Brevet FR2363395A1 — publié le 19780331

La presente invention se rapporte un dispositif de commande du cylindre hydraulique d'une scie mecanique dont la lame est oblique par rapport a la direction du mouvement de son archet et où l'axe de base du support est situé entre le centre de gravite des composants articules de la machine et la zone de travail de celle-ci. On connaît une machine où le support de l'archet de la scie est articule comme sur des charnieres et qui comprend deux pistons-plongeurs associés a des ressorts et des galets. Dans ce dispositif, des cames calées sur l'arbre principal sont placées en face du pistonLtundes pistons-plongeursest unorganecerefoule- ment dont la chambre de refoulement est directement reliée au cylindre principal. Le second piston-plongeur est un piston de charge#. Sa chambre est reliée au réservoir de liquide hydraulique par une soupape d'aspiration. La liaison avec le cylindre principal est assurée par la soupape de pression. De son côte, le cylindre principal est relie a la chambre du plongeur par un conduit de pression. Cette chambre se compose d'un alésage cylindrique fermé usiné dans l'enveloppe du dispositif et d'un alésage d'un piston logé librement dans le premier alésage. Le piston prend appui sur un ressort réglable dont le réglage permet d'ajuster la pression de travail du cylindre principal. L'espace entourant ce ressort réglable est relié, par un conduit de drainage, avec le réservoir de liquide hydraulique. Le piston possede deux alésages, notamment un alésage central qui communique avec sa chambre et un alésage radial qui raccorde l'alésage central a la surface extérieure du piston. Dans la zone de l'alésage radial, la surface extérieure du piston présente une gorge de pression cylindrique. Entre le piston de charge et la came calée sur l'arbre principal de la machine avec laquelle il coopére est interposé un systeme de leviers. Ce systeme est relié a un gabarit interchangeable qui est monté sur l'axe de base fixe du support. Le dispositif de commande du cylindre hvdraulique d'une telle scie mécanique a les inconvénients suivants - Le volume de liquide hydraulique aspiré du réservoir a chaque course d'aller-retour est réglé approximativement en se fondant sur 1 'épaisseur que devrait avoir la couche sciée, la course du piston de charge étant corrigée a cette fin par un gabarit ; - On est obligé d'utiliser un systeme de leviers entre le gabarit et le piston de charge, ainsi que de nombreux gabarits de cames correspondant aux différentes dimensions, duretés et formes des pieces a usiner ; et, - un réglage spécial de la machine, qui prend du temps, est nécessaire Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients cidessus en apportant un dispositif de commande du cylindre principal d'une scie mécanique qui assure, un réglage autoiratique du volume de liquide hydraulique aspiré pendant chaque course complète en fonction de ltepaisseur réelle de la couche de métal sciée, sans nécessiter de réglage c#omplémentaire.L' invention atteinte but en ce que le dispositif de oemmande du cylindre principal d'une scie mécanique comprend un piston cylindriqueegéqui est loge dans un alésage étagé correspondant de l'enyeloppe. La chambre du piston oenr prise enCre Je piston etage et enveloppe est annulaire et est relié par un conduit de pres- sion au cylindre principale. A sa partie de petit diamètrelepiston présente une gorge cylindrique, s'étendant jusqu a sa chambre, et qui est reliée par un conduit hydraulique intermédiaire, a la chambre du piston de charge. Le piston étagé est comprimé par un ressort réglable permettant d'ajuster la pression de travail du cylindre principal. L'espace entourant ce ressort est relié au réservoir de liquide hydraulique par un conduit de drainage. Le piston étagé comporte un alésage central qui communique, par un alésage radial, avec sa chambre. La surface extérieure de sa partie de grand diametre présente une gorge cylindrique qui communique avec l'alésage central par un canal radial spécial. L'espacement entre la gorge cylindrique et l'espace entourant le ressort réglable est plus# grand que l'espacement intermédiaire s '-étendant de la chambre du piston a la gorge intermédiaire cylindrique. Dans le piston de charge est logée librement et de façon non étanche une coquille d'arrêt percée d'un alésage central a travers lequel est enfilé un boulon 6 limitation de course dans le piston de charge. Le ressort du piston prend appui sur la coquille. Par l'action du ressort du piston, la course du piston de charge est inferieure li cw# L achambre du piston de charge est reliée par un conduit et par une soupape d'aspiration au réservoir de liquide hydraulique. Le conduit hydraulique intermédiaire, la gorge intermédiaire cylindrique, un court canal radial et une soupape de pression logée dans l'alésage central du piston étagé assurent la communication entre la chambre du piston étagé et celle du piston de charge et avec le cylindre principal.l'axe du piston étagé est perpendiculaire au plan dans lequel. l'archet se déplace. Le piston étagé prend appui sur une plaquette fixée a l'enveloppe et dans l'ouverture de laquelle passe la tige cylindrique de ce piston. Cette tige se termine par une extrêmité conique. Sur l'archet monté le support du galet de refoulement, qui, a la fin de chaque course de travail cité 11 archet vient se placer en face du piston. Le dispositif qui vient d'être décrit a l'avantage de régler automatiquement le volume de liquide hydraulique aspiré du réservoir a chaque course complète de l'Archet de la scie. Ce réglage s'effectue en fonction de l'epais- aelrz'r#elle de la couche de métal sciée, sans aucun réglage complémentaire. Sa structure est simple et fiable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, qui nta,-bien entendu aucun caractère limitatif, en référence au dessin annexé, sur lequel La figure 1 est une vue schématique d'une scie mécanique équipée d'un dispositif de commande conforme a ltinvention ; et, La figure 2 est une vue schématique en coupe de ce dispositif montrant tous ses éléments et leurs liaisons hydrauliques. L'archet 21 de la scie est monté dans des guides rectilignes d'un support 4 de façon que la lame de scie 25 fasse un angle avec la direction du mouvement dudit archet. Le support 4 est monté sur un axe de base 7 qui est solidaire du corps 1 de la machine et qui est situé entre la zone de travail 22 de celle-ci et le centre de gravité du support 4 et des composants reliés a celui-ci. Au support 4 est fixée une pompe hydraulique 26 comportant un piston de charge 14 dont l'extrémité libre porte un galet 15 faisant face a une came 9 calée sur l'arbre principal 8 qui tourne dans le sens de la flèche 10. L'archet 21 est relié a l'arbre 8 au#moyen d'une transmission a manivelle, non représentée. Sur la pompe 26 est montée une enveloppe 18 percée d'un alésage étagé comprenant une partie de grand diamètre D2 et une partie de plus petit diamètre D1.Cet alésage contient un piston étagé 19 ayant une partie correspondante de grand diamètre D2 et de plus petit diamètre D1. Entre le piston étagé 19 et l'enveloppe 18 est ménagée une chambre 27 qui communique, par un conduit de pression 2, avec le cylindre principal 6. Le piston étagé 19 prend appui sur un ressort réglable 40 dont la force est réglable en continu par un volant 41. L'espace 39 entourant le ressort 40 communique, par un conduit de drainage 37 avec le réservoir de liquide hydraulique 33. L'extrémité opposée du piston 19 prend appui sur une plaquette 35 fixée a l'enveloppe 18 plaquette percée d'un trou que traverse la tige du piston 19 se terminant par un cône 34. L'axe du piston 19 est perpendiculaire au plan dans lequel se déplace l'archet 21 sur lequel est fixé un support 20 pour un galet de refoulement 30. A la fin de la course dans la direction de la flèche 13, le galet 30 est en face de l'extrêmité conique 34 de la tige du piston 19. Dans la chambre 27 de la partie de petit diamètre D1 de l'alésage du piston étagé se trouve une gorge intermédiaire cylindrique qui est reliée par un conduit hydraulique intermédiaire avec la chambre 17. Un conduit d'aspiration 31 et une soupape d'aspiration 32 relient la chambre 17 avec le réservoir de liquide hydraulique 33. Un court canal radial et la gorge intermédiaire cylindrique 29 relient la soupape de pression 28 avec l'alésage central 38 qui, de son côtés est relié par un canal radial analogue, avec la gorge cylindrique 36, qui est située dans la partie de plus grand diamètre D2 de l'alésage. La distance A séparant la gorge de pression cylindrique 36 de la chambre 39 est tou jours plus grand que l'intervalle B entre la chambre 27 et la gorge 29. la cavité du piston de charge 14 contient une coquille d'arrêt 16 qui y est logée librement et n'est pas étanchée du point de vue hydraulique. Son ouverture centrale est traversée par un boulon de limitation de course 24 vissé dans le piston de charge 14. Un ressort Il enfilé sur le boulon 24 prend appui contre la coquille 16. Le fonctionnement du dispositif de commande selon l'invention qui vignot d'être décrit est le suivant Quand la scie fonctionne a vide, le piston de charge 14 se déplace, à chaque mouvement de va-et-vient de l'archet 21, c4est-a-dire, à chaque révolution de l'arbre principal 6, sous l'action du ressort il d'une distance P (fig.2) qui est déterminée par le boulon 24 et par la coquille d'arrêt 16. Ce déplacement a pour effet d'augmenter en rapport le volume de la chambre 17. La course imposée au piston par la came 9 (csest- -dire, la différence entre son plus grand et son plus petit rayon) est supérieure à l'intervalle P. Le déplacement du piston de charge ] 4 sous l'action du ressort 11 a pour effet d'aspirer dans la chambre 17 une certaine quantité de liquide hydraulique du réservoir 33. Quand la machine marche a vide, ce volume est égal à celui dont la chambre 17 a augmenté. Lorsque, par l'intermédiaire du galet 15, la came 9 déplace le piston de charge 14 en direction de l'enveloppe 18, le volume de la chambre 17 diminue et le liquide hydraulique précédemment aspiré du réservoir est refoulé par le conduit intermédiaire 23, la soupape 28, la chambre 27 et le conduit 2 dans le cylindre hydraulique principal 6.Le liquide hydraulique ainsi introduit dans le cylindre 6 agit sur la surface annulaire du piston étagé 19 déterminée par ses parties de grand et de petit diamètres D2 et D1 en le sollicitant à compri- mer axialement le ressort réglable 40. Pendant la marche à vide, la pression hydraulique ne peut pas surpasser la force du ressort réglable 40 de sorte que sous l'action du volume de liquide hydraulique p#riodiquement introduit, la longueur du cylindre principal 6 augmente constamment, avec pour conséquence que le support 4 et l'archet 21 qu'il porte tournent autour de l'ase 7 en direction de la zone de travail 22. A la fin de chaque course dans le sens de la flèche 13, le galet de rappel 30 est en face de l'extremite conique 34 du piston 19 et exerce une pression sur celle-ci. Ceci a pour effet que son deplacement dans le sens d'une compression du ressort réglable 40 devient insensiblement supérieur a l'intervalle B. De ce fait la chambre 27 est mise en communication avec la gorge cylindrique intermédiaire 29 et la compression du cylindre principal 6 fait refluer un certain volume de liquide hydraulique dans la chambre 17. Il en résulte un déplacement du piston de charge 14 en direction de l'arbre principal 8 jusqu ce que le galet 15 atteigne la surface de la came 9. A cet instant, le profil actif de la came 9 présente son rayon minimal. Le reflux du liquide hydraulique refoulé du cylindre principal 6 dans la chambre 17 a pour conséquence de réduire les dimensions de celle-ci à la fin de la course dans la direction 13. De ce fait, la lame de scie 25 s'écarte de la pièce à scier pendant la course à vide dans la direction 12. Dans ce mode de travail, pendant la course à vide, deux volumes de liquide hydraulique entrent dans la chambre 17 et sont transférés dans le cylindre principal, notamment un volume aspiré et un volume refoulé. En marche à vide, le volume aspiré est égal au volume du piston et son importance est fonction du rapprochement désiré de l'archet 21 de la zone de travail 22.L'introduction du volume refoulé dans la chambre 17 a pour effet, pendant le sciage, de lever l'archet 21 à la course de retour et de l'abaisser dans la même mesure, laquelle est ',mémorisée" dans la chambre 17. Lors du sciage, la scie 25 s'enfonce dans la zone de travail 22 suivant un angle oC pendant la course dans la direction 13. La grandeur de l'avance cinématique, déterminée par le mouvement de l'archet et par l'inclinaison oc de la lame 25 par rapport à sa direction de travail est généralement plusieurs fois supérieure à l'épaisseur de la couche réellement sciée.De ce fait, la résistance opposée par la matière sciée provoque une élévation de-la pression dans le cylindre principal 6 pendant la course active, surpassant ainsi la force du ressort réglable 40, en déplaçant le piston étagé 19 en direction de ce ressort sur une distance B qui a pour conséquence de relier la chambre 27 avec la gorge cylindrique intermédiaire 29. De ce fait un certain volume intermédiaire de liquide hydraulique du cylindre principal 6 gagne la chambre 17, la pression de ce liquide étant fonction du réglage du ressort 40. Ceci se traduit par un raccourcissement de la longueur du cylindre principal 6 et le support 4 avec l'archet 21 tournent autour de l'axe de base 7 de façon à s'éloigner de la zone de travail, produisant ainsi une incision arquée.La grandeur du volume intermédiaire de liquide hydraulique qui, pendant la course de travail dans la direction 13, afflue dans la chambre 17 correspond exactement au volume qui convient pour que le support 4 et l'archet 21 tournent à l'opposé de la zone de travail 22. L'angle de rotation lui-même est une grandeur très variable qui est déterminée par l'épaisseur de la couche réellement sciée qui, de son côté, est variable en fonction de la longueur du trait de scie (qui dépend habituellement de la forme de la section de la pièce), de la dureté de la matière de la pièce, de sa position dans la zone de travail et de l'état de la lame de scie. L'introduction de ce volume intermédiaire de liquide hydraulique dans la chambre 17 a pour effet de "mémoriser" cette rotation variable du support 4 et de l'archet 21. Quand l'archet 21 a effectué une petite partie de sa course active dans la direction 13, la partie la plus haute de la came 9 est venue se placer en face du piston de charge. Le profil de la came 9 est calculé pour que le volume intermédiaire maximal de liquide hydraulique pouvant être refoulé du cylindre principal 6 lors d'une rotation maximale du support 4 (lors du sciage d'une matière dure près de l'axe principal) puisse être reçu dans la chambre 17. Quand le pourtour de la came 9 commence à s'éloigner du piston de charge 14, un certain volume intermédiaire de liquide hydraulique commence à refluer de la chambre 27 dans la chambre 17. Toutefois, ce volume est insuffisant pour remplir tout ltespace de la chambre 17 pendant l'action du ressort 11. C'est la raison pour laquelle un certain volume complémentaire de liquide hydraulique est aspiré dans cette chambre du réservoir 33. De cette manière, lors de volumes intermédiaires importants (sciage de matières dures ou exécution de très longs traits de scie) le volume aspiré est petit et inversement. On voit donc que trois volumes différents de liquide hydraulique affluent dans la chambre 17 du piston, à savoir : un volume intermédiaire (variable), un volume aspiré (variable, complétant le volume intermédiaire à concurrence du volume de la chambre du piston) et, à la fin de la course de travail 13 - un volume de refoulement. Ensuite, ces trois volumes sont dirigés vers le cylindre principal. Il est à noter que la lame 25 touche toujours la pièce à scier à un point pré détermine de la course de l'archet, indépendamment de la forme de la section de la pièce, de la dureté de la matière qui la constitue et de l'état de la lame de scie 25. La partie descendante du pourtour de la came 9, qui détermine le déplacement du piston de charge 14 à l'encontre de l'action du ressort 11 est calculée de façon que, même lorsqu on scie des matières très dures (et que, par conséquent, le volume intermédiaire est maximal), un volume complémentaire de liquide hydraulique soit aspiré du réservoir 33 dans la chambre de piston 17. Ce volume complémentaire est destiné à compenser les fuites de liquide hydraulique de toute l'installation vers le réservoir 33, pendant la course active ou de travail.Normalement, le volume complémentaire de liquide est supérieur au volume de la totalité des fuites - la différence formant un volume en excès dont l'influence est la suivante Quand la came 9 déplace le piston de charge 14 en direction de l'enveloppe 18, il arrive un moment où, pendant la course active dans la direction 13, la pression interne du cylindre principal 6 atteint celle du ressort réglable 40. A cet instant, la gorge intermédiaire 29 est en communication avec la chambre 27 et le contour actif de la came 9 n'a pas encore commence à s'éloigner du piston de charge. L'élévation de la pression déplace alors le piston étagé 19 en direction du ressort réglable 40, sur une distance qui est à peine supérieure à l'espacement A. Ainsi, le volumeeccédettaire de liquide hydraulique influe dans la chambre 39 et, de là, gagne le réservoir 33. Dès que le contour actif de la came 9 commence à s' éloigner du piston de charge 14 le piston étagé 19 se déplace, sous l'action du ressort 40, dans la direction de détente ou d'allongement de celui-ci. Ceci a pour conséquence d'interrompre la communication entre la gorge cylindrique 36 et la chambre 39, de sorte que le volume de liquide hydraulique variable quitte le cylindre principal 6 pour gagner, par la gorge intermédiaire cylindrique 29, la chambre de piston 17. La légère différence entre les intervalles A et B, ainsi que la caractéristique judicieusement adaptée du ressort réglable 40 ne permettent pratiquement pas à la pression hydraulique du liquide quittant la chambre 39 par la gorge cylindrique 36 dw dépasser la pression de travail préétablie. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande du cylindre principal d'une scie mécanique comprenant une pompe hydraulique avec ressort de piston, et un piston de charge mis en action par une came calée sur l'arbre principal de la machine, la chambre du piston de charge étant reliée au réservoir de liquide hydraulique au moyen d'une soupape d'aspiration et au cylindre principal au moyen d'une soupape de pression, ledit cylindre communiquant, de son côté par un conduit de pression avec la chambre d'un autre piston logé dans une enveloppe, dont la face extérieure présente une gorge de pression cylindrique qui est reliée par un alésage radial et un alésage cylindrique avec la chambre dudit piston, lequel prend appui sur un ressort réglable logé dans une chambre qui communique avec le réservoir de liquide hydraulique par un conduit de drainage caractérisé en ce que sur l'archet (21) est monté un support (20) avec un galet de refoulement (303 cooperant avec ltextre- mité conique (34) d'un piston étagé (19) et en ce que la chambre (27) du piston a une forme annulaire et est limitée du coté du ressort réglable (40) par la partie de grand diamètre D2 du piston étagé (19) et#de l'autre côte par la partie de petit diamètre D1 de celui-ci qui présente une gorge intermédiaire cylindrique (29) et en ce qu'il est relié au moyen d'un conduit hydraulique (23) à la chambre (17) du piston de la pompe hydraulique (26), dont le ressort de piston (11) prend appui sur une coquille d'arret (16) percée d'une ouverture dans laquelle passe la tige de limitation de course (24) montée dans le piston de charge (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inter- valle (B) entre la gorge intermédiaire cylindrique (29) du piston étagé (19) et la chambre (27) est plus petit que 11 intervalle (A) entre la gorge de pression cylindrique (36) de ce meme piston étagé 193 et l'espace (39) entourant le ressort (40). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de pression (28) du piston de charge (14) est logé dans l'alésage central (38) du piston étagé (19).