Brevet FR2224656A1 — publié le 19741031

L'invention se rapporte a un dispositif amortisseur pour installation hydrauliaue avec vérin à déplacemient alterné du type de ceux utilisés dans les machines-outils pour commander les déplacements d'une table de travail0 Elle se rapporte plus particulièrement aux installations comportant un vcfln hydraulique à double effet ,dont chacune des chambres est reliée par une canalnsation à un distributeur,raccordé lui-m#me par deux canalisations à un réservoir et à une pompe hydraulique non représentée. Les dispositifs hydrauliques et techniques utilisés actuellement pour engendrer dans un mouvement alternatif commandé par un vérin, la décélération du déplauement dans un sens d'un organe, l'arrêt et l'inversion du sens de ce déplacement ne permettent pas d'obtenir des fonctions sans à-coups . En conséquence,ils ne permettent pas d'avoir dans l'ensemble du circuit hydraulique, aucune surpression,m#me instantanée,cette dernière étant liée étroiterent à la consommation effective de l'huile produite par la pompe hydraulique. En effet,comme représenté sur la figure 1 annexée,montrant le cycle d'une table de travail d'une machine-outil,dont le déplacement de travail est représenté par la lettre C, lorsque les moyens de commande passent dans leur position de décélération l'énergie cinétique de l'organe en déplacement donne naissance à une surpression instantanée PI qui devient nulle à l'arrêt de l'organe. De m#me,dans la phase de démarrage en sens inverse, l'accélération de l'organe donne naissance à une surpression instantanée P20Ces deux surpressions entratnert des à-coups dans le fonctionnement général de l'installation,mais aussi dans celui de la pompe dont une partie du débit n'est pas utilisée. La présente invention a pour but de fournir un dispositif amortisseur qui remédie à ces inconvénients et permette de diriger au bac l'excédent d'huile produit au moment de l'inversion du .mouvement alternatif et,en conséquence,supprime tout à-coupO Ce dispositif est constitué par un cylindre étanche,fermé par deux fonds,par un piston monté libre en translation dans ce dernier et délimitant dans celui-ci deux chambres indépendantes, par deux ressorts de rappel disposés chacun dans une chambre et prenant appui par l'une de leurs extrémités sur le piston et par leur autre extrémité,sur le fond correspondant du cylindre, et par deux canalisations reliant,chacune,l'une des chambres précitées à une des canalisations allant du vérin au distributeur. linsi,lorsque le vérin est déplacé dans un sens,sa chambre recevant le débit d'huile de la pompe,est à la même pression que la chambre correspondante du cylindre amortisseur dont le piston est déplacé jusqu'à une position d'équilibre dans laquelle le ressort contre lequel il s'appuie fournit un effort égal à celui exercé par la pression agissant sur l'autre face du piston.Au moment de l'inversion,consistant à inverser le sens de l'alimenstation du vérin,la chambre du cylindre amortisseur qui était précédemment sous pression,est reliée au bac,tandis que l'antre chambre de ce cylindre est amenée à la même pression que la chambre du cylindre du vérin qui vient d'eAtre reliée à la pompe.Il en résulte que le débit d'huile,engendré par la pompe,déplace le piston du cylindre amortisseur qui vide peu à peu la chambre reliée au bac. Ce déplacement permet d'obtenir une mise sous pression progressive de la chambre du vérin reliée à la pompe et,en conséquence,un démarrage lent du mouvement de l'prgane à déplacer. Il apparat que la totalité de l'huile excédentaire produite par la pompe est absorbée alternativement par les chambres du cylindre amortisseursce qui permet d'utiliser au maximum les caractéristiques de la pompe. Dans une forme d'exécution de l'inventionschacune des deux canalisations aboutissant aux chambres du cylindre amortisseur, est munie d'un robinet d'isolement De ce fait,si besoin est,il est possible de faire fonctionner le vérin sans ce dispositif d'amortisseur, Avantageusement,le cylindre du dispositif amortisseur est prolongé au-delà de l'un de ses fonds par une enveloppe cylindrique avec un fond complémentaire délimitant une chambre à 1'in- térieur de laquelle est disposée un piston avec un ressort de rappel taré,cette chambre étant raccordée,par des canaux et canalisations avec robinet d'isolement et en amont du distributeur, avec une canalisation raccordée à la pompe hydraulique. Ce dispositif a pour but d'absorber les éventuelles surpressions pouvant se produire entre la pompe et le distributeur dans les phases d'inversion de sens du vérin. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit,en référence au dessin schématique annexé,reprédentant à titre d'exemple non limitatif,une forme d'exécution de ce dispositif: Figures 2 et 3 sont des vues schématiques du dispositif selon l'invention,le montrant dans ses deux positions d'inver sion de sens;; Figure 4 est une vue en coupe selon 4-4 de figure 3O Sur ces figures,2 désigne un vérin hydraulique à double effet,comportant un piston j mobile dans un cylindre 4 dans lequel il délimite deux chambressrespectívement ja et 5b. Chacune de ces chambres est reliée par une canalisation ,respectivement 6a et 6b,à un distributeur hydraulique 2 lui-même relié par une canalisation 8 à un bac de retour 9 et par une canalisation 10 à une pompe hydraulique non représentée0 Selon l'invention,cette installation comporte également un dispositif amortisseur quisdésigné de façon générale par 12,est constitué par un cylindre 13 fermé par deux fonds 14 et 15 et à l'intérieur duquel est disposé un piston libre 16,ct-est-à-dire monté libre en translation dans ce cylindre. Ce piston délimitE à l'intérieur du cylindre précité deux chambres respectivement 17a et 17b raccordées chacune par des canaux 18a et 18b et par des canalisations 19a et 19b aux canalisations 6a et 6b reliant le vérin 2 au distributeur 2. De plus,chacune des chambres 17a et 17b contient un ressort taré 20a,20b dont l'une des extrémités prend appui sur le piston 16 tandis que l'autre extrémité prend son appui sur le fond correspondant du dispositif 12. Lorsque le distributeur est dans la position représentée à la figure 2,le débit de la pompe est envoyé,par l'intermédiaire de la canalisation 6b,dans la chambre 5b du cylindre 4 du vérin et,par la canalisation 19b,dans la chambre 17b du dispositif amortisseur 12. ne débit de fluide hydraulique entratne le déplacement du piston 3 du vérin dans le sens de la flèche 22 de figure 2. En raison de la résistance opposée par ltorgane de travail~au déplacement du piston 3,il se crée dans la chambre une pression qui,par la canalisation 19b,s'applique également dans la chambre 17b. Sous l'action de cette pression,le piston libre 16 du dispositif amortisseur est déplacé également dans le sens de la flèche 23 jusqu'à ce qu'il parvienne à une position d'équilibre,position dans laquelle l'effort exercé sur lui par le ressort 20a équilibre l'effort qui est appliqué sur son autre face par la pression, Au moment de l'invers5on,le distributeur 2 prend la position représentée à la figure 3,position dans laquelle la chambre 5a du vérin 2 est reliée à la pompe,tandis que la chambre 5b est reliée au bac 9.Simultanément,la chambre 17a du dispositif amortisseur 12 qui,jusqu 1alors était reliée au bac,est maintenant reliée à la pompe tandis que la chambre 17b est reliée au balle débit d'huile provenant de la pompe communique au piston 16 un déplacement ,dans le sens de la flèche 25 de figure 3,avant que le piston 5 du vérin ne soit déplacé.Sous l'action de ce déplacement du piston 16,1'huile contenue dans la chambre 17b est progressivement renvoyée au réservoir,jusqu a ce que le ressort 20b équilibre l'effort communiqué à ce piston par la pression. il apparatt que le dispositif amortisseur 12 permet d'assurer une mise sous pression progressive de la chambre Sa du vérin 2 et,en conséquence,permet d'obtenir un démarrage progressif et lent du mouvement en sens inverse du piston 3. De plus,la totalité du débit excédentaire produit par la pompe,lors du démarrage en sens inverse du piston 3 et du vérin 2,est absorbée par le dispositif amortisseur I2,#e qui évite la formation d'à-coups et permet d'utiliser la pompe à son meilleur rendemente Bien entendu,le dispositif d'amortisseur 12 fonctionne de la meme façon lorsque le piston se déplaçant dans le sens de la flèche 26 de figure 3,arrive en fin de course et est soumis à une inversion de sens. Â#antageusement,le cylindre 13 est prolongé au-delà de son fond 15 par un cylindre 30 avec un fond complémentaire 32. À l'intérieur du volume délimité par le cylindre 30,le fond 15 et le fond 32,est disposé un piston mobile 33 délimitant deux chambres 34a et 34b.La chambre 34a est reliée par des canaux 35 et une canalisation 36 à la canalisation 10 amenant le débit de la pompe hydraulique,et cela en amont du distributeur 2. #tifin,la chambre 34b sert de logement à un ressort de rappel 22 prenant appui sur le fond 32 et sur le piston 53. Ce dispositif d'amortisseur fonctionne à la façon d'un accumulateur et a pour but d'absorber les éventuelles surpressions pouvant se produire, entre la pompe hydraulique et le distributeur 7,dans les canalisations d'amenée de l'huile. Dans une forme de réalisation particulière,les fonds 14 et 15 du dispositif amortisseur 12 servent de palier à une tige cylindrique 38 traversant de part en part et avec étanchéité ce dispositif. Il est à noter que dans cette forme d'exécution, cette tige est disposée coaxialement à l'axe longitudinal du piston libre 16 dont elle assure également le guidage en translation, conjointement avec la face intérieure du cylindre 130 Les canaux 18a,18b et 35 sont disposés de façon à déboucher dans les alésages figure 4),ménagés dans les fonds pour le passage de la tige 38 précitée. En outre,la tige comporte au niveau de chacun des canaux précités,un usinage 40 lui donnant la forme du tournant d'un robinet dont le boisseau est constitué par l'alésage 39 correspondant. il en résulte qu'en faisant pivoter la tige 38 de 900 il est possible d'isoler chacun des canaux 18a , 18b et 35, des canalisations avec lesquelles ils sont raccordés et ainsi d'annulai les effets du dispositif amortisseur 12 et du dispositif complémentaire 30 sur le fonctionnement du vérin 20 Comme il va de soi,l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif qui a été décrit ci-dessus à titre d'exemple non limitatif;elle en embrasse,au contraire, toutes les variantes de réalisation portant sur des moyens équi valent s. -RE:VE##DI CÂ#PI ONS- 1-Dispositif amortisseur pour installation hydraulique avec vérin à déplacement alterné du type de celles comportant un vérin hydraulique à double effet dont chacune des chambres est re flée par une canalisation à un distributeur,raccordé lui-même à un réservoir et à une pompe hydraulique,caractérîsé en ce qu'il est constitué par un cylindre étanche,fermé par deux fonds,par un piston monté libre en translation dans ce dernier et délimitant dans celui-ci deux chambres indépendantes,par deux ressorts de rappel disposés chacun dans une chambre et prenant appui par l'une de leurs extrémités sur le piston et par leur autre extrémité,sur le fond correspondant du cylindre,et par deux canalisations reliant,chacune,l'une des chambres précitées à une des canalisations allant du vérin au distributeur, 2-Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que chacune des canalisations aboutissant aux chambres du cylindre est munie d'un robinet d'isolement. 3-Dispositif selon l'ensemble des revendications I et 2,caractérisé en ce que les robinets d'isolement des chambres du cylindre sont constitués par deux tournants ménagés sur une tige cylindrique traversant longitudinalement de part en part et avec possibilité de rotation le cylindre et le piston, et par des boisseaux ménagés dans le corps du cylindre,dans la trajectoire des canaux mettant en Communication les chambres de ce cylindre avec les canalisations correspondantes aboutissant à ce dernier0 4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cylindre du dispositif amortisseur est prolongé au-delà de l'un de ses fonds par une enveloppe cylindrique avec un fond complémentaire délimitant une chambre à l'intérieur de laquelle est disposé un piston avec un ressort de rappel taré,cette chambre étant raccordée,par des canaux et canalisations avec robinet d'isolement et en amont du distributeur, avec une canalisation raccordée à la pompe hydraulique ~