Brevet FR2014193A1 — publié le 19700417

L'invention est relative à un appareillage pour accélérer et ralentir un élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient, en particulier le mécanisme d'entrainement d'une machine à imprimer sur film, qui comprend des pistons soumis à l'action d'un liquide sous pression et dont le mouvement relatif par rapport aux cylindres qui les entourent est directement transmis à l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient. Le problème qui se pose, notamment dans les machines à imprimer sur film, est d'accélérer ou de freiner de grosses masses sur un faible parcours. Au moment du freinage, il faut éviter que les forces de freinage ne s'élèvent trop brusquement, ce qui entrainerait un mouvement par à-coups de la machine. Lors de l'accélération de l'élément de machine arrêté, il faut au contraire que la force maximum d'accélération agisse instantanément sur celui-ci, afin que la vitesse la plus grande soit atteinte aussi rapidement que possible. Sur l'élément de machine animé du mouvement de va-et-vient doivent donc agir des forces élevées lorsque l'élément se trouve au voisinage de ses positions extrêmes, tandis qu'au cours de la phase intermédiaire du mouvement, on recherche un déplacement aussi uniforme que possible, mettant en oeuvre des forces extr8mement faibles. Pour faire varier convenablement les forces s'exerçant sur l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient, on stest contenté jusqu a présent de modifier de façon appropriée la pression de l'huile dans le réseau hydraulique, ce qui conduisait à d'énormes pressions pendant les phases finale et initiale du mouvement et nécessitait une exécution extrêmement robuste de l'ensemble du réseau. L'invention permet au contraire de se contenter de variations relativement faibles de la pression d'huile, ce qui est rendu possible par le fait que la surface utile des pistons possède plusieurs valeurs différentes et est la plus grande dans les positions extrêmes de l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient. La variation conforme à l'invention de la surface utile des pistons peut être réalisée de manières très variées. C'est ainsi, par exemple, qu'on peut disposer, de part et d'autre de l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient, sur le parcours de cet élément, des pistons de longueur différente parallèles à la direction du mouvement, de telle façon qu!à l'approche de la position extrême de l'élément de machine, le piston le plus long stenfonce le premier dans son cylindre, suivi dans l'ordre par les autres pistons. Pour une pression d'huile constante, la force de freinage augmente par conséquent proportionnellement à la surface des pistons déjà au contact de l'élément de machine animé du mouvement de va-et-vient. Au moment où l'élément de machine immobilisé est mis ensuite en mouvement en direction opposée, -il est soumis à l'action de tous les pistons au commencement de la phase d'accélération. La force utile diminue au fur et à mesure que la distance le séparant de la position extrême dépasse successivement la longueur des divers pistons. Pour la mise en oeuvre du principe de l'invention, il ntest nullement nécessaire que l'ensemble du réseau hydraulique se trouve, soit sur l'élément mobile, soit sur l'élément fixe de la machine. L'invention peut être appliquée avec les plus grands avantages à tous les appareillages connus, dans lesquels l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient comprend un. cylindre mobile par rapport à un piston réuni au bati fixe de la machine. Pour réaliser le principe de l'invention, il suffit dans ce cas d'assujettir un seul piston supplémentaire au bâti fixe de la machine. Les conditions de fonctionnement sont alors particulièrement simples lorsqu'il est prévu, de manière connue, des organes d'étranglement de freinage qui réduisent le retour de l'huile de l'élément mobile de la machine. Le supplément d'accélération et de freinage de l'élément mobile de la machine, respectivement au commencement et à la fin de chaque phase du mouvement, peut être fourni dans ce cas par le piston de l'organe d'étranglement du retour d'huile, qui se trouve sur le parcours de l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient. On élimine ainsi en même temps le grave inconvénient qui affecte jusqu'à présent les organes d'étranglement du retour d'huile. Pour rendre réglable la course du mécanisme d'entraînement, on prévoyait couramment des chaînes de traction, poulies de renvoi et cames de commande, disposés sur l'élément mobile de la machine pour actionner les organes d'étranglement du retour d'huile. Tous ces moyens auxiliaires deviennent superflus lorsque le piston de l'organe d'étranglement se trouve sur le parcours de l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient et est actionné directement par celui-ci. D'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples illustratifs seulement et dans lesquels - la figure 1 représente un premier exemple de réalisation de l'invention en plan et partiellement en coupe - la figure 2 représente un autre. exemple de réalisation - les figures 3 et 4 sont des coupes en long d'un organe d'étranglement de l'huile de retour, respectivement à l'état ouvert et fermé - les figures 5 à 7 représentent en coupe transversale l'organe d'étranglement selon les figures 3 et 4, à l'état ouvert, demi-fermé et entièrement fermé - la figure 8 représente un troisième exemple de réalisation - la figure 9 représente l'exemple selon la figure 8 dans une phase différente du mouvement. La figure 1 représente à titre d'exemple un appareillage hydraulique d'entraînement, notamment pour machines à imprimer sur film. I1 comprend principalement un chariot 1, qui se déplace en va-et-vient par rapport au bâti 2 de la machine entre des butées de fin de course 3. Le mouvement du chariot 1 est commandé par un liquide sous pression qui agit par des conduites 4 sur des pistons 6 mobiles dans des cylindres 5. Lorsque le chariot 1 se déplace, par exemple vers la droite de la figure 1, le plus long des pistons 6 vient d'abord au contact de la butée 7 et le chariot 1 subit une force de freinage égale au produit de la pression d'huile par la surface du piston. Au fur et à mesure que le chariot 1 se rapproche de sa position extrême, tous les autres pistons 6 viennent successivement et dans l'ordre au contact du chariot l sur le côté droit de la figure 1 et la force de freinage est multipliée de façon correspondante. Les opérations se déroulent en sens inverse lors de l'accélération du chariot 1, qui est assurée en premier lieu par tous les pistons logés dans l'un des cylindres 5 et va en diminuant en même temps que le chariot 1 s'éloigne, du fait que les pistons plus courts ne peuvent plus suivre l'un après l'autre le mouvement du chariot. L'appareillage hydraulique d'entraînement selon la figure 2 est formé d'un bati de machine 2 qui sert de chassis d'entraînement et sur lequel se déplace en va-et-vient, entre les butées d'extrémité 3, un chariot 1 cqnstituant le châssis d'un cylindre. Sur la tige de piston creuse 10 se trouve un piston fixe 12. Lorsque le liquide sous pression pénètre par l'ouverture de droite 11 de la tige de piston 10 dans le cylindre 13, le chariot 1 est repoussé vers la droite à partir de sa position représentée à la figure 2. Dans le cas contraire où l'huile sous pression pénètre par l'ouverture de gauche 11 dans le cylindre 13, le chariot 1 se déplace vers la gauche, jusqu'à ce qu'il rencontre les bu tées de fin de course 3. Le déplacement du chariot 1 depuis sa position représentée à la figure 2 est assuré toutefois non seulement par l'action de l'huile sous pression dans le cylindre 13, mais aussi par celle des pistons 16 des organes d'étranglement du retour d'huile 14, qui contribuent à l'accélération et au ralentissement du chariot 1. Pour une meilleure compréhension du fonctionnement de l'organe d'étranglement du retour d'huile 14 utilisé dans l'exemple de réalisation selon la figure 2, il y a lieu de décrire d'abord son agencement en référence aux figures 3 à 7. L'organe d'étranglement du retour d'huile 14 est constitué par un cylindre 15, vissé de manière étanche avec un deuxième cylindre 19. Dans ce dernier se trouve le piston 16, muni de quatre encoches 20, qui s'étendent progressivement sur la longueur L. L'étanchéité du piston 16 dans le cylindre 19 est assurée par des joints de guidage 21. Le cylindre 15 comporte un diaphragme annulaire 22 à arête vive, enserrant le piston 16 avec un jeu extrêmement faible. L'huile de retour entrant à l'emplacement 23 pénètre à travers les encoches 20 dans le deuxième cylindre 19, d'où elle s'écoule en direction de la flèche dans le réservoir d'huile par un orifice 24 du cylindre 15. L'organe d'étranglement du retour d'huile représenté à la figure 5 n'est pas complètement fermé, même lorsque le piston 16 est entièrement rétracté, du fait que les encoches 20 se prolongent en arrière du diaphragme 22. Les figures 5 à 7 montrent la situation se présentant au diaphragme 22, respectivement dans le cas où les encoches 20 découvrent la section la plus grande, pour une position moyenne, et à l'état fermé de l'organe d'étranglement 14. L'organe d'étranglement de l'huile de retour 14 contribue de deux manières au freinage du chariot 1. Etant donné que le piston 16 de l'organe d'étranglement 14 se trouve sur le parcours du chariot mobile 1, il est repoussé dans le cylindre 15 par le mouvement dudit chariot. L'huile de retour ne peut donc plus s'écouler que lentement du cylindre 13 à travers la tige de piston 10 et le chariot 1 ne peut se déplacer que proportionnellement à la vidange de cette tige de piston. Un freinage supplémentaire du chariot 1 est dû à ce que la pénétration du piston 16 dans l'organe d'étranglement du retour d'huile 14 nécessite la mise en oeuvre d'une certaine force, définie comme précédemment par le produit de la pression d'huile et de la surface du piston. Lors de l'accélération du chariot 1, chacun des organes d'étranglement du retour d'huile 14 est alimenté en direction opposée à la flèche de la figure 3. Pour que l'huile puisse s'écouler vers le cylindre à travers le piston 16 dans l'organe d'étranglement 14, il est nécessaire que celui-ci soit complètement fermé à la position initiale et/ou finale, ou encore qu'il soit prévu, comme dans l'exemple représenté, un clapet de retenue 18 pour permettre à l'huile sous pression de pénétrer dans la tige de piston 10 dès le commencement de l'accélération. Les avantages des exemples de réalisation selon les figures 1 et 2 sont groupés dans celui selon la figure 8. L'accélération du chariot 1 est assurée dans ce cas à la fois par la pression dans le cylindre mobile 13, par le piston 16 de l'organe d'étranglement du retour d'huile 14, et par une rangée de pistons échelonnés 6 mobiles dans des cylindres 5. Le freinage du chariot 1 a lieu, d'une part, par suite de l'action connue de l'organe d'étranglement du retour d'huile et, d'autre part, du fait que le piston dudit organe se trouve dans le parcours du chariot mobile ; un freinage supplémentaire résulte des forces exercées successivement sur les pistons 6. La figure 8 montre la phase du mouvement correspondant au commencement de l'accélération. Sur le chariot 1 agit alors la force maximum, égale au produit de la pression d'huile par la somme des surfaces utiles des pistons. La surface utile totale se compose de la surface F du piston 12, de la surface ft de l'organe d'étranglement du retour d'huile et de la surface 4 x f des pistons 6. Dans la phase du mouvement reproduite à la figure 9, la surface utile des pistons a déjà diminué et a été ramenée à F + f' + f. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter différentes modifications aux appareillages représentés. C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu de conférer aux pistons 6 des longueurs différentes, on peut prévoir des pistons d'égale longueur et des butées 7 échelonnées. Les pistons 6 et les cylindres 5 correspondants pourraient aussi bien suivre les mouvements du chariot 1 et prendre appui sur des butées du bati 2 de la machine. Les cylindres 5 peuvent en outre présenter une forme quelconque. On peut notamment associer à chaque piston 6 un cylindre propre, ou utiliser un cylindre télescopique, dont les divers éléments coulissent l'un dans l'autre de me- nière connue. Le piston de l'organe d'étranglement du retour d'huile peut être en particulier entouré de douilles, qui coulissent télescopiquemant l'une dans l'autre et sont mises successivement hors d'action par des butées disposées sur la paroi du cylindre, de sorte que la surface utile du piston varie graduellement. Revendications 1. Appareillage pour accélérer et ralentir un élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient, en particulier le mécanisme d'entraînement d'une machine à imprimer sur film, qui comprend des pistons soumis à l'action d'un liquide sous pression et dont le mouvement relatif par rapport aux cylindres qui les entourent est directement transmis à l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient, caractérisé en ce que la surface utile des pistons possède plusieurs valeurs différentes et est la plus grande dans les positions extrêmes de l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, de part et d'autre de l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient, sont disposés sur le parcours de celui-ci plusieurs pistons (6,16) parallèles à la direction du mouvement, qui s'enfoncent dans les cylindres correspondants (5, 15) lors du franchissement vers le bas de distances minima différentes entre l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient et ses butées de fin de course (3). 3. Appareillage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de machine animé d'un mouvement de va-et-vient est un chassis cylindrique à actionnement hydraulique connu en soi, qui se déplace sur un chas- sis d'entraînement et repousse au moins un piston (16) alimenté en fluide sous pression dans le cylindre correspondant (15), au moment où la distance le séparant de ses butées de fin de course (3) descend au-dessous d'une valeur minimum. 4. Appareillage selon la revendication 3, -caractérisé en ce que chacun des pistons (6,16) constitue, de chaque côté du châssis d'entraînement, le piston (16) d'un organe d'étranglement (14) pour l'huile de retour sortant du chassies cylindrique, cependant que la profondeur de pénétration du piston (16) muni d'encoches longitudinales (20) et se déplaçant à travers un diaphragme (22) définit la dimension des ouvertures d'écoulement au diaphragme (22).