe de la barre 34. Des surfaces 38 formant cames sont prévues au voisinage de la portion arquée de la crémaillère 37.
Deux arbres 39 tourillonnent dans la tête principale 24; sur cha- cun de ces arbres est claveté un pignon 41 (Fig. 8), et sur chacune des faces de chaque pignon est montée une douille de portée 42. Comme repré- senté à la Pie, 4, des cames 43 sont fixées sur les arbres 39, chaque came étant disposée adjacente à chacune des douilles de portée. Sur la face dia- métralement opposée des arbres 39 sont fixées des pièces d'espacement 44.
Des douilles ou coussinets 45 sont disposés dans la tête 24 (Fig. 8). Les surfaces des cames 38 et 43 semblent coïncider avec les lignes d'engrène- ment de la crémaillère et du pignon, mais, en réalité, leur rayon est lé- gèrement supérieur à celui de la circonférence primitive.
Quatre tiges de support 40 s'étendent de la tête 24 vers l'ar- rière, et supportent la culasse 46 d'un moteur à double effet 47; celle- ci est munie à cet effet d'une bride d'attache. Une tige de piston 49, est fixée au piston 48 du moteur, et -est disposée suivant l'axe et.'une fené- tre rectangulaire 51 ménagée dans la tête 24. Comme représenté,à la Fig.
6 cette tige de piston est faite de deux parties 52 et 53 qui sont filetées et vissées dans une traverse 54. L'extrémité antérieure de la partie 52 et espacée du bloc de guidage 30 sauf lorsque le mécanisme est en position de fermeture.
Deux éléments de guidage 55 sont fixés au bloc de guidage 30 et s'étendent entre celui-ci et la culasse de cylindre 46. Ils servent de guide à la traverse 54. Des bielles basculantes 56 sont articulées d'une part sur la barre avant 34, d'autre part sur la traverse 54. Des axes 57 reliant les bielles 56 aux barres 34 se prolongent au-delà de la face in- férieure de la barre 34 et sont agencés pour être repoussés latéralement vers l'extérieur par une came 61 (Fig. 3 et 5). Des rainures-cames 58 sont pratiquées dans des prolongements horizontaux 59 de la tête 24 et coopè- rent avec les prolongements des axes 33. Ces rainures 58 commandent le mouvement latéral des blocs-charnières 31. La came 61 assure le mouvement initial des axes 57 vers l'extérieur.
Sur les Figs. 10, 11, 12, qui représentent une variante de l'in- vention, les pièces similaires portent les mêmes références numériques que dans le premier mode de réalisation, augmentées de 100. Les références nu- mériques supérieures à 170 n'ont pas de contre partie dans le premier mode de réalisation. Dans leurs parties principales, les deux modes de réali- sation sont identiques la différence résidant dans la manière dont est as- suré et contrôlé le déplacement latéral des blocs-charnières 31 et 131
Un bloc de guidage est monté sur la face arrière du plateau mobi- le 127. Ce bloc 130 est pourvu d'un chemin de guidage central 171 qui embrasse les faces opposées des extrémités, montées à recouvrement, des blocs-charnières 131.
Comme représenté aux Figs. 10 et 11, des crémaillè- res 172 sont taillées dans les faces de champ des blocs-charnières 131 et engrènent avec des pignons 173 montés sur un arbre porté par les blocs-
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charnières 131. Les pignons 173, à leur tour, engrènent avec une crémail- lère 174 taillée dans une tige 175 portée par la traverse 154. La tige 175 peut coulisser librement, sur un certain parcours contrôlé, dans la traverse 154. Ce coulissement est limité par des colliers 176 et177 Un ressort 178 s'appuie sur le collier 176 et sur la traverse 154 et tend à appliquer la traverse 154 contre le collier 177, sauf lorsque les deux moitiés de matrice sont fermées.
Les extrémités externes des tiges 175 sont guidées dans la culasse de cylindre 146 (non représentée)
Le fonctionnement de ce dispositif ressort de la description qui précède. Lorsque le mouvement de fermeture de la presse commence, les dif- férents éléments sont dans les positions représentées à la Fig. 3, c'est-à -dire avec les blocs-charnières en position rétractée, et les bielles de genouillère 56 ayant une position générale parallèle à la tige de piston 49. Lorsque le plateau mobile 27 se déplace vers l'avant, les portions divergentes des rainures-cames 58 entrent en contact avec les axes 33, ce qui provoque le déplacement latéral des blocs 31. Lorsque les axes 33 at- teignent les portions extérieures parallèles des rainures 58, les axes 57 entrent en contact avec la came 61 et les bielles 56 subissent un mouve- ment de rotation versai'extérieur.
Ce mouvement des bielles 56 est accom- pagné d'un mouvement vers l'extérieur des extrémités arrière des barres 34 qui, à ce moment, engrènent avec les pignons 41 le long des portions ar- quées des crémaillères 37- Ce mouvement vers l'extérieur se poursuivant, les surfaces de cames 43 et 38 commencent à coopérer, sensiblement suivant un contact de roulement. Les surfaces des cames sont agencées pour séparer les lignes primitives des crémaillères et des pignons, en transférant ainsi la charge sur les surfaces de cames lorsque les bielles 56 atteignent la limite extrême de leur déplacement. Dans cette position, les axes géomé- triques des broches 33 et de l'arbre 39 sont situés dans un même plan qui contient également les éléments des surfaces de cames 38 et 43 situés dans les plats desdites cames (voir Fig. 4).
Les bielles ayant atteint la limi- te de leur course, la portion 52 de la tige de piston 49 frappe le bloc de guidage 30 et accroît ainsi l'effort de fermeture exercé par le mécanisme à genouillère.
Il est important de remarquer que pendant les mouvements d'ouvertu- re et de fermeture de la presse, les crémaillères 37 et les pignons 41 sont en prise, ce qui provoque la rotation des arbres 39. On comprend que la rotation des arbres 39 est synchronisée par rapport au déplacement du pla- teau mobile 27. Ce mouvement de rotation synchronisée des arbres 39 peut être mis à profit pour commander le fonctionnement d'appareils auxiliaires utilisés au cours de l'opération de moulage ou de pressage.
Le fonctionnement de la variante représentée aux Figs. 10, 11, et 12 est sensiblement identique à celui que l'on vient de décrire sauf que le mouvement des blocs 131 vers l'extérieur est commandé par l'engrènement mu- tuel des crémaillères 174 et 172 et des pignons 173e Il est clair que le mouvement des blocs 131 vers l'extérieur démarre lorsque le mouvement du plateau mobile 127 vers lavant est arrêté par l'entrée en contact des deux moitiés de matrice. Le mouvement subséquent de la crémaillère 174 vers 1' avant provoque la rotation des pignons 173 dans des sens opposés, et, en conséquence, l'entraînement de blocs 131 vers l'extérieur. Le mouvement des bielles 156 s'effectue en même temps.
Au cours du mouvement final vers ,l'extérieur des extrémités arrière des barres 134, les blocs-charnières 131 atteignent la limite de leur course, Les ressorts 178 sont alors compri- més et la tige de piston 149, en poursuivant son mouvement vient frapper le bloc 131 et contribue à assurer la fermeture forcée des deux moitiés de la matrice.
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On peut voir que les mouvements des divers éléments au cours du mouvement d'ouverture de la matrice ,sont, dans les deux variantes, les inverses de ceux qui s'effectuent au cours du mouvement de fermeture.
En position d'ouverture, les barres avant sont éloignées du bord externe du plateau mobile et sont rapprochées l'une de l'autre. De cette manière il est possible de retirer les barres en arrière à travers l'ou- verture centrale de la tête principale, d'où il résulte que sensiblement tout l'intervalle entre la tête principale et le plateau mobile est dis- ponible pour le mouvement d'ouverture de la presse. Dans les mécanismes classiques les pivots 33 et 133 sont fixes et limitent le mouvement d'ou- verture des moitiés de matrice, même dans les mécanismes à genouillères pourvus d'une barre arrière à relaxation automatique ou des mécanismes dans lesquels la barre arrière est remplacée par un coin.
Le contact de roulement entre les surfaces de cames 38 et 43 est une caractéristique importante de l'invention car il permet d'exercer une force de fermeture plus élevée sans engendrer des efforts de frottement excessifs. Il contribue également à rendre facile l'ouverture de la presse car la force nécessaire pour provoquer cette rotation est notablement moindre que'les efforts nécessaires pour surmonter les forces de frotte- ment statique entre les surfaces du coin.
L'utilisation d'un train d'engrenages pour synchroniser les mou- vements des deux surfaces de cames est avantageuse, en raison de sa simpli- cité qui contraste avec les organes d'accrochage à relaxation automatique.
L'élimination des barres arrière de la genouillère et des deux pi- vots qui leur sont associés constitue en soi un avantage, car elle assure la conservation de la précision du réglage,même après de longues périodes d'utilisation. Le mécanisme suivant la présente invention comporte plu- sieurs des avantages de la genouillère à coin, mais n'est pas sujet à l'in- convénient des forces de friction élevées et du faible taux de multiplica- tion de force qui en est la conséquence.
Il convient de remarquer que les rainures-cames 58 et le moteur 47 sont fixes par rapport à la tête principale 24. Il en résulte qu'ils se déplacent avec elle au cours de son opération de réglage; on peut ainsi utiliser avec cette machine des matrices de différentes dimensions; ce qui signifie que le mécanisme à genouillère, une fois convenablement réglé n'a pas besoin d'être réglé de nouveau lorsqu'on utilise des matrices de dimensions différentes.
La course à vide ménagée entre les tiges 175 et la traverse 154 donne la certitude que le mouvement final des bielles culbutantes au cours du mouvement de fermeture de la matrice se produit après que les blocs- charnières 131 ont atteint leur position extrême. De cette manière, on n' a pas à surmonter des forces de frottement élevées pour déplacer les blocs 131 jusqu'à leurs positions extrêmes. De même la charge sur les blocs 131 est partiellement réduite au cours du mouvement d'ouverture, avant que les blocs-charnières ne soient rétractés.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.