Brevet FR2148309A1 — publié le 19730311

L'invention concerne un cylindre de travail hydraulique à cylindre de travail, avec vitesse rapide et course de travail à force, contenant un piston de course rapide de petite section transversale, et un piston de travail de grande section transversale, accouplé au premier, ce second piston possédant un orifice de passage avec un corps obturateur, placé sous 1' effet de l'huile sous pression, qui actionne le piston à course rapide, qui est amenée, à travers un canal, dans la tige de piston sur le coté entraînement. Le corps obturateur et le piston de travail sont alors constitués, avec interposition d'au moins un ressort, comme une soupape qui se ferme en dépendance de la pression, la chambre de pression du piston de travail étant, en outreS en communication avec l'amenée d'huile sous pression par l'intermédiaire d'une soupape de connexion. Dans un cylindre de travail de ce genre, tel que celui décrit par exemple dans le modèle d'utilité allemand 6 947 895, la course de retour du piston s'effectue également à la vitesse rapide. Ceci signifie que la force de rappel en arrière est faible. Cette disposition est suffisante et satisfaisante pour de nombreux cas d'emfloi, tels que, par exemple, pour l'estampage et le découpage de petites pièces de tôle. Cependant, dans de nombreux cas, il est nécessaire de disposer, au début de la course de retour en arrière, d'une force plus grande, afin que l'outil de travail qui est relié à la tige de piston puisse être séparé de l'objet qui a été travaillé. Ceci est le cas, par exemple, dans le cas d'opérations d'emboutissage. La présente invention a pour but de réaliser un cylindre de travail du genre cité au début, avec une augmentation de dépense de construction, la plus faible possible, tel que, la force de retour en arrière du piston, au début de la course de retour de celui-ci, soit nettement plus grande que dans le reste de la course de retour, avec une vitesse plus lente, en correspondance, de ce déplacement de retour. Le cylindre de travail de l'invention est caractérisé en ce que, dans le corps obturateur, est disposé un piston auxiliaire chargé par ressort, qui est en communication avec la chambre de pression du piston de travail, et qui, lors de son arrivée dans une seconde position d'extrémité, bloque le ressort qui charge le corps obturateur, un organe d'étranglement de fluide étant prévu, qui, lors du déplacement du piston auxiliaire, pour la production d'une force de rappel du piston augmentée au début, étrangle le flux de sortie de huile hydraulique lors de la course de retour du piston de travail. Grâce à la solution proposée par l'invention, il n'est exigé, du point de vue de construction, qu'une faible dépense supplémentaire, par rapport aux cylindres de travail, qui ne présentent pas de force majorée pour le retour du piston. Ife piston auxiliaire peut bloquer mécaniquement directement le ressort qui charge le corps obturateur. Dans un mode de réalisation avantageux, cette action est réalisée par voie hydraulique. Pour cela, le ressort qui charge le corps obturateur est enfermé, de manière analogue à celle de 1' exemple de réalisation du modèle d'utilité 6 947 895, dans une chambre constituée comme un carter de ressort, de la tige de piston du côté entraîné, chambre qui possède une liaison vers la chambre de compression, côté sortie, du piston de travail, qui est fermée par le piston auxiliaire, pour le retour en arrière avec force de rappel accrue. De cette manière, il ne peut plus se produire d'usure mécanique directe d'une pièce qui participerait au processus de blocage. Suivant une autre réalisation de l'invention, l'organe d'étranglement forme une seule unité de construction avec le cylindre de travail. Il en résulte une liaison aussi rigide que possible et de faible encombrement entre le piston auxiliaire et l'organe d'étranglement. Ceci est avantageux parce que le piston auxiliaire, dans son passage de la position de blocage à l'autre position d'extrémité, ne déplace qu'une faible quantité d'huile, et dans le cas d'une liaison élastique, pourrait s'ouvrir vers 1' organe d'étranglement, bien que celui-ci se trouve en fonctionnement. La description se rapporte à des modes de réalisation du dispositif de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 montre le cylindre de travail conforme à l'invention dans sa position pour la course rapide ; la figure 2 montre le cylindre de la figure i dans la position avec force de retour de piston accrue, avec commande de cette force en dépendance de la course, et la figure 3 montre le cylindre de travail suivant la figure 4, dans la position pour une force de retour de piston accrue avec commande de cette force en dépendance de la pression. Le cylindre de travail 1 avec l'orifice d'échappenent 2 possède sur son coté frontal de droite un orifice d1 entrée 3 cour 11 huile de pression. et un perçage d' & ent pour lfair 4 Dans le cylindre 1 coulisse le piston 5. Il forme une seule unité de construction avec la tige de piston côté sortie 6, et la tige de piston côté entraînement 7. La tigre de piston 6 est pourvue d'un joint étanche en 8 et la tige de piston 7 d'un joint étanche en 9.La garniture d'étanchéité en 8 a une plus petite section tans- versale que la garniture d'étanchéité 9o La tige de piston du côté sortie 6 contient un ressort 10 monté dans un boîtier 11. Le ressort 10 s'appuie contre un corps obturateur 12 en forme de rouleau, qui s'étend concentriquement à un perçage central de piston 13 et qui est pourvu ici d'une partie moyenne rétrécie à la manière a'une haltère. Le piston 5 possède à sa transition vers les tiges de piston, des courDnnes d'orifices de passage 14. La partie de gauche du corps obturateur 12 peut glisser librement dans une partie élargie du boitier de ressort 11. L'extré*mité de droite 15 du corps obturateur 12 glisse dans la charge creuse 16 de la tige de piston côté entraînement 7. Celleci est à garniture étanche, en plus du point 9, encore en 17. A travers cette chambre 16, Ithuile de pression amenée à travers l'orifice 3 est dirigée vers l'extrémité de droite 15 du corps obturateur. La section transversale de la tige de piston côté entrainement dans la garniture d'étanchéité 17 constitue le piston à course rapide. Dar Z le corps obturateur 12 se trouve au centre, uncanal 18 avec un ressort 19 et lf' piston auxiliaire 20. Dans l'extrémité de gauche du corps obturateur 12, le canal 18 présente des orifices de aébordereent 21 et 22, tandis qu'à l'extrémité de droite sont prévus les orifices 23. Autour du corps obturateur avec les orifices 23, sont disposés des canaux de débordement 24. Le piston auxiliaire est limité vers la droite, dans sa position représentée dans la figure 1 pEr un butée -non représentée-. Pour le fonctionnement du cylindre de travail, il est prévu une alimentation en huile sous pression, ainsi qu'un dispositif de commande connu en soi. L'alimentation en huile sous pression n'est pas représentée pour des buts de simplicité. Le dispositif de commande, par exemple une commande à relais, sera décrit dans la suite, dans la mesure où il contribue à la solution du problème de l'invention0 Le mode de fonctionnement pour la course rapide et la course à force est le suivant Si de l'huile sous pression est amenée à travers l'orifice d'introduction 3, elle agit sur le diamètre de garniture étanche 17 comme piston à course rapide.Dans ce cas, 1 ensemble du système, c'est-à-dire la tige de piston 6, le piston de travail 5, et la tige de piston 7 est déplacé vers la gauche en course rapide, jusqu'à ce que l'extrémité de gauche de la tige de piston 6 supporte une résistance de travail. Jusque là, seules les résistances de frotte ment des diverses garnitures dlétanchéité sont à vaincre. En consé- quence, dans la chambre 16, il ne peut s'établir qutune pression relativement faible0 Dès que la tige de piston 6 s'appuie contre la résistance de travail, la pression dans la chambre 16 s'élève. A partir d'une valeur déterminée, cette pression est suffisante pour, en agissant sur la face frontale de l'extrémité de droite 15 du coulisseau obturateur 12, déplacer l'ensemble du corps obturateur 12 vers la gauche contre la force du ressort 10.L'extrémité de droite 15 agit ainsi comme piston d'entrainement pour le déplacement du corps obturateur 12e Au cours de ce processus, le corps obturateur 12, en prise avec le passage de traversée du piston 13, ferme le passage central. Dès que les pièces 12 et 13 viennent en prise, la pièce 15 est déplacée vers la gauche suffisamment loin pour qu' elle libère les canaux de débordement 24. A travers ces canaux, l'huile sous pression peut maintenant passer de la chambre 16 à travers les orifices 14 dans la chambre de travail côté entraînement du cylindre de travail, de sorte que la pression hydraulique puisse agir sur la surface totale du piston de travail 5. La pression hydraulique agit alors également sur la face frontale de droite du corps obturateur 12 et applique celui-ci fermement sur son siège. En tous cas, l'huile sous pression peut déborder hors du boîtier de ressort 11, à travers les canaux 21 et 22 et les orifices 14, dans la chambre de piston côté sortie du piston, et s'évacuer par l'orifice de sortie 2.La liberté de déplacement du corps obturateur 12 n'est pas bloquée ainsi à partir du boîtier de ressort 11. Le mode de travail décrit se rapportait à la course rapide et à la course de travail. Le piston auxiliaire 20 est alors poussé pour fermeture dans la position extrême seulement par la pression hydraulique, qui règne dans la chambre 16, qui croit entretemps à des valeurs assez élevées, position dans laquelle le piston ferme les canaux 22. Le boîtier de ressort 11 est ainsi également fermé et le corps obturateur est ainsi bloqué. La figure 2 montre la position du cylindre de travail après la course de force complète Le mandrin d'emboutissage 25 doit, par exemple, être dégagé de l'objet fabriqué 26, ce pour quoi une force de rappel accrue est nécessaire au début. Cette force de rappel accrue est produite par le fait qu'on empêche que le corps obturateur 12 soit repoussé par le ressort 10 vers la droite hors de l'ori- fice central de passage du piston 13. Pour atteindre cela, il est nécessaire d'empêcher que le piston auxiliaire 20 se déplace vers la droite et libère les canaux 21 et 22. Ceci est assuré par une installation de commande avec organe d'étranglement, telle qu'elle est représentée dans la figure 2 en supplément à la figure 1. Le dispositif de commande se compose ici d'une came 27, qui actionne un contact 28.Celui-ci, qui, dans la pratique, peut bien entendu être aussi bien un contacteur à induction, photo-électrique ou, de toute façon, indirect, est relié avec la bobine excitatrice de la soupape magnétique 29. Celle-ci est montée en parallèle avec une soupape de chute de pression 30. Les deux soupapes sont situées dans la parcours de liaison entre 11 orifice de raccordement 3 et un réservoir d'approvisionnement en fluide sous pression 31. Pour assurer la course de retour, avec une force de départ accrue, le fluide de pression est amené à travers l'orifice de raccordement 2 suivant la flèche 32. L'orifice 3 sert maintenant d'évacuation de fluide de pression. Un peu avant que soit atteinte la position extrême de l'outil 25, le contact 28 est fermé par la came 27. Il en résulte que la soupape magnétique 29 est excitée et, en conséquence, commutée sur l'interruption de circuit. Après commutation du reste de l'installation de commande sur la course de retour du piston, la soupape de chute de pression 30 se trouve maintenant entre l'orifice d'échappement 3 et le réservoir 31.Il en résulte que l'approvisionnement de fluide de pression dans la chambre 16 est empêché de s'échapper. Etant donné qu'il existe maintenant une communication entre la chambre 16, à travers les canaux 24 et 23, et la face frontale de droite du piston auxiliaire 20, on obtient que ce dernier soit maintenu dans sa position extrême de gauche. L'huile sous pression qui est amenée à travers l'orifice 2, qui effectue la course de retour du piston, agit donc sur la totalité de la surface de gauche du piston de travail 5. Il en résulte que celui-ci est déplacé vers la droite avec une force de rappel élevée correspondante. Ceci se produit jusqu'à ce que la came de connexion 27, au cours de ce déplacement, ouvre le contact 28. Maintenant la soupape magnétique 29 ne reçoit plus de courant et elle est commutée sur l'écoulement libre à travers elle. L'huile sous pression peut maintenant s'écouler hors de la chambre 16, à travers l'orifice de raccordement 3 et la soupape magnétique 29, sans résistance, dans le réservoir d'approvisionnement 31 En conséquence, le ressort 19 peut déplacer maintenant le piston auxiliaire 20 vers la droite, de sorte que les canaux 21 et 22 sont ouverts. le ressort 10 peut à présent déplacer, sans résistance, le corps obturateur 12 vers la droite jusqu'à ce qu'il ait atteint sa position extrême de droite.Ainsi, à travers les orifices 14, est libérée une voie d'écoulement entre les deux chambres de travail du piston de travail 5. Du fait que maintenant, comme il a été dit plus haut, le diamètre de l'étanchéité en 9 est plus grand que celui en 8, l'ensemble du système est déplacé d'après le principe du piston plongeur, avec une vitesse rapide, vers la droite, jusque dans sa position de départ. Dans la figure 3, il est prévu, pour la commande des soupapes 29 et 30, au lieu de l'organe de connexion dépendant de la course 27, 28, une installation indépendante de la course. Celle-ci se compose du contacteur de pression 33 et du contacteur temporisé 34, 35. Be contacteur de pression 33 et le contact 34 du contacteur à temps sont connectés en parallèle et sont dans le circuit d'excitation de la soupape magnétique 29.Le contacteur de pression 33 est constitué de telle manière que, danse cas d'une chute de pression au-dessous d'une valeur déterminée, il s'ouvre Le contacteur temporisé 342 35 peut être un relais avec un léger temps de retard de décrochement Le mode de fonctionnement est le suivant En même temps que l'ordre de commande pour le retour du piston, ou peuarant, la bobine excitatrice 35 est placée sous courant, de sorte que le contact 34 se ferme. Le contacteur à pression 35 est d'abord encore ouvert, car, dans la chambre raccordée à l'orifice 2, il ne règne encore aucune pression. A travers le contact 34, la soupape magnétique 29 est alors excitée, et elle est commutée sur la coupure de circuit.De cette manière, la soupape de chute de pression 30 est mise en action, de manière analogue à la figure 2. Par la pression croissante dans la chambre de cylindre à l'ori- fice 2 pour le dégagement de l'outil 25, le contacteur de pression 35 est fermé. Le retard au décrochement du contacteur temporisé 34, 35, est prévu tel que, avec la fermeture du contacteur de pression 33, ou peu après, le contacteur temporisé 34, 35 s?ouvree A travers le contacteur 33 maintenant fermé, la soupape magnétique 29 est maintenue sous courant jusqu'à ce que l'outil 25 soit séparé de sa contre-pièce et que la pression dans la chambre à l'orifice 2 soit tombée au-dessous d'une valeur pour laquelle le contacteur de pression 35 s'ouvre. Il en résulte que la soupape magnétique 29 ne reçoit plus de courant, et que, de la même manière que dans la figure 2, la course de retour du piston est réalisée avec la grande vitesse, Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications restent possibles, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention -REVENDICATIONS 1. Cylindre de travail hydraulique avec vitesse rapide et course commandée à force, du type comprenant un piston de course rapide de petite section transversale et un piston de travail de grande section accouplé au premier, ce second piston présentant un orifice de passage avec un corps obturateur placé sous 11 effet de l'huile sous pression, qui actionne le piston à course rapide, huile amenée à travers un canal dans la tige de piston, sur le côté entrainement, le corps obturateur et le piston de travail étant constitués, avec interposition d'au moins un ressort, comme une soupape qui se ferme en dépendance de la pression, la chambre de pression du piston de travail étant, en outre, en communication avec l'amenée d'huile sous pression par une soupape de connexion, cylindre caractérisé en ce que, dans. le corps obturateur, est disposé un piston auxiliaire, chargé par ressort, qui est en communication avec la chambre de pression du piston de travail, et qui, lors de son arrivée dans une seconde position d'extrémité, bloque le ressort qui charge le corps obturateur, un organe d'étranglement du fluide étant prévu qui, lors du déplacement du piston auxiliaire, pour la production d'une force de rappel du piston accrue au début, étrangle le flux de sortie de l'huile hydraulique lors de la course de retour du piston de travail. 2. Cylindre de travail suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort qui charge le corps obturateur est monté, d'une manière connue, dans une chambre, en forme de boîtier de ressort, de la tige de piston du côté sortie, laquelle possède une communication avec la chambre de pression côté sortie du piston de travail, qui, en vue d'une force accrue au début de rappel du piston, est fermée par le piston auxiliaire. 3. Cylindre de travail suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'étranglement forme, avec le cylindre de travail, une seule et meme unité de construction.