Brevet FR2341842A1 — publié le 19770916

La présente invention concerne une bielle hydraulique pour machine de distribution commandée d'une masse d'un matériau. Une machine connue de ce type comprend un cylindre d'aspiration communiquant avec une trémie d'alimentation d'un matériau et à l'intérieur duquel coulisse un piston d'aspiration, et une culasse comportant un cylindre doseur en communication avec le cylindre d'aspiration et à l'intérieur duquel un piston doseur peut se déplacer sous l'impulsion de la masse elle-même. La culasse et le piston d'aspiration sont actionnés en synchronisme par un mécanisme à bielles de manière à ce que, dans des cycles de travail successifs, des niasses de matériau de la trémie soutent aspirées et soient injectées dans le cylindre doseur, et à ce que la culasse se déplace jusqu'à ce que le cylindre doseur soit en communication avec des moyens d'extraction des masses dosées et que le cylindre doseur soit déchargé par ces moyens. Lés mécanismes à bielles utilisés jusqu'à présent pour obtenir le fonctionnement décrit se sont avérés satisfaisants dans les installations conventionnelles, mais l'augmentation progressive de la rapidité du travail des machines de distribution, résultant des augmentations de production requises, a fait apparaître de graves inconvénients, tels que des irrégularités dans la pression de compression de la masse à I' intérieur du cylindre doseur et l'apparition de bruits et d'efforts mécaniques inacceptables dans les bielles sollicitées élastiquement qui actionnent le piston d'aspiration. La présente invention a pour but d'éliminer ces inconvénients de maniera à améliorer le processus de travail, en permettant d'exercer une aspiration variable en fonction des nécessités de fabrication tout en maintenant constante la pression appliquée à la masse dosée. A cet effet, la présente invention a pour objet une bielle hydraulique pour machine de distribution commandée d'une masse d'un matériau dans laquelle un piston d'aspiration admet à l'intérieur d'un premier cylindre une quantité d'une masse d'un matériau dans une course de recul et la comprime ensuite à l'intérieur d'un cylindre doseur communiquant avec le premier cylindre, caractérisée en ce qu'elle comprend un cylindre de travail relié à l'une de ses extrémités à des organes d'entranement du piston d'aspiration et dans lequel coulisse librement un piston de travail qui définit deux chambres et dont la tige fait saillie à l'extrémité oppose du cylindre et est reliée à un mécanisme d'actionnement entraîné par un dispositif d'entrainement et commandant également les déplacements du piston d'aspiration, les deux chambres du cylindre étant reliées entre elles par l'intermédiaire de dispositifs d'écoulement d'un fluide hydrali- que remplissant lesdites chambres, ces dispositifs d'écoulement permettant un libre transfert de fluide entre les deux chambres pendant une partie centrale du trajet du piston de travail à l'intérieur du cylindre de travail et un passage commandé de ce fluide à partir d'une certaine limite de déplacement du piston de travail vers les ex- trémités du cylindre de travail. Suivant un mode de réalisation, le cylindre de travail présente à sa partie supérieure une réserve de fluide hydraulique qui communique avec le cylindre de travail par passage intermédiaire libre et susceptible de communiquer avec l'une ou l'autre chambre suivant la position axiale du piston de travail, un ou plusieurs passages étant échelonnés axialement le long de la chambre disposée sur le côté as- piration du piston de travail, le ou chaque passage de cette chambre étant associé à une valve susceptible d'être fermée pour délimiter la fin de la course libre du piston, une soupape régulatrice de pression communiquant avec la chambre située du c8té du mécanisme d'actionnement pour régler la pression d'injection de la masse dans le cylindre doseur, et deux clapets de retenue communiquant respective ment avec les deux chambres et étant adaptés pour 8 s'ouvrir en sens inverse du passage pour permettre le remplissage des chambres après chaque cycle de fonctionnement. Dans certains cas subsistent, néanmoins, certains problèmes de rigidité dans la compression de la masse, et un but de la présente invention consiste précisément à résoudre ces problèmes en fournissant un moyen efficace pour maintenir la valeur de la compression à l'intérieur de limites appropriées. A cet effet, suivant un autre aspect de la présente invention, la chambre du cylindre de travail de la bielle hydraulique, qui est mise sous pression pendant la course de compression de la masse vers le cylindre doseur, est rlise en co.Stunication avec un accumulateur hydraulique qui absorbe les augmentations de pression durant cette course de compression. Cet accumulateur est formé, de préférence, par un corps creux et rigide, communiquant avec l'intérieur de la chambre de compression du cylindre de travail, et dont le volume interne est rempli, au moins partiellement, par une vessie flexible et imperméable qui peut etre chargée avec un fluide gazeux à une pression réglable pour régler la pression de compression de la masse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de deux modes de réalisation donnés à titre d'exemple et illustrés par les dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique d'une machine de distribution d'une masse de matériau équipée d'une bielle hydraulique suivant l'invention; et - la Fig. 2 est une vue analogue d'une variante de réalisation dans laquelle la soupape de régulation est remplacée par un accumulateur hydraulique, étant entendu que ces deux dispositifs peuvent également être utilisés ensemble. La Réf. 1 indique un cylindre d'aspiration d'une masse de matériau provenant d'une trémie de réserve 2 et dont l'extrémité avant est ajustée sur une culasse mobile 3, dans laquelle se trouve un cylindre doseur 4. A l'intérieur du cylindre 1 coulisse un piston d'aspiration 5 qui est actionné par une bielle rigide 6 articulée à son extrémité sur la partie supérieure d'un levier 7 qui est monté oscillant autour d'un point d'appui fixe 8 et auquel sont appliqués des déplacements par l'intermédiaire d'une bielle hydraulique 10 articu lée sur un maneton 9 d'un mécanisme d'actionnement à manivelle classitue. La culasse est actionnée par une bielle 11 articulée sur le maneton 12 de l'autre manivelle du mécanisme d'actionnement précité qui est entraîné de façon continue en rotation par un dispositif d'entratnement général de la machine. A l'intérieur du cylindre 4 se trouve un piston doseur 13, qui peut être actionné de la façon voulue par des moyens conventionnels non représentés et bien connus des spécialistes de la technique. Le fonctionnement général de cette partie de la machine est celui qui est courant dans les machines de distribution de matériau de ce type. La bielle hydraulique 10 objet de l'invention, représentée à titre d'exemple dans le dessin, comprend un corps 14 dans lequel sont formes un cylindre de travail 15, et une réserve 16 de fluide hydraulique disposée au-dessus du cylindre 15. Le cylindre est fermé à sn extrémité droite, en regardant la Fig. 1, par un couvercle 17 solidaire d'une chape pour son articulation en un point intermédiaire du levier 7, et à son extrémité opposée il comporte un bouchon 19 qui sert de guide de coulissement pour une tige 20 et il est fermé her métiquement au moyen de dispositifs d'étanchéité conventionnels 21. L'extrémité de la tige disposée à l'intérieur du cylindre est fixée à un piston de travail 22 qui coulisse sans fuites, à l'intérieur du cylindre 15, de manière à définir dans celui-ci deux chambres de travail 23 et 24, correspondant respectivement à l'injection d'une masse de matériau dans le cylindre doseur et à l'aspiration de cette mEme masse dans le cylindre d'aspiration : l'extrémité opposée de la tige est celle qui est articulée sur le maneton 9. L'enceinte intérieure du cylindre 15 communique avec le fond de la réserve 16 par l'intermédiaire des passages suivants : un passage 25 totalement libre et de large section transversale situé approximativement au milieu de la longueur du cylindre, un passage 26 similaire au précédent, disposé au niveau de la chambre d'aspiration 24 et susceptible autre fermé par un dispositif à valve 27 pouvant étre actionné depuis l'extérieur 28; un passage 29 disposé au niveau de la chambre de pression 23 et qui communique avec la réserve par l'intermédiaire d'une soupape régulatrice de pression 30, soumise à une charge 31 réglable depuis l'extérieur; et deux passages 52 et 33 qui communiquent avec la réserve par des clapets de retenue identiques 34, 35 adaptés pour se fermer dans le sens cylindre-dépSt, mais pour laisser le passage libre dans le sens contraire. Te fonctionnement de la bielle hydraulique décrite est le suivant Partant de la position initiale représentée, la rotation du maneton 9 dans le sens de la flèche correspond à la course d'injection de la masse de matériau préalablement aspirée dans le cylindre doseur 4, puisque la bielle hydraulique 10 tend à tirer le levier 7 vers la gauche en regardant la Fig. 1. Cependant, le passage libre 25 laisse échapper le fluide hydraulique de la chambre 23 vers la réserve 16, tandis que le clapet de retenue 35 permet le passage du liquide de la réserve à la chambre 24 pour compenser l'augmentation de volume de cette dernière. De la sorte, le piston 22 se déplace sans entratner le corps 14 et le levier 7, la bielle 6 et le piston 5 restent stationnaires. Quand le piston 22 ferme le passage 25 dans son déplacement vers la gauche, la sortie du fluide hors de la chambre 23 s'interrompt, de sorte que le corps 14 est alors entraîné et que le piston 5 exécute la course d'injection de la masse de matériau dans le cylindre doseur 4. La pression de compression de la masse dans cette opération dépend toutefois de l'effort que lui applique le piston 5, mais cet effort est limité gracie à la soupape régulatrice de pression 30, puisque, lorsque l'effort désiré est atteint, cette soupape permet l'échappement de la quantité de liquide nécessaire hors de la chambre 23 pour maintenir constant L'effort appliqué par le piston 5. On comprend donc qu'il est possible de commander de la façon souhaitée, la pression de compression de la masse et de la maintenir constante durant tout le fonctionnement de la machine. Quand le piston recule vers la droite et en supposant que la valve 27 est ouverte, il se produit dans la chambre 24 le même fonctionnement que celui décrit à propos de la chambre 23 et du passage libre 25. Le piston 22 se déplace sans entraîner le corps 14, et le piston 5 reste stationnaire pendant la première partie de la course de recul du maneton 9, jusqu'à ce que le piston 22 vienne fermer le passage 26. On comprend donc que la position longitudinale du passage 26 détermine l'amplitude de la course d'aspiration du piston 5. En fermant la valve 27, le méme fonctionnement se produirait à partir du passage libre 25, de sorte quton obtiendrait une course d'aspiration plus longue. En disposant divers passages 26 le long de la partie droite du cylindre (chambre 24) et en combinant de manière adéquate l'ouverture et la fermeture des valves 27 respectives, on peut obtenir autant de courses d'aspiration différentes. Dans l'exemple de la Fig. 2, l'effet d'amortissement de la soupape réglable 30 est remplacé par celui d'un accumulateur hydraulique. A cet effet, en un point approprié du fond de la chambre de compression 23, par exemple dans la partie inférieure de celle-ci, com me représenté à la Fig. 2, on a prévu un autre orifice communiquant avec l'extérieur et dans lequel se trouve vissé un embout complémentaire 36 solidaire d'un corps métallique creux 37, lequel, de cette manière, reste en communication avec l'intérieur de la chambre 23. A l'intérieur du corps 37 est montée une vessie 38, en caoutchouc ou autre matière flexible et imperméable aux fluides, pourvue d'un embout 39 qui fait saillie à l'extérieur par un col 40 et peut être bouché hermétiquement par un bouchon 41; cette vessie est chargée d'un fluide gazeux, tel celui connu sous le nom de "nitril". Be fonctionnement de la bielle hydraulique décrite en regard de la Fig. 2 est pour l'essentiel le mEme que celui décrit précédemment, avec cette différence que le fluide hydraulique, dont auparavant l'énergie était perdue par sa décharge dans la réserve 16, se trouve dans le cas présent chassé vers l'intérieur du corps 37, à travers l'embout 76, où il comprime la vessie jusqu'à ce qu'elle atteigne une pression équivalant à la résistance offerte au piston 5 lorsque ce dernier pousse la masse vers le cylindre doseur 4. A partir de cet instant, le mécanisme 7, 6, 5 est actionné par la bielle hydraulique, qui a atteint le degré de rigidité nécessaire, avec cet avantage que cet actionnement se produit sans choc et en maintenant pratiquement constante la pression d'injection de la masse, qui dd- pend de la pression initiale du gaz contenu dans la chambre ddforma- ble 38. Si on augmente la résistance que rencontre le mécanisme dans son avance, un peu plus de liquide passera à l'accumulateur 37, et si on diminue la pression, le contraire se produira pour maintenir l'effort constant. Quand la bielle 20 entame le mouvement inverse et que le piston recule vers la droite en regardant la Fig. 2, l'accumulateur hydraulique restitue la part de liquide qu'il avait absorbé dans la phase de compression précédente et le piston 5 reste stationnaire pendant la première phase de la course de recul du maneton 9, après quoi il poursuit le ment fonctionnement que dans le cas précédent. - RBYENDICATIONS 1 - Bielle hydraulique pour machine de distribution commandée d'une masse d'un matériau dans laquelle un piston d'aspiration admet å l'intérieur d'un premier cylindre une quantité d'une masse d'un matériau dans une course de recul et la comprime ensuite à l'intérieur d'un cylindre doseur communiquant avec le premier cylindre, caractérisée en ce qu'elle comprend un cylindre de travail (15) relié à l'une de ses extrémités (17) à des organes d'entrainement (7, 6) du piston d'aspiration (5) et dans lequel coulisse librement un piston de travail (22) qui définit deux chambres (23, 24) et dont la tige (20) fait saillie à l'extrémité opposée du cylindre (15) et est relié à un mécanisme d'actionnement (9, 12) entrain8 par un dispositif d'entratnement et commandant également les déplacements du piston d'aspiration (5) les deux chambres du cylindre étant reliées entre elles par l'intermédiaire de dispositifs(27,30,34,35) d'écou- lement d'un fluide hydraulique remplissant lesdites chambres, ces dispositifs d'écoulement permettant un libre transfert de fluide entre les deux chambres pendant une partie centrale du trajet du piston de travail 22 à l'intérieur du cylindre de travail (vis), et un passage commandé de ce fluide à partir d'une eertaine limite de déplacement du piston de travail (22) vers les extrémités du cylindre de travail (15). 2 - Bielle hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cylindre de travail (15) présente à sa partie supérieure une réserve (16) de fluide hydraulique qui communique avec le cylindre de travail par passage intermédiaire (25) libre et susceptible de communiquer avec l'une ou l'autre chambre (23, 24) suivant la position axiale du piston de travail (22), un ou plusieurs passages (26) étant échelonnés axialement le long de la chambre (24) disposée sur le côté aspiration du piston de travail, le ou chaque passage (26) de cette chambre étant associé à une valve (27) susceptible autre fermée pour délimiter la fin de la course libre du piston, une soupape régulatrice de pression (30) communiquant avec la chambre (23) située du c8té du mécanisme d'actionnement, pour régler la pression d'injection de la masse dans le cylindre doseur (4), et deux clapets de retenue (34,35) communiquant respectivement avec les deux chambres (23,24) et étant adaptés pour s'ouvrir en sens inverse du passage pour permettre le remplissage des chambres après chaque cycle de fonctionnement.