Brevet FR2132886A1 — publié le 19721124

L'invention concerne un cylindre hydraulique de travail avec course rapide et course de travail, contenant un piston de course rapide de petite section et un piston de travail de grande section accouplé au précédent et muni d'un passage présentant un obturateur soumis à l'action de l'agent de pression qui actionne le piston de course rapide et qui est amené par un conduit prévu dans la tige de piston située du côté de l'entrainement, l'obturateur et le piston de travail constituant, grâce à l'interposition d'au moins un ressort, une soupape qui se ferme en fonction de la pression, la cavité de pression du piton de travail étant en outre reliée à l'amenée d'huile hydraulique par une soupape de liaison qui est placée dans la tige de piston située du côté de l'entraine- ment et est accouplée en vue de l'entrainement à l'obturateur, le diamètre d'étanchéité de la tige de piston située du côté entrainé étant plus petit que le diamètre d'étanchéité de la tige de piston située du côté de l'entraînement Dans un cylindre de travail de ce genre, une commutation de la course rapide à la course de travail se produit automatiquement lorsque l'outil bute sur la tige de piston située du côté entraîné contre une résistance de travail, de sorte que la pression de l'huile hydraulique en amont du piston de course rapide à petite section augmente de manière à dépasser une mesure déterminée. Par suite, le passage du piston de travail se ferme et la pression de 11 huile hydraulique agit alors sur la grande surface du piston de travail, ce qui fait que la course de travail est exécutée.Ce cylindre de travail a pour particularité que la tige du piston située du côté entraîné agit sur la résistance de travail avec toute la vitesse de course rapide Cela est permis dans un grand nombre de cas dtappli- cation. I1 existe pourtant des cas où cela ntest pas possible, mais où l'on exige que l'coutil de travail qui se trouve- sur la tige de piston située du côté entraîné s'approche à une faible vitesse, ctest-à-dire à une vitesse qui correspond à la course normale de travail. C1 est ici qu'intervient l'invention Elle a pour but d'indiquer un mode d'exécution d'un cylindre hydraulique de travail du genre mentionné plus haut, avec lequel il devienne possible, sans surcroit notable de dépense pour la construction du cylindre, d'obtenir une commutation entre la course rapide et la course lente, qui dépende de la distance parcourue par la tige de piston située du côté entraîné. Selon l'invention, on y parvient grâce au fait qu'à action du ressort mentionné est soumis un piston plongeur relié en vue de l'entraînement à ltobturateur et glissant dans une ouverture entre la cavité de cylindre de travail située du côté entraîné et ltatmosphère et que dans le tuyau d'évacuation d'huile hydraulique est inséré un dispositif d'étranglement réglable qui peut être mis en action par un premier contact commandé par la tige de piston située du côté entrainé et qui, lorsque cette tige de piston continue de se déplacer, peut être mis hors d'action par un deuxième contact de celle-ci ou par un interrupteur à pression relié à la cavité de pression du cylindre de travail Comme on l'indiquera plus loin, outre le dispositif d'étranglement et les contacts, qui sont situés hors du cylindre et peuvent tre de type commercial et donc peu coûteux, il ne faut en outre dans le cylindre que le pistonongeur mentionné. D'autre part, un cylindre ainsi équipé peut fonctionner soit de la façon antérieure avec commutation automatique lorsque l'outil arrive sur la résistance de travail, soit encore avec une commande de commutation dépendant de la course, sans qu'il soit nécessaire à cet effet de modifier le cylindre de travail. On expliquera l'invention ci-après à propos dlun exemple dXexécution représenté schématiquement au dessin ann-exéo Be cylindra hydraulique de travail 1 présente du coté frontal droit l'arrivée d'huile hydraulique 2 et près de son extrémité gauche l'ouverture d'évacuation 3. En outre, on a prévu une perforation de purge d'air 4 et une perforation 5 servant au raccordement à la cavité de pression du piston de travail. Dans le cylindre de travail coulisse le piston de travail 6. il forme un bloc structural avec la tige de piston 7 située du côté entraîné et la tige de piton 8 située du côté de l'entraînement. La tige de piston 7 est rendue étanche en 9 tandis que la tige de piston 8 glisse en 10 dans un élément d'étanchéité non représenté plus précisément. lie diamètre d'étanchéité en 9 est plus petit qu'en 10. La tige de piston 7 située du côté entraîné contient un ressort 11. Celui-ci s'appuie contre un obturateur en forme de cylindre 12 qui passe concentriquement à travers un passage central 13 du piston de travail 6 et est muni à cet endroit d'une portion médiane resserrée à la façon d'un haltère. lie piston de travail 6 présente à la transition vers les tiges de piston des couronnes d'ouvertures de passage 14. La partie gauche mi de l'obturateur 12 peut glisser librement vers la gauche dans une perforation correspondante de la tige de piston 7 située du côté entraîné et à cet effet, elle présente une perforation compensatrice 16. La tige de piston de droite 8 est rendue étanche non seulement en 10, mais encore en 17. Elle est également creuse. Par cette cavité 18, huile de pression amenée par l'ouverture 2 est conduite au piston. La section de la tige de piston située du côté de l'entraînement, au point d'étanchéité 17, constitue le piston auxiliaire de petite section qui est le piston de course rapide. L'extrémité droite de l'obturateur en forme de cylindre 12 forme la portion de fermeture 19 du passage central 13 du piston de travail 6. lia portion 19 est encore munie d'un épaulement annulaire 20 assurant une meilleure application étanche. Le tiroir d'obturation 21 coopère fonctionnellement avec ltobturateur 12. Ce tiroir peut être solidaire de la portion 19 de l'obturateur 12 ou être articulé à celui-cie En tout cas, tous deux sont accouplés en vue de 11 entraînement. Autour du tiroir d'obturation 21 se trouvent des conduits axiaux 22. lie tiroir d'obturation 21 et les conduits 22 forment la soupape de liaison. Jusqu'ici, le cylindre de travail et les parties qu'il contient correspondent pratiquement au cylindre de travail connu et ils peuvent fonctionner avec une commutation de la course rapide à la course de travail en fonction de la pression quand la tige de piston 7 bute contre la resistance de travail. C'est pourquoi on ne parlera pas davantage ici de ce mode de fonctionnement, d'autant qu'il ne fait pas directement partie de l'invention. Pour obtenir une commutation de la course rapide à la course lente en fonction de la distance, il faut en outre les parties décrites ci-après. lie seul élément supplémentaire prévu dans le cylindre de travail est un piston plongeur 23 il est accouplé, en vue de l'entraînement de façon quelconque à la partie gauche mi de l'obturateur 12 et donc, comme l'obturateur 12, il est soumis à l'action du ressort 11. Le piston plongeur 23 coulisse dans une ouverture 24e Celle-ci est située entre l'atmosphère et, par l'enveloppe de ressort, le conduit 16et les ouvertures de passage 14, la cavité de cylindre de travail -gauche- située du côté entrainé. A 11 extérieur du cylindre, une came de contact 25 est prévue sur la tige de piston 7 située du côté entraîné et portant l'outil de travail. A cette came correspondant des éléments complémentaires 26 et 27e L'élément complémentaire 26 ferme tout d'abord un contact de travail 28 quand la tige de piston 7 est déplacée. Quand elle est déplacée davantage, le contact de repos 29 est ouvert par l'élément complémentaire 27.Tous deux sont placés dans un conducteur d'alimentation 30 menant à une soupape magnétique 31, Cette dernière est reliée en parallèle à un étranglement qui est constitué ici par la soupape de surpression 32. Cette liaison en parallèle établit comme on le voit une liaison entre l'ouverture d'écoulement 3 du cylindre de travail et un réservoir à huille 33. A la place du contact de repos 29 peut être prévu, comme on l'a indiqué en tireté, l'interrupteur à pression 34e Il est relié à l'ouverture de prélèvement de pression 5 de la cavité de travail du cylindre 1 qui est située du côté de l'entraînement et est conçu de telle sorte qutil interrompt la conduite 30 quand la pression dans cette cavité de travail dépasse une valeur déterminée qui peut être réglée lie fonctionnement est le suivant Si de l'huile hydraulique est amenée par l'ouverture d'amenée 2, elle agit sur le diamètre d'étanchéité 17 de la tige de piston de droite qui constitue le piston de course rapide. Par suite, tout le système formé de la tige de piston 8, du piston de travail 6 et de la tige de piston 7 coulisse vers la gauche.L'huile hydraulique située de part et d'autre du piston de travail 6 peut s'écouler sans résistance notable à travers les perforations de liaison 14 et le passage mî, de la cavité de cylindre de gauche à la cavité de cylindre de droite du piston de travail 6. Ce mouvement s'effectue jusqu'à ce que la came 25, par l'intermédiaire de l'élément complémentaire 26, ferme le contact de travail 28 situé dans la conduite 30. Par suite, la soupape magnétique 31 est excitée. Celle-ci commute alors de l'écoulement libre à l'interruption. L'huile qui sort de l'ouverture d'écoulement 3 doit maintenant surmonter la résistance de la soupape de surpression 320 Par suite, il se constitue une pression de part et d'autre du piston 6 et aussi dans les conduits 22, car la face frontale de droite de l'élément 20 n'est pas spécialement usinée de sorte que l'huile soumise à la pression d'étranglement peut passer à travers l'interstice formé par les inégalités d'usinage.Comme on l'a dit plus haut, le diamètre d'étanchéité en 9 est plus petit qu'en 10. Par suite de cette différence de tige de piston, selon le principe du piston plongeur, une force de réaction dirigée vers la droite est exercée sur tout l'ensemble de piston et de tiges de piston. Par suite, la pression dans la cavité 18 s'élève aussi à des valeurs d'autant plus élevées et finalement, fait coulisser vers la gauche le tiroir d'obturation 21 ainsi que l'obturateur 12 et le piston plongeur 23. Au cours de ce processus, la portion de fermeture 19 de l'obturateur, en coopération avec l'ouverture de passage 13 du piston de travail 6, ferme tout d'abord le passage libre à travers celui-ci. Aussitôt que la portion de fermeture 19 pénètre dans le passage 12, le tiroir d'obturation 21 s'est déplacé vers 1a gauche au point qu'un parcours de débordèment est libéré par-les conduits 22.Par ce parcours, de l'huile de pression venant de la cavité 18 peut maintenant affluer par les ouvertures 14 à la cavité de travail qui est située du côté de l'entraînement (à droite) dans le cylindre de travail, de sorte que la pression hydraulique-peut maintenant agir sur toute la surface du piston de travail 6 qui est notablement plus grande que celle- qui est formée en 17 par le diamètre d'étanchéi té. Etant donné que la-- quantité d'huile amenée reste pratiquement constante, l'ensemble formé par des éléments 7, 6 et 8 continue maintenant de se mouvoir àune vitesse notablement moindre.Ainsi, en fonction de la distance, la commutation de la course rapide à la course lente qui ccrrespond pratiquement à la vitesse de la course de travail suivantesteffectue et le but Visé est atteint. La suppression de l'étranglement par la soupape de surpression peut etre assurée de deux façons. Ou bien on prévoit l'6lément complémentaire 27 qui est atteint par la came 25-un peu -après que l'outil fixé. à la tige de piton 7 soit arrivé súr:la pièce. Ainsi, ie contact 28 étant encore fermé- la conduite 30 est interrompue et l'excitation de la soupape magnétique 31 est ainsi supprimée. Cette dernière prend à nouveau la position de passage libre, de sorte que la course de travail à exécuter maintenant n'est pas rendue plus difficile par un étranglement de l'écoulement d'huile. Cette méthode constitue une suppression de l'étranglement de l'écoulement d'huile en fonction de la course. Au lieu de cela, on peut aussi utiliser un dispositif fonctionnant purement en fonction de la pression. On utilise à cet effet l'interrupteur à pression 340 En effet, quand l'outil de la tige de piston 7 a atteint la pièce, la pression hydraulique s'élève en conséquence du côté droit du piston de travail. Cette augmentation de pression actionne, si la valeur est convenablement établie, l'interrupteur à pression 34 qui interrompt de la façon désirée la conduite 30 amenant le courant à la soupape magnétique 310 L'utilisation d'un interrupteur à pression 34 au lieu du contact 29 est particulièrement indiquée, lorsqu'il s'agit d'exécuter seulement avec l'appareil des courses relativement courtes. Après la fin de la course de travail, le tuyau d'amenée d'huile hydraulique est raccordé maintenant par un dispositif de commande à l'ouverture de raccordement 3, en vue--de la course de retour rapide du piston. -Par contre, l'ouverture de raccordement 2 est reliée au réservoir à huile. Etant donné que maintenant la cavité 18 est sans-pression, le ressort 11 pousse l'obturateur 12 vers la droite et ouvre donc à nouveau -la liaison libre, par les perforations 14, d'un côté à l'autre du piston 6. En même temps, le tiroir-d'obturation 21- retourne à la position de fermeture. Les cavités de travail situées de part et d'autre du piston de travail 6 sont ainsi fermées sauf l'ouverture d'amenée 3. Comme on l'a dit plus haut, la tige de piston 7 a un diamètre d'étanchéité plus petit que la tige de piston 8. Par la pression de l'huile hydraulique amenée en 3, tout le système coulisse donc vers la droite et la différence des sections des tiges de piston joue le rôle d'une surface de piston. Plus cette différence est petite, plus la course de retour du système s'effectue rapidement pour une pression hydraulique donnée. La seule limite est posée par la somme des résistances de frottement dont le système est nécessairement affecté par suite des joints, etc... -REVEND i CTiON- Cylindre hydraulique de travail avec course rapide et course de travail, contenant un piston de course rapide de petite section et un piston de travail de grande section accouplé au précédent et muni d'un passage présentant un obturateur soumis à l'action de l'agent de pression qui actionne le piston de course rapide et qui est amené par un conduit prévu dans la tige de piston située du côté de l'entraînement, l'obturateur et le piston de travail constituant, grâce à l'interposition d'au moins un ressort, une soupape qui se ferme en fonction de la pression, la cavité de pression du piston de travail étant, en outre, reliée à l'amenée d'huile hydraulique par une soupape de liaison qui est placée dans la tige de piston située du côté de l'entraînement et est accouplée en vue de l'entrai- nement à l'obturateur, le diamètre d'étanchéité de la tige de piston située du côté entrainé étant plus pelait que le diamètre d'étanchéité de la tige de piston située du côté de l'entraînement, cylindre caractérisé par le fait qu'à l'action du ressort mentionné est soumis un piston plongeur relié en vue de l'entraînement à l'obturateur et glissant dans une ouverture entre la cavité de cylindre de travail située du côté entraîné et l'atmosphère et que dans le tuyau d'évacuation d'huile hydraulique est inséré un dispositif d'étranglement réglable qui peut être mis en action par un premier contact commandé par la tige de piston située du côté entraîné et qui, lorsque cette tige de piston continue de se déplacer, peut être mis hors d'action par un deuxième contact de celle-ci ou par un interrupteur à pression relié à la cavité de pression du cylindre de travail.