Brevet FR2115229A1 — publié le 19720707

La présente invention concerne ion dispositif hydraulique de commande d'un piston de machine actionnée par fluide hydraulique, en particulier de la vis sans fin d'injection et de préplastifi-cation d'une presse à mouler les matières plastiques par injection 5 Pour commander un tel piston, il faut disposer de différents éléments qui correspondent aux différentes fonctions d'un tel piston (par exemple distributeurs, valves de régulation de pression et de débit, etc.) qui habituellement sont séparés ou bien assemblés en un bloc; la complexité du travail de montage nécessaire pour rac-10 corder ces différents éléments à la machine à commander, ou les incorporer dans cette machine, est relativement grande et coûteuse à cela s'ajoute que le fluide sous pression assumant la commande hydraulique subit des changements de direction (ou déviations) et des étranglements dans chacun de ces différents éléments ; les 15 pertes de charge qui en résultent doivent être compensées par un niveau relativement élevé de pression initiale. La présente invention a en conséquence pour but de présenter un dispositif de commande du genre défini initialement, dans lequel tous les éléments de réglage, ou de commutation nécessaires 20 agissent sur une seule et unique valve de commande, en mesure de remplir toutes les fonctions voulues, en sorte que les complications de montage et les pertes de charge notamment par déviations, entre source de pression et organe utilisateur de fluide sous pression, sont réduites au minimum. 25 a cette fin, le dispositif de commande suivant l'invention comporte un tiroir-valve de commande principale qui travaille dans un guidage cylindrique et qui, en fonction de pressions axiales réglables à une valeur au moins, commande les mises en communication mutuelles d'une source de fluide sous pression, d'un 30 organe utilisateur de ce fluide et d'un collecteur de retour du fluide hydraulique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des figures jointes, données dans un but non limitatif, et qui représentent plusieurs modes de 35 réalisation de l'invention. Sur ces dessins ; la figure 1 est un schéma d'organisation d'un dispositif de commande d'une presse à mouler à vis sans fin d'injection de matière plastique ; représentant les circulations de fluide hy 71 41274 2 2115229 draulique durant la phase de préplastification ; la figure 2 est un schéma analogue à celui de la figure 1, représentant les circuits de fluide hydraulique durant la phase d'injection ; 5 la figure 3 est une vue en coupe axiale du tiroir-valve de commande principale du dispositif des figures 1 et 2 ; la figure 4 est un schéma analogue à ceux des figures 1 et 2, en variante. Dans le dispositif de commande tel qu'il est représenté sché-1Q matiquement sur la figure 1, on a désigné par A le raccord du conduit de fluide allant au piston (non représenté), actionné par voie hydraulique, de la vis sans fin d'injection et de préplastification de la machine, par T le raccord du conduit allant au réservoir (non représenté) de fluide hydraulique et par P le rac-15 cord du conduit allant à la source de fluide sous pression. Les conduits de fluide 1, 2, 3 venant respectivement de ces points de raccordement aboutissent à un tiroir-valve de commande principale 4. A ce tiroir-valve 4 sont associées, dans l'exemple de la figure 1, deux valves de précommande de pression 5, 6 permettant de 20 régler la contre-pression au niveau de la vis et la pression d'injection respectivement, ainsi qu'une électro-valve de commutation 7. Suivant la figure 3, ce dispositif de commande comporte un bloc de logement 10, pourvu d'un tiroir 12 disposé dans un guidage ou couloir 11 ; le tiroir 12 présente lui-même trois sections 25 de commande 14a, 14b, 14c, qui sont séparées l'une de l'autre par deux gorges périphériques 13a, 13b, et qui sont guidées dans quatre nervures annulaires correspondantes 15a, 15b, 15c, 15d du bloc 10. Ces nervures de guidage forment dans le couloir 11 des chambres 16a, 16b, 16c, 16d, 16e. L'électro-valve de commutation 30 7 communique avec les chambres 16b, 16a par des forages 17a, 17b, 17c, 17d, alors que les valves de précommande 5, 6 communiquent avec la chambre 16a par un canal 18. Les conduits 1, 2, 3 sont raccordés aux chambres 16c, 16d, 16b respectivement; un forage transverse 19 de la section de tiroir 14b fait en outre communi-35 quer la chambre 16c avec un forage 20 qui est coaxial au tiroir et s'ouvre dans la région de la section terminale 14c du tiroir 12. Dans une partie terminale élargie de ce forage axial 20 se loge un ressort hélicoïdal 21, qui s'appuie d'autre part contre une face frontale de la tige d'un piston auxiliaire 22, lequel est 71 41274 2115229 guidé dans la chambre 16e. Dans cette chambre 16e débouche d'autre part un forage axial 23a d'un tâteur 23, guidé dans le boîtier 10, coaxialement au tiroir 12. Par un forage transverse 24a et un forage axial 24b, les deux parties de la chambre 16e, situées de 5 part et d'autre du piston auxiliaire 22, dans la position de celui-ci représentée à la figure 3, communiquent entre elles ; la partie de la chambre 16e, située à gauche (sur la figure 3) du piston auxiliaire 22 et le canal 23a du tâteur peuvent, par deux conduits 25, 26 et par 1'électro-valve de commutation 7 (voir les figures 10 1 et 2) être mis en communication réspectivemènt avec le conduit 2 allant au réservoir de fluide et avec le conduit 3 allant à la-source de fluide sous pression ; on peut régler mécaniquement le tâteur 23 en fixant la grandeur minimale de l'espace restant à droite (sur la figure) du piston auxiliaire 22, lors de la venue 15 en butée de ce piston sur la droite, contre le tâteur 23 s'avançant dans la chambre 16e. Le mode de fonctionnement du dispositif de commande ainsi décrit est le suivant. Durant le processus de plastification dans la presse à mouler par injection, il faut que le raccord P relié 20 à la source de fluide sous pression soit coupé du raccord A relié à l'organe d'utilisation du fluide (côté pression du piston de vis) et qu'au contraire ledit raccord A communique'avec le raccord T relié au réservoir de fluide. Les positions des différents éléments du dispositif durant cette phase de préplastification 25 ressortent de la figure 1. La valve de commutation 7 prend une position telle que le tiroir 12 se trouve à sa position extrême de gauche (indiquée en trait interrompu sur la figure 3) ; la section 14b du tiroir coupe la chambre 16b (et par conséquent l'arrivée de fluide sous pression 3) de la chambre 16c, alors que 30 celle-ci communique par la gorge 13b avec la chambre 16d, de sorte que le conduit d'utilisation 1 est en relation avec le conduit de réservoir 2. La pression régnant alors dans le conduit 1 et agissant par conséquent sur le piston hydraulique de la vis qui recule durant la plastification, dépend du passage dans le 35 tiroir-valve 4 entre les chambres 16c et 16d, et par conséquent de la position du tiroir 12, ou plus précisément de sa gorge 13b. La position du tiroir 12 et par suite la valeur de ladite contre-pression sur la vis peut être réglée, dans l'exemple des figures 1 à 3, par ajustement de la valve de précommande 5. Cette valve 71 41274 4 2115229 5 peut, par le conduit 18, régler la pression dans la chambre 16a, c'est-à-dire la position du tiroir 12 et par lui le calibre du passage ouvert par la gorge 13b entre les chambres 16c, 16d. Il va de soi que suivant les besoins, la contre-pression voulue peut aussi être commandée à plusieurs valeurs échelonnées, auquel cas, il y a lieu de prévoir autant de valves de précommande que l'on veut d'échelons. Une fois achevée la phase de plastification, 1'électro-valve 7 de commutation est mise sous tension et par conséquent commutée à la position représentée sur la figure 2, moyennant quoi le tiroir 12 est déplacé à sa position extrême de droite (représentée en trait plein sur la figure 3). Le conduit de fluide sous pression 3 est alors mis en communication par la gorge I3à avec le conduit d'utilisation 1, alors que la section 14b du tiroir coupe ce dernier conduit du conduit de collecteuf 2. La pression d'injection voulue est réglée sur la valve de précommande 6, par l'intermédiaire de laquelle est fixée la pression régnant dans la chambre 16a et s'exerçant sur la tête 14a du tiroir, et par la position du tiroir le calibre du passage établi éntrë les chainbres 16b, 16c. Si la résistance hydraulique dans l'organe d'utilisation (vis) dépasse la valeur affichée sur la valve 6, Gelle-ci s'ouvre et provoque dans la chambre I6â une chute de pression, à la mesure de laquelle le tiroir 12 est déplacé vers la gauche (de la figure 3). La perte de charge entre l'organe utilisateur et le raccord A a aussi pour effet de modifier la pression s'exerçant du c&té droit du tiroir 12, si bien.que celui-ci prend automatiquement la position correcte d'équilibre. L'exemple représenté prévoit une contre-pression d'une seule valeur, réglée au moyen de la valve 6. Mais on peut aussi, lors du processus d'injection, produire une contre-pression à deux échelons ou davantage, en amenant le fluide hydraulique par exemple par une électro-valve de commutation agencée à cette fin à passer par différentes valves de précommande. On peut ainsi établir différentes pressions d'injection. Mais pour pouvoir asservir également la vitesse d'injection indépendamment de la pression et de façon continue, on fait en sorte qu'au moment même où 1'électro-valve de commutation 7 lance le processus d'injection, le piston auxiliaire 22 soit déplacé dans la chambre 16e à sa position extrême de droite (représentée sur la figure 3), de façon 71 41274 5 2115229 à fermer le débouché du canal 23a du tâteur. Le fluide hydraulique amené dans la partie de la chambre 16e se trouvant à gauche du piston 22 parvient par les forages 24a, 24b du piston 22 faisant office de diaphragme, dans la partie de la même chambre se trouvant à droite du même piston, ce qui entraîne la production d'une contre-pression sur le tiroir 1. Cette contre-pression a pour effet d'une part de modifier la section du passage créé par la gorge 13a entre les chambres 16b, 16c (section qui conditionne la vitesse d'injection), d'autre part de décoller le piston 22 du tâteur 23. Il en résulte que le canal 23a du tâteur s'ouvre dans la chambre 16e et que du fluide hydraulique peut s'écouler à partir de cette chambre par le conduit 26 vers le conduit 2 et par conséquent vers le collecteur. Du fait de la chute de pression s'établissant entre les deux faces du piston auxiliaire, celui-ci ne s'écarte du tâteur 23 qu'en formant une lame relativement mince, de sorte qu'il ne peut y avoir fermeture, complète du passage entre les chambres 16b, 16c. Suivant le réglage du tâteur (déplacement en direction axiale par moyens mécaniques), un équilibre des pressions s'établit pour le calibre voulu du passage. Dans tout ce qui précède, on a supposé que chacune des valves de précommande était réglable à la main. Par contre, la figure 4 représente un système où la valve de précommande 6 est réglable par un sélecteur 60 et opère le réglage de la contre-pression automatiquement par voie électrique. Dans ce cas, on n'a besoin que d'une seule valve de précommande. L'établissement électrique des contacts peut se faire en fonction des déplacements du tiroir par des interrupteurs de fin de course, ou bien en fonction du temps par des relais ou bien de façon continue par voie électronique par l'intermédiaire de cames de commande préétablies. Un avantage capital du système de commande décrit est sa compacité étant donné que toutes les commandes de fonctions (par exemple de la pression et de la vitesse de l'organe à pistons à commander) se font au moyen d'un unique tiroir, les éléments auxiliaires qui lui sont associés, tels que valves de précommande, électro-valves de commutation, etc., constituent avec le tiroir un ensemble unitaire. Ceci veut dire en d'autres termes que par une combinaison appropriée des valves 5, 6, de 1'électro-valve de commutation 7, du piston auxiliaire 22, d'un unique tiroir distributeur 12 et d'un bloc 10, on peut assurer les fonctions sui- 71 41274 6 2115229 vantes : a) établissement d'une communication entre source de fluide sous pression 3 et organe utilisateur 1 (cylindre avec piston ou moteur hydraulique), c'est-à-dire entre les chambres 16b et 5 16c ; b) réduction de la pression ou du débit de fluide hydraulique sur l'organe utilisateur 1 à une valeur prédéterminée, ajustable sans discontinuité ; c) interruption de la communication entre la source de fluide 10 sous pression 3 et l'organe utilisateur 1, c'est-à-dire entre les chambres 16b et 16c; d) établissement simultané d'une communication entre l'organe utilisateur 1 et le collecteur 2, c'est-à-dire entre les chambres 16c et 16d ; 15 e) production d'une résistance hydraulique prédéterminée ajustable sans discontinuité entre l'organe utilisateur 1 et le collecteur 2, c'est-à-dire entre les chambres 16c et 16d, moyennant quoi le fluide hydraulique est chassé de l'organe utilisateur 1 et du conduit y aboutissant par une force agissant de 20 1'extérieur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'es-25 prit de l'invention. 71 41274 • 7 2115229 REVENDICATIONS 1.- Dispositif hydraulique de commande d'un organe à piston actionné par un fluide hydraulique, en particulier du dispositif à vis sans fin d'injection et de prëplastification d'une presse à 5 mouler les matières plastiques par injection, caractérisé en ce qu'il comporte un tiroir-valve de commande principale qui travaille dans-un guidage cylindrique et qui, en fonction de pressions axiales réglables à une valeur au moins, commande les mises en communication mutuelles d'une source de fluide sous pression, d'un or- 10 gane utilisateur de ce fluide, et d'un collectëur de retour du fluide hydraulique. 2.- Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir-valve de commande principale (12) est disposé dans le guidage cylindrique (11) d'un bloc (10) auquel sont 15 attenantes non seulement une valve de commutation (7) mais au moins une valve de précommande de pression (5,6), de façon que la valve de commutation agissant sur le tiroir-valve provoque l'ouverture et la fermeture d'un premier passage de communication entre un conduit (3) alimenté en fluide sous pression et un conduit (1) me- 20 nant à l'organe utilisateur, et d'un second passage de communication entre ledit conduit (1) de l'organe utilisateur et un conduit (2) menant au réservoir de fluide, cependant que ladite valve de précommande de pression agissant également sur le tiroir-valve détermine les grandeurs des sections de ces passages. 25 3.- Dispositif de commande selon la revendication 2, caracté risé en ce que le bloc (10) renferme également un piston auxiliaire (22) , coaxial audit tiroir, et qui agit par l'intermédiaire d'ion tâteur (23) réglable, sur la grandeur de la section dudit second passage de communication. 30 4.- Dispositif de commande selon la revendication 3, caracté risé en ce que la valve de précommande (5,6) est réglable manuellement . 5.- Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la valve de précommande (6) est réglable automati- 35 quement par des moyens électriques. 6.- Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que par une association appropriée des valves de précommande (5,6), de 11électro-valve de commutation (7) et du piston auxiliaire (22) avec l'unique tiroir-valve de commande prin- 71 41274 2115229 ciyale (12; et l'unique bloc (10) servant de boîtier audit tiroir, lei fonctions ;uivant23 sont remplies : - ; ôti/j 113 3 orient u 'une ccr^unication entre la source de fluide .sous .rîssion (3; et le conduit (1) de l'organe utilisateur o (cqlinc,ra avec >-5 ton ou moteur ardrauli^ue) , c'est-à-dire en- tri l3i .-ha w ras (lôb; :-;t (16c) ; -j ; réduction c'.e la vras 3ion ou du déoit du fluide hydraulique dans le conduit (l) de l'organe utilisateur à une valeur prédéterminés, ajus-cable sans discontinuité ; 10 c) interruption de la communication entre la source de fluide sous ;r-jj3iûa (3) et le conduit (1) de l'organe utilisateur, c'est-a-Sire entre les chambres (l6o) et (16c) ; i) établissement simultané d'une communication entre le conduit (1) de 1'organe utilisateur et le collecteur de fluide liydrau-lo lique (2), c'est-à-dire entre les chambres (16c) et (16d) ; et e) production d'une résistance hydraulique prédéterminée ajustable sans discontinuité entre le conduit (1) de l'organe utilisateur, donc la ch-arore (16c) , et le collecteur (2) , donc la chambre (I6d) , moyennant quoi le fluide hydraulique est chassé du con-20 iuit (lj de l'oroane utilisateur yar une force agissant de~ BAD ORIGINAL