Procédé de serrage de deux éléments et dispositif pour sa mise en oeuvre
La présente invention concerne un procédé de serrage de deux éléments, par exemple de deux éléments de machine ou de deux parties d'un moule. Le procédé selon l'invention peut être utilisé par exemple avec des presses à injection, des machines à mouler, des presses à emboutir, à découper ou à former.
Pour réaliser sur l'unie quelconque des machines précitées, notamment lorsque leur puissance est élevée, des opérations précises, il est souvent indispensable de compléter l'action de l'organe de commande, en général un piston hydraulique, mais parfois, un dispositif électrique, pneumatique ou mécanique, par des moyens auxiliaires, afin d'obtenir le degré de serrage nécessaire. C'est ainsi qu'on a déjà proposé de doubler l'action du piston ou de remplacer ce dernier par des leviers articulés ou par des genouillères, par exemple. Toutefois, ces moyens entraînent des complications gênantes tant par la manoeuvre et l'encombrement des appareils que pour leur rende ment t et elles sont en outre coûteuses.
En effet, les leviers articulés autour d'arbres fixes où les genouillères usuelles doivent pouvoir s'effacer totalement pour permettre le déplacement d'une des pièces à serrer par rapport à l'autre; les leviers doivent donc avoir un débattement important, leurs axes d'articulation doivent être déportés car il faut qu'ils aient des dimensions importantes pour résister aux grands efforts qu'ils subissent; l'encombrement de ces moyens auxiliaires, non seulement rend leur manoeu- vre lente, ce qui limite la production d'une machine de puissance donnée, mais en outre oblige à l'utilisation de machines très puissantes pour des travaux dont le calcul montre qu'ils pourraient être réalisés avec une dépense d'énergie beaucoup plus faible.
La présente invention se propose de pallier les inconvénients rappelés oi-dessus, de manière à permettre l'utilisation de machines très sensiblement moins puissantes pour obtenir des résultats au moins égaux, en qualité et en quantité, à ceux qui sont atteints avec les dispositifs de serrage connus. Pour y atteindre, on a cherché à diminuer l'encombrement des moyens auxiliaires de serrage ainsi que l'énergie nécessaire à leur mise en oeuvre.
Le procédé selon la présente invention, pour le serrage de deux éléments au moyen d'un organe principal et d'au moins un levier auxiliaire, ces éléments étant déplaçables l'un par rapport à l'autre et soumis à des efforts tendant à les écarter contre l'action de cet organe et de ce levier, est caractérisé en ce que l'on déplace ledit levier de manière que la première extrémité de ce levier vienne se placer à proximité immédiate d'au moins un desdits éléments, la première extrémité de ce levier, qui pivote autour d'un axe non fixé, étant plus proche dudit axe que la seconde extrémité, et en ce que l'on applique à la seconde extrémité dudit levier une force telle que cette seconde extrémité soit légèrement déplacée,
de manière que la première extrémité du levier engage l'élément à serrer et assure le blocage de cet élément.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il compote au moins un bloc solidaire de l'un des éléments à serrer, une pièce mobile disposée dans ce bloc et portant, d'une part, un levier multiplioa- teur dont l'axe de pivotement est entraîné par ladite pièce et qui est susceptible d'engager le second élément à serrer et, d'autre part, des moyens pour exercer sur ledit levier une force, et des moyens pour dé placer ladite pièce mobile de manière à amener la première extrémité du levier multiplicateur à proximité immédiate du second élément, à partir d'une position située hors de la trajectoire dudit élément,
le tout étant agencé de telle manière que ladite force amenant le levier multiplicateur à bloquer le 'second élément ne puisse être exercée sur ce levier que lorsque la pièce mobile a été déplacée de manière que la première extrémité du levier se trouve à proximité immédiate du 'second élément.
Le dispositif selon l'invention présente l'davantage essentiel de pouvoir être monté sans difficulté sur des machines de type courant, au prix de légères modifications de ces dernières.
On a décrit ci-après, en se Iréférant aux dessins annexés, un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, appliqué à une presse à injection de type usuel. Dans ces dessins:
la fig. 1 est une vue en élévation d'une presse d'usage courant;
la fig. 2 représente une vue en élévation, avec coupe partielle et à plus grande échelle, d'une presse à injection équipée d'un dispositif de serrage auxiliaire à deux mâchoires de blocage;
les fig. 3, 4 et 5 représentent respectivement, en coupe partielle, diverses positions des éléments du dispositif de serrage au cours du fonctionnement de la presse;
les fig. 6 et 7 représentent respectivement deux variantes du dispositif de commande du levier multiplicateur ;
la fig. 8 est une vue en perspective d'une mâchoire double de serrage équipée selon les fig. 6 ou 7.
Pour rendre plus sensibles les avantages inhérents au dispositif qui va être décrit, on rappellera tout d'abord la composition et le fonctionnement d'une presse à injection de type usuel. Comme on le voit à la fig. 1, le moule est constitué en deux parties 1 et 2 qui sont maintenues bloquées entre les deux plateaux supérieur 3 et inférieur 4 par le piston 5 coulissant dans le cylindre 6, après admission de la pression hydraulique en 7. Le cylindre 6 est réuni au plateau supérieur 3 par les tirants 8 qui travaillent à la traction et qui servent de guides au plateau inférieur 4. Dans la partie haute de la presse, un piston d'injection 9, déplaçable dans le cylindre 10, peut être soumis à l'action d'une pression hydraulique appliquée par la tubulure 11.
Lorsque cette pression s'exerce, le piston 9 descend, pénètre dans le pot d'injection 12, chauffé par des résistances électriques, en refoulant vers le moule, par la buse 13, la matière plastique provenant d'une trémie non représentée et qui, passant par le canal 14, vient remplir la cavité 15 ; lorsque la cavité 15 est remplie, la pression interne qui y est engendrée par la poussée exercée par le piston 9 tend à repousser vers le bas la partie 2 du moule. Si cette pression interne se traduit par une poussée supérieure à celle exercée par le piston 5, le moule s'ouvre.
On conçoit donc que, notamment pour le moulage d'objets de grandes dimensions ou de formes particulières, on est souvent conduit à donner au piston 5 des dimensions très grandes pour empêcher en toute certitude l'ouverture inopportune du moule.
A la fig. 2, on a représenté une presse d'injection du même type général que celui de la fig. 1, mais équipée d'un dispositif selon une forme d'exécution de l'invention. Dans cet exemple, la partie supérieure 1 du moule est fixée au plateau supérieur 16 de la presse par des boulons 1s7. Le plateau 16 est rendu solidaire par des tirants 18, du bâti général non représenté; le plateau inférieur 19 qui supporte la partie 2 du moule, est relié, d'autre part, au piston 5 coulissant dans le cylindre 6. Deux blocs de serrage 20 sont respectivement disposés de part et d'autre du moule 1-2 et fixés par des boulons 21 soit sur le plateau supérieur 16 de la presse, soit sur la partie supérieure 1 du moule.
Les blocs 20 ont avantageusement la forme d'un L renversé, dont la branche courte forme point fixe pour le serrage et dont la branche longue comporte, à l'intérieur de chaque bloc, un logement pour un ensemble mobile de serrage. Dans le cas représenté (fig. 2 à 5), le logement pratiqué dans chaque bloc 20 débouche, d'un côté, vers la partie inférieure 2 du moule, et est fermé du côté opposé, par une plaque 23 assujettie au bloc 20 par des boulons 22 dans ledit logement est inséré, avant mise en place de la plaque 23, un bloc 24 dans lequel est disposé un axe 25 placé près du moule, à l'opposé de la plaque 23. Autour de l'axe 25 peut osciller un levier multiplicateur 26. Dans le bloc 24 est ménagé un alésage borgne 27 dans lequel peut se déplacer un piston 28 muni d'un joint torique d'étanchéité 29.
Un second alésage borgne 30 est ménagé dans le bloc 24; un piston 31, avec joint torique d'étanchéité 32, peut se déplacer dans l'alésage 30. Un ressort de compression 33 repousse le bloc 24 vers la plaque latérale 23 de manière à maintenir normalement en re- trait de la partie 2 du moule l'extrémité 34 du levier multiplicateur 26 voisine du moule. A l'autre extrémité du levier 26 est ménagé un logement pour un ressort en compression 35 qui prend, d'autre part, appui sur le bloc 24. Le levier 26 comporte, entre Vaxe 25 et le ressort 35, un alésage borgne 36' dans lequel est logé un écrou 36 vissé à l'extrémité d'une queue 37 qui prolonge, vers le haut, le piston 28.
D'autre part, le levier 26 est maintenu au contact de son axe de pivotement 25 par un bossage 38 du levier; la forme du bossage 38 et la position des divers éléments décrits sont 'telles que le bossage 38 se trouve, sensiblement, en contact tangent avec la paroi inférieure 39 du logement pratiqué dans la mâ choire 20. Toutes disposition, s sont prises pour que le levier 26 soit incliné sur l'horizontale et que son extrémité 34 se trouve légèrement au-dessous de la face inférieure 2' de la partie 2 du moule. Tous moyens connus non représentés peuvent être prévus pour ajuster ce décalage entre l'extrémité 34, avantageusement en forme de bec, et la face 2'; on peut, par exemple, interposer des cales sous l'appui du corps 20, sur la partie 1 du moule, ou sur le plateau supérieur 16 de la presse.
Le piston 28 comporte un alésage 40 sur l'ex trématé inférieure 41 duquel on peut brancher une tuyauterie flexible, non représentée, pour exercer une pression par un fluide quelconque. A son extrémité supérieure, l'alésage 40 est réuni par un canal 42 à un espace annulaire 43 ménagé dans le bloc 24 autour de la queue 37 du piston 28. Un orifice 44 fait communiquer cet espace 43 avec l'alésage borgne 30.
Dans le bloc 24, autour du piston 31, est t ména- gée une chambre annulaire 45, que découvre, dans son déplacement, l'extrémité du piston 31 et qui comrunique, par un orifice 46, avec l'alésage borgne 27.
Dans le piston 28 est ménagé un alésage 47, obturé par un bouchon vissé 48 et dont le débouché 49 sur l'espace 27 est fermé par une bille 50 maintenue par un ressort 51 dont l'autre extrémité prend appui sur le bouchon 48. Un canal 52 fait communiquer les alésages 40 et 47.
Le fonctionnement du dispositif de blocage décrit ci-dessus est le suivant:
En fig. 3, on voit le dispositif dans la position où le bec 34 du levier 26 est effacé par rapport au bloc 20 et à la partie inférieure 2 du moule.
Lorsque l'on branche sur l'entrée 41 de l'alésage 40 une tuyauterie par laquelle un fluide sous pression, de l'huile par exemple, est introduit dans l'appareillage, ce liquide chemine dans le canal 40 et gagne, par le canal 42, l'espace annulaire 43 et l'orifice 44; il pénètre ensuite dans l'extrémité de l'alésage borgne 30 qui sert de cylindre au piston 31. Le piston 31 est à ce moment appliqué contre la plaque latérale 23, tout le bloc 24 se déplace suivant la flèche F1 sous l'effet de la pression, jusqu'à venir buter contre la paroi inférieure du logement pratiqué dans le bloc 20 et située à l'opposé de la plaque 23 tout en écrasant le ressort 33. Lorsque le déplacement du bloc 24 est terminé, le bec 34 du levier multiplicateur 26 se trouve engagé sous l'extrémité de la partie 2 inférieure du moule.
Dès que le déplacement du bloc 24 est terminé, le liquide peut pénétrer dans l'espace annulaire 45 découvert par l'extrémité du piston 31 et, par l'orifice 46, parvenir à l'extrémité de l'alésage borgne 27 qui forme cylindre pour le piston 28. Ledit piston 28 est poussé suivant la flèche Fo ; par l'intermédiaire de sa queue 37 et de l'écrou 36, il exerce, sur une zone 53 légèrement en dos d'âne pratiquée dans le fond de l'alésage borgne 36'usiné dans le levier 26, une traction qui fait basculer ce levier 26 (la zone en dos d'âne pourrait être remplacée par tous moyens susceptibles de permettre les débattements nécessaires lors des basculements du levier 26).
Le bec 34 du levier 26 porte alors contre l'extrémité inférieure de la partie 2 du moule et la bloque énergiquement contre la partie 1 du moule. Ce blocage est maintenu aussi longtemps qu'on laisse s'exercer la pression hydrauli que en 40.
A l'interruption de cette pression, le ressort 35 agissant sur le levier multiplicateur 26, l'écrou 36 provoque la remontée du piston 28 en sens inverse de la flèche F ; le liquide situé dans le fond du cylindre 27 est chassé par l'orifice 49, décollant de son siège la bille 50 soumise à l'action du ressort 51, et s'écoule vers la sortie 40 par le canal 52. En même temps, sous l'effet du ressort 33, le bloc 24 est repoussé, en sens inverse de la flèche F1 contre la plaque 23 de telle façon que, finalement, le liquide est évacué par le canal 40 et la canalisation flexible branchée en 41.
Par tous moyens appropriés non n représentés, la canalisation de fluide sous pression est, d'autre part, branchée sur le circuit hydraulique qui, alimentant le cylindre 6 (fig. 2), assure la montée en position de moulage du piston 5, du plateau inférieur 19 et de la partie intérieure 2 du moule.
Comme les poids des éléments sont relativement faibles par rapport à la poussée que peut exercer le cylindre 6, il ne règne, pendant cette montée, qu'une faible pression dans le circuit de pression de fluide (ou circuit hydraulique); cette pression est transmise par le branchement 41 au cylindre 30, mais elle est insuffisante pour surmonter l'action du ressort 33 : le bloc 24 est, de ce fait, maintenu appliqué contre la plaque 23 (fig. 3) let le bec 34 du levier multiplicateur 26, effacé, dégage le passage pour la partie 2 du moule.
Dès que la partie 2 prend appui contre l'autre partie 1 du moule, le piston 5 s'immobilise; la pression dans le circuit hydraulique morte brusquement et devient suffisante pour déplacer (comme il a été décrit ci-dessus), le bloc 24 suivant la flèche Fi, pour agir ensuite sur le piston 28 et réaliser le blocage représenté à la fig. 5. Il y a lieu d'insister sur le fait que ces deux actions succossives sont réalisées automatiquement et dans un. temps très bref à cause des faibles déplacements à assurer qui ne nécessitent donc que de très faibles débits de fluide sous pression.
A la fig. 6 et à la fig. 7, on retrouve les divers éléments constituant le levier multiplicateur 26 pivoté autour de l'axe 25 dans la pièoe 24 et muni de la butée 38. On voit également l'axe 37 et la vis 36 d'actionnement du levier multiplicpateur. La commande de déplacement du levier multiplicateur est assurée dans les deux cas à partir d'un ensemble de commande à pression d'huile 55 dans lequel l'huile est introduite par l'orifice 41'; l'ensemble est alésé de divers canaux permettant diapir sur la pièce 37 comme le fait l'ensemble élastique des fig. 3 à 5. Dans le cas de la fig. 6, la pièce 37 est animée d'un déplacement suivant son axe qui se transmet au levier 26 par une bague de rotule 57.
Dans le cas de la fig. 7, la pression d'huile est transmise à un arbre 37 en forme de bielle munie à chacune de ses extrémités de bagues de rotule 57 et 58, ce qui permet un autoéchappement de l'arbre à bielle 37 au cours de ses déplacements.
La fig. 8 montre en perspective une mâchoire constituée de deux leviers 26 montés sur un bloc 24 avec l'axe 25 de pivotement du levier et les bielles 37.
Dans les exemples qui viennent d'être décrits, on a prévu, pour plus de clarté, que les moyens de serrage complémentaires étaient disposés à côté du moule à maintenir bloqué. Il est bien clair que ces moyens peuvent également être logés dans une autre partie, fixe ou mobile, d'une machine ou d'un moule et agir à ce moment sur la partie mobile ou fixe de ladite machine ou moule. On peut également prévoir des moyens coulissant transversalement à la course de la machine ou du moule (effet de coincement), ou encore des moyens articulés sur un élément solidaire du bâti et pivotés (effet de béquille) sous l'effet des ouvertures et fermetures successives de divers canaux, comme indiqué plus haut.
On va donner ci-après un exemple pratique permettant d'apprécier les avantages du dispositif décrit; dans cet exemple, on a utilisé une presse dont t le pis- ton 5 peut assurer une pression de fermeture de 40 tonnes; les deux mâchoires hydromécaniques, dont la partie travaitlante est logée dans un parallélépipède rectangle de 100 X 150 X 150mm environ, sont munies chacune d'un piston 28 de 801 mm de diamètre et de course 5 mm exerçant son action sur un levier multiplicateur dont les bras de levier sont dans le rapport de 1 à 3,5 ;
la pompe du circuit hydraulique peut débiter 200 cm3 à la seconde à la pression de 300kg/cm2. Dans ces conditions, chaque mâchoire peut exercer une pression supplémentaire de 50 tonnes environ, ten ue consommant que moins de 25 cm3 de liquide. Les 50 cm3 nécessaires au fonctionnement des deux mâchoires sont débités en 1/4 de seconde.
Comme la force de fermeture de la presse est passée de 40 tonnes à 40T+2X50T=140 tonnes (soit 3,5 fois 40 tonnes), la surface de moulage admissible pour cette presse augmente dans le même rapport alors que l'énergie demandée à la pompe ne change pratiquement pas.
I1 est possible de donner aux mâchoires auxiliaires de blocage des dimensions pratiquement aussi grandes qu'on le désire et d'en répartir régulièrement un certain nombre autour de la machine (ou du moule). On n peut utiliser cette possibilité pour que les mâchoires assurent, pratiquement seules, le blocage, en position fermée, de la machine (ou du moule), à condition de relier rigidement la partie supérieure du moule au bâti de l'ensemble.
Le piston chargé, dans les installations connues, de la manoeuvre de la partie inférieure du moule pour l'ouvrir, le fermer et le main, tenir fermé, ne servira plus alors qu'à écarter ou rapprocher les deux parties du moule; les dimensions et la consommation dudit piston pourront donc être sensiblement t diminuées, laugmentant ainsi la ra- pidité des manoeuvres assurées par le piston et permettant une augmentation des courses admissibles.
Le dispositif décrit permet donc, d'une manière générale, de mouler des pièces très importantes au moyen de machines peu encombrantes et de puissance relativement faible-alors que les presses actuelles mettent en jeu, dans le cas considéré, des puissances énormes et ne peuvent, en outre, absorber n'importe quel moule soit par suite des dimensions des plateaux ou de l'écartement de leurs colonnes, soit par la difficulté d'adaptation des mécanismes d'éjection des pièces moulées.
D'autre part, alors que les dispositifs de serrage auxiliaires connus ne sont t pas d'une sécurité absolue du fait, entre autres, que la rupture ou l'avarie d'un de leurs éléments avant fermeture complète provoque des dégâts irréparables; le dispositif décrit échappe totalement à cet inconvénient: dans un tel cas en effet, l'avance du bloc 24 serait bloquée dès qu'il heurterait la plaque latérale de la partie 2 du moule, empêchant ainsi le piston 28 d'entrer en action.
Le dispositif décrit offre un intérêt particulier dans le cas du moulage par injection ou par compression, lorsqu'il est utilisé en combinnison avec la presse à injection de matières plastiques décrite dans le brevet suisse No 372162 du 20 février 1961. Une presse ainsi équipée, sur laquelle le serrage est assuré par les mâchoires, permet d'augmenter dans un rapport de l'ordre de 1 à 10, les surfaces des pièces moulées.
Il y a lieu de noter enfin que, si exemple cidessus a été rapporté à une presse à injection à commande hydraulique, on peut remplacer les organes de commande auxiliaires tels que l'un ou Vautre des pistons assurant les mouvements du levier et de la pièce contenues dans le bloc de manoeuvre, par des cames ou autres organes mécaniques. De même, toutes les commandes pourraient être assurées mécaniquement, pneumatiquement ou électriquement par des moyens équivalents à ceux décrits. Le bloc mâchoire pourra être monté sur le plateau inférieur.
Enfin, pour l'estampage de pièces ou la découpe de pièces, on peut utiliser des mâchoires du type décrit; l'outil de découpe ou d'estampage est alors approché mécaniquement ou hydrauliquement de la pièce à fabriquer; l'opération finale étant assurée par la pression exercée par la ou les mâchoires. Dans ce cas, on notera que l'opération finale se fait pratiquement sans choc.
REVENDICATIONS
I. Procédé de serrage de deux éléments au moyen d'un organe principal et d'au moins un levier auxiliaire, ces éléments étant déplaçables l'un par rapport à l'autre et soumis à des efforts tendant à les écarter contre l'action de cet organe et de ce levier, ledit pro- cédé étant caractérisé en ce que l'on déplace ledit levier de manière que la première extrémité de ce levier vienne se placer à proximité immédiate d'au moins un desdits éléments, la première extrémité de ce levier, qui pivote autour d'un axe non fixé, étant plus proche dudit axe que la seconde extrémité, et en ce que l'on applique à la seconde extrémité dudit levier une force telle que cette seconde extrémité soit légèrement déplacée,
de manière que la première extrémité du levier engage l'élément à serrer et assure le blocage de cet élément.
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Method of tightening two elements and device for its implementation
The present invention relates to a method for clamping two elements, for example two machine elements or two parts of a mold. The method according to the invention can be used, for example, with injection presses, molding machines, stamping, cutting or forming presses.
In order to perform precise operations on any one of the aforementioned machines, in particular when their power is high, it is often essential to complete the action of the control member, generally a hydraulic piston, but sometimes an electrical device. pneumatic or mechanical, by auxiliary means, in order to obtain the necessary degree of tightening. Thus it has already been proposed to double the action of the piston or to replace the latter by articulated levers or by knee pads, for example. However, these means give rise to troublesome complications both in terms of the operation and size of the devices and in terms of their efficiency and they are also costly.
Indeed, the levers articulated around fixed shafts where the usual knee pads must be able to be completely retracted to allow the displacement of one of the parts to be clamped with respect to the other; the levers must therefore have a large clearance, their articulation axes must be offset because they must have large dimensions to withstand the great forces they undergo; the size of these auxiliary means not only makes them slow to maneuver, which limits the production of a machine of given power, but also makes it necessary to use very powerful machines for work, the calculation of which shows that 'they could be achieved with a much lower energy expenditure.
The present invention proposes to overcome the drawbacks recalled oi above, so as to allow the use of very significantly less powerful machines to obtain results at least equal, in quality and in quantity, to those which are achieved with the devices of known tightening. To achieve this, attempts have been made to reduce the size of the auxiliary clamping means as well as the energy required for their implementation.
The method according to the present invention, for the tightening of two elements by means of a main member and at least one auxiliary lever, these elements being movable with respect to one another and subjected to forces tending to them. spread against the action of this member and this lever, is characterized in that said lever is moved so that the first end of this lever comes to be placed in the immediate vicinity of at least one of said elements, the first end of this lever, which pivots around an unfixed axis, being closer to said axis than the second end, and in that a force is applied to the second end of said lever such that this second end is slightly displaced,
so that the first end of the lever engages the element to be clamped and ensures the locking of this element.
The subject of the invention is also a device for implementing this method, characterized in that it compotes at least one block integral with one of the elements to be clamped, a movable part placed in this block and carrying, d 'on the one hand, a multiplier lever whose pivot axis is driven by said part and which is capable of engaging the second element to be clamped and, on the other hand, means for exerting a force on said lever, and means for moving said movable part so as to bring the first end of the multiplier lever in close proximity to the second element, from a position located outside the path of said element,
the whole being arranged in such a way that said force causing the multiplier lever to block the 'second element can only be exerted on this lever when the moving part has been moved so that the first end of the lever is in the immediate vicinity of the' second element.
The device according to the invention has the essential advantage of being able to be mounted without difficulty on machines of common type, at the cost of slight modifications of the latter.
An example of an embodiment of the device according to the invention, applied to an injection press of the usual type, has been described below, with reference to the accompanying drawings. In these drawings:
fig. 1 is an elevational view of a press in common use;
fig. 2 shows an elevational view, in partial section and on a larger scale, of an injection molding machine equipped with an auxiliary clamping device with two locking jaws;
figs. 3, 4 and 5 respectively show, in partial section, various positions of the elements of the clamping device during operation of the press;
figs. 6 and 7 respectively represent two variants of the control device of the multiplier lever;
fig. 8 is a perspective view of a double clamping jaw equipped according to FIGS. 6 or 7.
To make the advantages inherent in the device which will be described more visible, we will first of all recall the composition and the operation of an injection press of the usual type. As seen in fig. 1, the mold consists of two parts 1 and 2 which are kept locked between the two upper 3 and lower 4 plates by the piston 5 sliding in the cylinder 6, after admission of the hydraulic pressure at 7. The cylinder 6 is joined to the upper plate 3 by the tie rods 8 which work in traction and which serve as guides for the lower plate 4. In the upper part of the press, an injection piston 9, movable in the cylinder 10, can be subjected to the action hydraulic pressure applied by the pipe 11.
When this pressure is exerted, the piston 9 goes down, enters the injection pot 12, heated by electric resistances, by pushing back towards the mold, through the nozzle 13, the plastic material coming from a hopper not shown and which , passing through channel 14, fills cavity 15; when the cavity 15 is filled, the internal pressure which is generated there by the thrust exerted by the piston 9 tends to push the part 2 of the mold downwards. If this internal pressure results in a thrust greater than that exerted by the piston 5, the mold opens.
It will therefore be understood that, in particular for the molding of objects of large dimensions or of particular shapes, it is often necessary to give the piston 5 very large dimensions in order to prevent with all certainty the untimely opening of the mold.
In fig. 2, there is shown an injection press of the same general type as that of FIG. 1, but equipped with a device according to one embodiment of the invention. In this example, the upper part 1 of the mold is fixed to the upper plate 16 of the press by bolts 1s7. The plate 16 is made integral by tie rods 18, of the general frame, not shown; the lower plate 19 which supports part 2 of the mold, is connected, on the other hand, to the piston 5 sliding in the cylinder 6. Two clamping blocks 20 are respectively arranged on either side of the mold 1-2 and fixed by bolts 21 either on the upper plate 16 of the press, or on the upper part 1 of the mold.
The blocks 20 advantageously have the shape of an inverted L, the short branch of which forms a fixed point for tightening and the long branch of which comprises, inside each block, a housing for a mobile tightening assembly. In the case shown (fig. 2 to 5), the housing made in each block 20 opens, on one side, towards the lower part 2 of the mold, and is closed on the opposite side, by a plate 23 secured to the block 20 by bolts 22 in said housing is inserted, before placing the plate 23, a block 24 in which is disposed an axis 25 placed near the mold, opposite the plate 23. Around the axis 25 can oscillate a multiplier lever 26. In the block 24 is formed a blind bore 27 in which can move a piston 28 provided with a sealing O-ring 29.
A second blind bore 30 is provided in the block 24; a piston 31, with sealing O-ring 32, can move in the bore 30. A compression spring 33 pushes the block 24 towards the side plate 23 so as to keep normally withdrawn from the part 2 of the mold the end 34 of the multiplier lever 26 adjacent to the mold. At the other end of the lever 26 is provided a housing for a compression spring 35 which, on the other hand, bears on the block 24. The lever 26 comprises, between the axle 25 and the spring 35, a blind bore 36 '. in which is housed a nut 36 screwed to the end of a shank 37 which extends, upwards, the piston 28.
On the other hand, the lever 26 is held in contact with its pivot axis 25 by a boss 38 of the lever; the shape of the boss 38 and the position of the various elements described are 'such that the boss 38 is found, substantially, in tangent contact with the lower wall 39 of the housing made in the jaw 20. All arrangements are made so that the lever 26 is inclined to the horizontal and its end 34 is located slightly below the lower face 2 'of part 2 of the mold. Any known means, not shown, can be provided to adjust this offset between the end 34, advantageously in the form of a beak, and the face 2 '; it is possible, for example, to interpose shims under the support of the body 20, on part 1 of the mold, or on the upper plate 16 of the press.
The piston 28 has a bore 40 on the lower end 41 from which a flexible pipe, not shown, can be connected to exert pressure by any fluid. At its upper end, the bore 40 is joined by a channel 42 to an annular space 43 formed in the block 24 around the tail 37 of the piston 28. An orifice 44 communicates this space 43 with the blind bore 30.
In the block 24, around the piston 31, there is formed an annular chamber 45 which, in its movement, discovers the end of the piston 31 and which communicates, through an orifice 46, with the blind bore 27.
In the piston 28 is formed a bore 47, closed by a screwed stopper 48 and the outlet 49 of which on the space 27 is closed by a ball 50 held by a spring 51, the other end of which bears on the stopper 48. A channel 52 communicates bores 40 and 47.
The operation of the blocking device described above is as follows:
In fig. 3, the device is seen in the position where the nose 34 of the lever 26 is erased relative to the block 20 and to the lower part 2 of the mold.
When one connects to the inlet 41 of the bore 40 a pipe through which a pressurized fluid, oil for example, is introduced into the apparatus, this liquid travels in the channel 40 and gains, through the channel 42, the annular space 43 and the orifice 44; it then enters the end of the blind bore 30 which serves as a cylinder for the piston 31. The piston 31 is at this moment applied against the side plate 23, the whole block 24 moves along the arrow F1 under the effect of pressure, until it abuts against the lower wall of the housing made in the block 20 and located opposite the plate 23 while crushing the spring 33. When the movement of the block 24 is completed, the nose 34 of the lever multiplier 26 is engaged under the end of the lower part 2 of the mold.
As soon as the movement of the block 24 is completed, the liquid can enter the annular space 45 discovered by the end of the piston 31 and, through the orifice 46, reach the end of the blind bore 27 which forms the cylinder. for the piston 28. Said piston 28 is pushed along the arrow Fo; by means of its shank 37 and the nut 36, it exerts, on a zone 53 slightly in a speed hump formed in the bottom of the blind bore 36 'machined in the lever 26, a traction which causes to tilt this lever 26 (the speed bump zone could be replaced by any means capable of allowing the necessary deflections when the lever 26 is tilted).
The beak 34 of the lever 26 then bears against the lower end of part 2 of the mold and blocks it energetically against part 1 of the mold. This blocking is maintained as long as the hydraulic pressure is allowed to exert at 40.
When this pressure is interrupted, the spring 35 acting on the multiplier lever 26, the nut 36 causes the piston 28 to rise in the opposite direction to the arrow F; the liquid located in the bottom of the cylinder 27 is expelled through the orifice 49, taking off from its seat the ball 50 subjected to the action of the spring 51, and flows towards the outlet 40 through the channel 52. At the same time, under the effect of the spring 33, the block 24 is pushed back in the opposite direction to the arrow F1 against the plate 23 so that, finally, the liquid is discharged through the channel 40 and the flexible pipe connected at 41.
By any suitable means not shown, the pressurized fluid pipe is, on the other hand, connected to the hydraulic circuit which, supplying the cylinder 6 (fig. 2), ensures the rise in the molding position of the piston 5, of the lower plate 19 and the inner part 2 of the mold.
As the weights of the elements are relatively low compared to the thrust that the cylinder 6 can exert, during this rise there is only a low pressure in the fluid pressure circuit (or hydraulic circuit); this pressure is transmitted by the connection 41 to the cylinder 30, but it is insufficient to overcome the action of the spring 33: the block 24 is, therefore, kept pressed against the plate 23 (fig. 3) and the nozzle 34 of the multiplier lever 26, erased, clears the passage for part 2 of the mold.
As soon as part 2 bears against the other part 1 of the mold, the piston 5 stops; the pressure in the hydraulic circuit suddenly dies and becomes sufficient to move (as described above), the block 24 along the arrow Fi, to then act on the piston 28 and achieve the blocking shown in FIG. 5. It should be emphasized that these two successive actions are carried out automatically and in one. very short time because of the small displacements to be ensured which therefore only require very low flows of pressurized fluid.
In fig. 6 and in fig. 7, we find the various elements constituting the multiplier lever 26 pivoted around the axis 25 in the piece 24 and provided with the stop 38. We also see the axis 37 and the screw 36 for actuating the multiplication lever. The movement control of the multiplier lever is provided in both cases from an oil pressure control assembly 55 in which the oil is introduced through the orifice 41 '; the assembly is bored with various channels allowing it to slide on the part 37 as does the elastic assembly of FIGS. 3 to 5. In the case of fig. 6, the part 37 is driven by a movement along its axis which is transmitted to the lever 26 by a ball joint 57.
In the case of fig. 7, the oil pressure is transmitted to a shaft 37 in the form of a connecting rod provided at each of its ends with ball joints 57 and 58, which allows the connecting rod shaft 37 to self-exhaust during its movements.
Fig. 8 shows in perspective a jaw consisting of two levers 26 mounted on a block 24 with the pivot axis 25 of the lever and the connecting rods 37.
In the examples which have just been described, provision has been made, for greater clarity, for the complementary clamping means to be placed next to the mold to be kept blocked. It is quite clear that these means can also be housed in another part, fixed or mobile, of a machine or of a mold and act at this moment on the mobile or fixed part of said machine or mold. Means can also be provided which slide transversely to the stroke of the machine or of the mold (jamming effect), or else means articulated on an element integral with the frame and pivoted (crutch effect) under the effect of successive openings and closings. of various channels, as noted above.
A practical example will be given below, making it possible to assess the advantages of the device described; in this example, a press was used whose piston 5 can provide a closing pressure of 40 tons; the two hydromechanical jaws, the working part of which is housed in a rectangular parallelepiped of approximately 100 X 150 X 150mm, are each provided with a piston 28 of 801 mm in diameter and 5 mm stroke exerting its action on a multiplier lever whose lever arms are in the ratio of 1 to 3.5;
the hydraulic circuit pump can deliver 200 cm3 per second at a pressure of 300 kg / cm2. Under these conditions, each jaw can exert an additional pressure of about 50 tons, ten ue consuming less than 25 cm3 of liquid. The 50 cm3 required for the operation of the two jaws are delivered in 1/4 of a second.
As the closing force of the press has increased from 40 tons to 40T + 2X50T = 140 tons (i.e. 3.5 times 40 tons), the admissible molding surface for this press increases in the same ratio while the energy required from the pump hardly changes.
It is possible to give the auxiliary locking jaws dimensions which are practically as large as desired and to distribute a certain number of them regularly around the machine (or the mold). This possibility can not be used so that the jaws ensure, practically alone, the locking, in the closed position, of the machine (or of the mold), on condition of rigidly connecting the upper part of the mold to the frame of the assembly.
The piston charged, in known installations, with the operation of the lower part of the mold to open it, close it and hold it closed, will then only serve to separate or bring the two parts of the mold apart; the dimensions and the consumption of said piston can therefore be significantly reduced, thus increasing the speed of the maneuvers performed by the piston and allowing an increase in the admissible strokes.
The device described therefore makes it possible, in general, to mold very large parts by means of machines that take up little space and have relatively low power - whereas current presses involve, in the case considered, enormous powers and cannot , moreover, to absorb any mold either because of the dimensions of the plates or the spacing of their columns, or by the difficulty of adaptation of the ejection mechanisms of the molded parts.
On the other hand, while the known auxiliary clamping devices are not absolutely safe because, among other things, the breakage or damage of one of their elements before complete closure causes irreparable damage; the device described completely escapes this drawback: in such a case, in fact, the advance of the block 24 would be blocked as soon as it struck the side plate of part 2 of the mold, thus preventing the piston 28 from coming into action.
The device described is of particular interest in the case of injection or compression molding, when it is used in combination with the plastic injection press described in Swiss Patent No. 372162 of February 20, 1961. A press thus equipped, on which the clamping is provided by the jaws, allows to increase in a ratio of the order of 1 to 10, the surfaces of the molded parts.
Finally, it should be noted that, if the above example has been reported to an injection press with hydraulic control, it is possible to replace the auxiliary control members such as one or the other of the pistons ensuring the movements of the lever and of the part. contained in the operating unit, by cams or other mechanical components. Likewise, all the controls could be provided mechanically, pneumatically or electrically by means equivalent to those described. The jaw block can be mounted on the lower plate.
Finally, for stamping parts or cutting parts, jaws of the type described can be used; the cutting or stamping tool is then mechanically or hydraulically approached to the part to be manufactured; the final operation being ensured by the pressure exerted by the jaw or jaws. In this case, it will be noted that the final operation is carried out practically without shock.
CLAIMS
I. Method of tightening two elements by means of a main member and at least one auxiliary lever, these elements being movable with respect to one another and subjected to forces tending to move them apart against the action of this member and of this lever, said method being characterized in that said lever is moved so that the first end of this lever comes to be placed in the immediate vicinity of at least one of said elements, the first end of this lever, which pivots about an unfixed axis, being closer to said axis than the second end, and in that a force is applied to the second end of said lever such that this second end is slightly displaced,
so that the first end of the lever engages the element to be clamped and ensures the locking of this element.
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