Brevet FR2143046A1 — publié le 19730202

I1 est bien connu que lorsqu'une presse hydraulique comporte deux cylindres, leur fonctionnement doit être synchronisé afin d'éviter que la presse ne soit abimée et/ou qu'il n'ait un effet nuisible sur la précision d'une pièce formée à l'aide de la presse. De nombreux procédés ont été proposés dlns ce but jusqu'à ce jour. L'un d'eux consiste à équiper certaines parties coulissantes du plateau supérieur ou plateau de compression d'éléments de guidage rigides et de grande résistance, afin de régler le plateau de compression à un niveau normal ou de corriger son inclinaison.Suivant un procédé, on règle le débit d'huile d'alimentation par un servo-mécanisme comiandé par un dispositif de détection conçu de manière à détecter les différences de pression dans les cylindres disposés sur les cotés opposés de la presse. Dans un autre procédé, le réglage est effectué par le mouvement de bielles de grand diamètre. Cependant, ces tentatives n'ont eu qu'un succès partiel bien que des presses hydrauliques dans lesquelles sont mis en oeuvre de sels procédés fonctionnent d'une manière satisfaisante lorsqu'une charge ou une pièce est placée dans la presse au centre du plateau de compression ou plateau supérieur. Mais si une telle pièce est placée à une position décentrée ou décalée, les éléments de guidage sont endommagés ou un effort exagér est imposé aux arbres rotatifs de la presse.Cet inconvénient conduit à des avaries de la presse et à des effets nuisibles, tels qu'une précision médiocre à la fois du fonctionnement de la presse et des produits fabriqués par celle-ci. En conséquence, la présente invention se propose d'éviter ces inconvénients par un dispositif d'équilibrage des pressions mettant en oeuvre les caractéristiques d'un mécanisme hydraulique. La pression qui règne dans le cylindre à laquelle aucune charge n'est appliquée peut etre transmise au cylindre qui subit une pression due à un décentrement afin d'équilibrer la répartition des pressions dans tous les cylindres utilisés. La présente invention concerne également un dispositif d'équilibrage des pressions, destiné à etre utilisé dans une presse hydraulique, et permettant ltutilisation de tiges de piston d'une course relativement longue sans sacrifier pour celà le niveau des cylindres montés sur la presse. La présente invention concerne également un dispositif d'équilibrage des pressions destiné à une presse hydraulique et qui permet une commande précise de celle-ci. Ces résultats peuvent etre obtenus facilement avec le dispositif d'équilibrage des pressions selon l'inventioL La presse hydraulique comprend au moins un cylindre de compression et un nombre pair de cylindres d'équilibrage. les chambres supérieure et inférieure d'un cylindre d'équilibrage sont reliées par des tuyaux aux chambres inférieure et supérieure d'un autre cylindre d'équilibrage correspondant, de façon à égaliser les charges imposées aux tiges de piston de chaque cylinare de compression et de chaque cylindre d'équilibrage, meme si une pièce, destinée à être formée dans la presse, est placée en position décentrée sous un plateau de compression ou plateau supérieur et exerce une charge décentrée sur lesdites tiges de piston. De ce point de vue, la construction peut etre simplifiée par la'réalisation d'ensembles d'une seule pièce comprenant chacun un cylindre de compression et un cylindre d'équilibrage. Cepenaant, les cylindres de compression et les cylindres d'équilibrage peuvent être réalisés séparément afin de permettre l'utilisation de tiges de piston de course plus longue. La précision de l'équilibrage des pressions dépend de la compressibilité de l'huile que contiennent les chambres supérieures et inférieures des cylindres d'équilibrage, de sorte qu'il est avantageux que l'huile que contient chacun d'eux soit comprimée auparavant à l'aide d'une source de pression différente de celle qui est utilisée pour les cylindres de compression. De plus, afin de permettre encore une plus grande précision de l'opéra- tion d'équilibrage des pressions, des cylindres de compression de l'huile peuvent être disposés chacun entre un cylindre de compression et un cylindre d'équilibrage, de manière que les pressions dans chaque cylindre d'équilibrage et dans chaque cylindre de compression soient égales tout le temps. A titre d'exemple, on a décrit ci-après et représenté aux dessins annexés plusieurs formes de réalisation d'une presse suivant l'invention. La figure 1 représente schématiquement une première forme de réalisation de l'invention dans laquelle chaque ensemble constitué d'un cylindre de compression et d'un cylindre d'équilibrage est d'une seule pièce. La figure 2 représente schématiquement une deuxième forme de réalisation de l'invention dans laquelle les pistons de compression et les pistons d'équilibrage sont séparés. La figure 3 représente une troisième forme de réalisation de l'invention comportant un seul cylindre de compression central et deux cylindres d'équilibrage iatéraux. Dans la forme de réalisation de la figure 1, des cloisons 5 et 6 disposées respectivement dans les deux cylindres, les divisent chacun en un cylindre supérieur d'équilibrage et un cylindre inférieur de compression. De ce fait, les deux cylindres comprennent des cylindres de compression 1 et 2 et des cylindres d'équilibrage 3 et 4. En d'autres termes, chaque paire constituée par un cylindre de compression et par un cylindre d'équilibrage est d'une pièce et est réalisée dans un seul cylindre. Deux ensembles de cylindres de forme identique sont disposés chacun d'un côté d'une presse hydraulique. Chaque tige de piston 21 et 22 est commune à un cylindre de compression 1 ou 2 et à un cylindre d'équilibrage 3 ou 4.Les pistons 7, 8, 9 et 10 sont disposés dans les cylindres et une première extrémité de chaque tige de piston est reliée à un plateau de compression ou plateau supérieur 23 de la presse. Les pistons 7 et 8 divisent respectivement les deux cylindres de pression 1 et 2, en chambres supérieure et inférieure qui sont reliées les unes aux autres par des conduites 28 et 27. Une chambre supéricure est reliée à une autre chambre supérieure, et une chambre inférieure à une autre chambre inférieure. Les conduites sont reliées à un distributeur 26 qui, à son tour, est relié par une conduite à une pompe 25 d'alimentation en huile. Les pistons 9 et 10 des cylindres d'équilibrage 3 et 4 divisent ces cylindres en chambres supérieures 11, 12 et en chambres inférieures 13, 14. Ces chambres sont reliées entre elles par des conduites 19 et 20, une chambre supérieure à une chambre inférieure et une chambre inférieure à Vautre chambre su périeure. Les volumes intérieurs des chambres correspondantes sont conçus de manière à être égaux. Les deux conduites 19 et 20 sont reliés par des clapets de retenue 17 et 18 à une pompe dtalimen- tation en huile 15. Pendant le fonctionnement, lorsque le moteur est mis en fonctionnement, l'huile est refoulée de la pompe 25 par le distributeur 26 et le tuyau 28 dans les chambres supé rieures des cylindres de compression 1 et 2 dont les tiges de piston 21 et 22 sont abaissées afin de former à la presse une ébauche en fer, placée sur un plateau inférieur 24. Lorsque l'opération de formation à la presse est terminée, l'huile est introduite dans les chambres inférieures des cylindres de compression 1 et 2 par le distributeur 26 dont la position est inversée. En conséquence, les tiges de piston 21 et 22 sont levées ainsi que le plateau de compression ou plateau supérieur 23. D'autre part, l'huile comprimée par la pompe 15 est refoulée par le tuyau 16, les clapets de retenue 17 et 18 et les conduites 19 et 20 dans les chambres des cylindres d'équilibrage de pression 3 et 4. Dans ces conditions, lorsque l'opération de formage à la presse est effectuée d'une façon normale par les plateaux supérieur et inférieur, c'est-à-dire lorsqu'une pièce est disposée sous le plateau supérieur, symétriquement par rapport à son centre, l'huile de la chambre supérieure 11 du cylindre de gauche 3 est refoulée dans la chambre inférieure 14 du cylindre de droite 4, tandis que l'huile de la chambre supérieure 12 du cylindre de droite 14 est refoulée dans la chambre inférieure 13 du cylindre de gauche 3.En conséquence, aussi longtemps que le débit, la résistance offerte au fluide et la vitesse d'écoulement sont maintenus égaux, le plateau supérieur ou de compression 23 est maintenu en équilibre, c'est-à-dire qu'il ne subit aucune inclinaison. On suppose que, pendant une opération de formage à la presse, une charge ou pièce est placée sous le plateau supérieur, mais immédiatement en-dessous de l'un des cylindres d'équilibrage et qu'il n'y a aucune charge sous le plateau supérieur, en-dessous de l'autre cylindre d'équilibrage. Dans ce cas, la tige de piston de ce dernier cylindre a tendance à etre abaissée avant l'autre. A ce moment, l'huile qui se trouve dans la chambre inférieure du deuxième cylindre d'équilibrage qui ne subit aucune charge, est refoulée dans la chambre supérieure du cylindre d'équilibrage qui subit la charge décentrée, de sorte que le piston du premier cylindre subit une pression supplémentaire si bien que la pression qui s'exerce sur lui est égale à celle qui s'exerce sur le piston du deuxième cylindre d'équilibrage. De plus, afin d'améliorer la réponse ou la sensibilité d'un cylindre d'équilibrage à une telle charge décentrée et en meme temps afin d'éviter l'erreur de commande due à la compressibilité de l'huile, l'huile qui se trouve dans les cylindres d'équilibrage peut etre comprimée jusqu'à une valeur prédéterminée correspondant à la pression qui doit régner dans les cylindres de compression. La figure 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention qui comprend deux pompes, deux cylindres de compression et deux cylindres d'équilibrage. Tous les cylindres sont disposés séparément en ce qui concerne leurs emplacements. Sur le dessin, les cylindres de compression 101 et 102 et les cylindres d'équilibrage 103 et 104 sont disposés de manière que chaque paire comprenant un cylindre de compression et un cylindre d'équilibrage soit disposée parallèlement à l'autre, chacune sur un côté d'une presse. les pistons 107, 108, 109 et 110 sont disposés dans chaque cylindre et des tiges de piston 105, 106, 121 et 122 sont reliées chacune par une extrémité au plateau de compression ou plateau supérieur 123 afin de fonctionner en synchronisme.Les chambres supérieure et inférieure de chaque cylindre de compression, 101 et 102, sont séparées par les pistons 107 ou 108 et sont reliées l'une à l'autre par des conduites 128 et 127 de la manière représentée. Ces conauites sont reliées à un distributeur 126 qui, à son tour, est relié à une pompe 125 d'alimentation en huile. Les chambres supérieures 111 et 112 et les chambres inférieures 113 et 114 des cylindres d'équilibrage 103 et 104 sont séparées respectivement par des pistons 109 et 110 et sont respectivement reliées l'une à l'autre par des conduites 119 et 120, c'est-à-dire qu'une chambre supérieure est reliée à une autre chambre inférieure et une chambre inférieure à une autre chambre supérieure, de telle sorte que les chambres correspondantes peuvent avoir des volumes intérieurs égaux. Les conduites 119 et 120 sont reliées par des clapets de retenue 117, 118 et une conduite 116 à une pompe 115 d'alimentation en huile. Pendant le fonctionnement, lorsque le moteur est mis en marche, l'huile comprimée est refoulée de la pompe 125 par le distributeur 126 et la conduite 128 dans les chambres supérieures des cylindres de compression 101 et 102 de manière à abaisser les tiges de piston 105 et 106 de sorte que le pla teau supérieur ou plateau de compression 123 est abaissé afin de former par pressage une ébauche de fer placée sur le plateau inférieur de la presse. A la fin de l'opération de formage à la presse, l'huile est refoulée dans les chambres inférieures des cylindres de compression 101 et 102 par le distributeur 126 dont la position est inversée, de manière à lever les tiges de piston 105 et 106 et, de ce fait, le plateau supérieur. D'autre part, l'huile comprimée par la pompe 11D est destinée à être refoulée par la conduite 116, les clapets de retenue 117, 118 et les conduites 119, 120 dans les chambres de chacun des cylindres d'équilibrage 103 et 104. Dans ces conditions, lorsque l'opération de formage à la presse est effectuée dans des conditions normales par les plateaux supérieur et inférieur, c'est-à-dire qu'une pièce est placée sur le plateau inférieur, symétriquement par rapport à son centre, l'huile qui se trouve dans la chambre supérieure 111 du cylindre de gauche 103 est refoulée dans la chambre inférieure 114 du cylindre de droite 104, tandis que l'huile qui se trouve dans la chambre supérieure 112 du cylindre de droite 104 est refoulée dans la chambre inférieure 113 du cylindre de gauche 1o3. En conséquence, pour autant que le débit, la résistance offerte au fluide et la vitesse d'écoulement sont maintenus égaux, le plateau de compression ou plateau supérieur 127 est maintenu en équilibre, c'està-dire qu'il ne subit aucune inclinaison. Si, pendant l'opération de formage à la presse, une charge ou pièce est placée sous le plateau supérieur, mais immédiatement en-dessous de l'un des cylindres d'équilibrage, il se produit, la meme compensation que celle qui a été décrite en liaison avec la forme de réalisation de la figure 1. Dans cette forme de réalisation, deux paires de cylindres de compression et de cylindres d'équilibrage sont disposées sur les côtés opposés de la presse, une paire de chaque côté, mais les cylindres de compression et les cylindres d'équilibrage sont disposés séparément, de sorte qu'il est possible d'utiliser des tiges de piston dont la course estrelati- vement Suslongue et qu'il est possible de disposer les cylindres à un niveau plus élevé. La synchronisation du fonctionnement des tiges de piston peut être effectuée par le dispositif décrit plus haut. Cette forme de réalisation comprend une pompe supplémentaire qui alimente indépendamment chaque chambre des cylindres d'équilibrage 109 et 110 de manière à accroître, en cas de besoin la sensibilité de ceux-ci vis-à-vis d'une charge décentrée imposée au plateau supérieur d'une presse. La figure 3 représente une autre forme de réalisation de l'invention, plus élaborée en comparaison avec les modes de réalisation des figures 1 et 2. Un cylindre hydraulique 201 est disposé au centre de la presse. Deux cylindres d'équilibrage des pressions 202 et 203, de meme type, sont disposés sur ses côtés opposés. Les tiges de piston 204, 205 et 206 des cylindres précités sont reliées à un plateau de compression ou plateau supérieur 207 de manière à fonctionner d'une façon équilibrée. Les surfaces des pistons 216 et 217 qui subissent la pression dans les cylindres 202 et 203 sont conçues de manière à ne pas être inférieures à la moitié de la surface du piston 208 du cylindre principal 201 qui subit la pression. La chambre supérieure 209 et la chambre inférieure 210 du cylindre principal 201 sont séparées par le piston 208.Elles sont reliées par des conduites 212 et 213 à un distributeur principal 211. Les chambres supérieures et inférieures 218, 220 et 219, 221 des cylindres d'équilibrage disposées sur les cOtés opposés de la presse sont séparées par les pistons 216 et 217 respectivement. La chambre supérieure 218 d'un cOté est reliée par une conduite 222 à la chambre inférieure 221 de l'autre côté et la chambre inférieure 219 de cet autre cOté est reliée par une conduite 223 à la chambre supérieure 220 de l'autre côté. les volumes intérieurs des chambres correspondantes sont conçus de manière à être égaux. les conduites 222 et 223 sont reliées par des clapets de retenue 224 et 225 à une conduite 226 qui est reliée par une conduite 230, sur laquelle est monté un clapet de retenue 229, à une conduite 215 reliée à une soupape de saleté 227, à un détendeur 228 et au distributeur principal 211. Un distributeur 231 est relié par des conduites 232 et 235 aux conduites 222 et 223 qui relient les chambres des cylindres d'équilibrage l'une à l'autre, de la manière indiquée plus haut.L'installation comprend, de plus, deux cylindres 236 et 237 de compression de l'huile. La chambre supérieure du cylindre 236 est reliée à la conduite 222 et la chambre inférieure du cylindre 237 est reliée à la conduite 223. De plus, la chambre inférieure du cylindre 236 est reliée par une conduite 238 à la chambre supérieure du cylindre 237, tandis que la chambre supérieure du cylindre principal 201 est reliée par une conduite 239 à la conduite 238. Lorsque le moteur 255 est mis en marche, l'huile comprimée par la pompe 214 est refoulée par le tuyau 215, le distributeur principal 211 et le tuyau 213 dans la chambre supérieure du cylindre principal 201 afin d'abaisser la tige de piston 204 et de faire descendre le plateau de compression ou plateau supérieur 207 de manière à former à la presse une ébauche de fer placée sur le plateau inférieur 234. A la fin de l'o- pération de formage à la presse, l'huile est refoulée par une conduite 212 dans la chambre inférieure 210 du cylindre principal par le distributeur principal 211 dont la position est inversée, de sorte que le piston 208 est levé avec le plateau de compression 207. Pendant cette opération, lorsqu'une charge régulière s'exerce sur les plateaux au cours du mouvement de formage du plateau supérieur, l'huile qui se trouve dans la chambre inférieure 219 ou 221 de l'un des cylindres d'équilibrage s 'é- coule, de la meme manière, dans la chambre supérieure 218 ou 220 de l'autre cylindre d'équilibrage. son conséquence, le plateau de compression peut etre maintenu horizontal tant que le débit, la résistance offerte au fluide et la vitesse d'écoulement sont maintenus constants. On suppose que, pendant l'opération de formage à la presse, une charge ou pièce est placée sous le plateau supérieur mais immédiatement en-dessous de l'un des pistons d'équilibrage, tandis qu'aucune charge n'est exercée sur le plateau supérieur immédiatement en-dessous de l'autre cylindre d'équilibrage. Dans ce cas, la tige de piston 206 du premier cylindre d'équilibrage 203 tend à être abaissée avant la tige de piston de l'autre cylindre d'équilibrage. Cependant, le mouvement du piston 217 peut etre réglé, car l'huile de la chambre inférieure 221 est refoulée dans la chambre supérieure 218 du premier cylindre 203 de manière à y introduire la pression accrue de la chambre inférieure 221 et atteindre ainsi un état d'équilibre. Par une manipulation du distributeur 211, l'huile peut être refoulée par les conduites 213 et 239 vers le cylindre de compression principal 201 et les cylindres de compression 256 et 237. Les tiges de piston 204, 205 et 206 des cylindres 201, 202 et 203 sont alors abaissées simultanément de manière à provoquer une compression uniforme de l'huile dans les chambres inférieures 219 et 221 des cylindres d'équilibrage 202 et 203. Comme on l'a indiqué plus haut, lorsqu'unie charge décentrée s'exerce sur l'un des cylindres d'équilibrage 202 et que, cependant, aucune charge n'est exercée sur l'autre cylindre d'équilibrage 203, l'huile de la chambre iniérieure 221 est refoulée dans la chambre supérieure 218 de l'autre cylindre d'équilibrage 202. I1 convient de noter, cependant, que dans ce mode de réalisation, du fait des cylindres de compression 236 et 237, l'huile qui se trouve dans les cylindres d'équilibrage 202 et 205 peut être comprimée à la même pression que dans le cylindre de compression principal 201. Cette disposition permet un équilibre plus précis du plateau supérieur d'une presse qui ne subit aucune inclinaison et qui, de ce fait, ne présente aucun incident ou défaut de fonctionnement, de forte qu'il ne nécessite aucune main d'oeuvre expérimentée alors que le rendement de son fonctionnement est accru. Bien qu'on ait décrit ci-dessus des formes de réalisation préférées de la présente invention, il va de soi que les spécialistes pourront lear apporter des alitions, des modifications et des changements sans sortir du cadre de l'invention. REvENDICATIONS 1. Dispositif d'équilibrae des pressions, destiné à une presse hydraulique comprenant plusieurs cylindres, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins un cylindre de compression et un nombre pair de cylindres d'équilibrage des pressions, les chambres supérieure et inférieure de l'un de ces ces cylindres d'équilibrage étant en communication avec les chambres supérieure et inférieure correspondantes d'un autre cylindre d'éouilibrage, de manière que la chambre supérieure du premier cylindre soit reliée à la chambre inférieure du deuxième cylindre, et vice versa. 2. Dispositif d'équilibrage des pressions suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres de comyression et les cylindres a'équilibrage sont réalisés par paires, chacune d'une seule pièce, le circuit formé par les cylindres d'équilibrage étant fermé et l'huile qu'il contient étant comprimée au préalable jusqu'à une pression de valeur donnée. ). dispositif d'équilibrage des pressions suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres de compression et les cylindres d'équilibrage sont réalisés séparément, l'huile que contient chaque cylindre d'équilibrage pouvant être comprimée par une pompe séparée reliée auxdits cylindres d'équilibrage plutôt que par la pompe cui constitue la source de pression d'une presse. 4. dispositif d'équilibrage des pressions suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des cylindres de compression de l'huile sont montés, respectivement, entre les cylindres de compression et les cylindres d'équilibrage de sorte que la pression de l'huile dans les cylindres d'équilibrage peut être maintenue à une valeur égale à celle qui règne dans les cylindres de compression.