Brevet FR2384977A1 — publié le 19781020

La présente invention concerne un vérin hydrauliquepneumatique, comprenant un cylindre de travail 5 dont le piston de travail exécute, lors- de l'avancement, un parcours de posi- tionnement, suivi d'un parcours sous effet d'une force, le côté du piston chargé dans la course d'avancement formant, avec une partie de la chambre de cylindre de travail, un espace rempli de fluide, qui communique avec une chambre de cylindre à section plus petite, dans laquelle un autre piston est déplaçable en va et vient, ce piston étant relié par une tige avec un piston d'un cylindre de démultiplication, coaxial, de section plus grande, chargé pneumatiquement, la chambre de cylindre de section plus petite étant, en outre, reliée a un cylindre de positionnement pourvu d'un piston de plus grand diamètre chargé pneumatiquement. Un tel vérin est connu, par exemple d'après le brevet DUT OS 2 154 174. L'appareil qui y est décrit sert a' action ner des outils pour des opérations de travail par exemple de perçage, estampage, pressage, rivetage, etc. ainsi qutau montage d'outils et de pièces dans des mandrins de serrage. Dans de tels dispositifs, la condition est exigée que, après quelques temps réduits propres aux machines, le piston de travail, lors de sa course de positionflement, soit ramené en arrière avec une faible force, avant que le piston de démultiplication déplace le piston de travail, avec une vitesse plus faible, mais avec une grande force le long de sa course de travail.Pour cela, il est prévu un cylindre d'amenée en position, séparé du cylindre de travail, du cylindre de démultiplication et de la chambre de cylindre de section transversale plus faible. Il en résulte que l'appareil est d'un encombrement important. En outre, il nécessite trois raccordements pneumatiques, pour la course d'avancement et la course de retour, ce qui entraine des frais de montage accrus. La présente invention a pour but d'améliorer un dispositif de vérin, du genre décrit ci-dessus, d'une manière telle qutil constitue une unité de construction fermée, avec seulement deux raccords pneumatiques pour ia course d'avancement et pour la course de retour. Dans ce but, l'invention a pour objet un vérin caractérisé en ce que le cylindre de positionnement est disposé coaxialement entre le cylindre de démultiplication et la chambre de cylindre plus petite et il se raccorde à cette dernière, le piston du cylindre de positionnement étant monté à coulissement axial sur la tige, et 18autre piston se trouvant dans e cylindre de positionnement dans une position extrême telle qut relie ce cylindre avec la chambre de cylindre plus petite. Le vérin selon l'invention présente 1 davantage que le cylindre réalise lui-même le passage de la course de positionnement à la course de travail avec force et qu'Il ne necesslte aucun organe de commande spécial pour charger- au début du parcours de travail avec force9 le piston de travail pour cette course de travail, avec un fluide à haute pression. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci après et des dessins annexés representant un exemple de réalisation de l'invention. dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du vérin selon l'invention - la figure 2 est un diagramme de la course des piS- tons en fonction du temps. Un carter commun se compose d'un tube cylindrique 1. qui est fermé à ses extrémités, respectivement, par un fond 2 et par une tête 3. Dans ce carter sont disposés, axialement de la gauche vers la droite, un cylindre de démultiplication 4, un cylindre de positionnement 5, un cylindre à haute pression 6 et un cylindre de travail 7. La tete 3 du carter forme en méme temps la tette du cylindre de travail 7 et elle est pourvue d'un perçage axial 8. Le cylindre à haute pression 6 forme le fond du cylindre de travail 7. Ce cylindre de travail 7 présente. en outre, un tube cylindrique 9, dans lequel est monté, coulissant axialement, un piston de travail 10 avec une tige de piston 11, cette tige étant engagée à glissement dans le perçage 8. A l'extrémité libre de la tige de piston il, peut etre fixé un outil d'estampage ou un mandrin de montage. Le cylindre à haute pression 6 est pourvu d'un corps de forme annulaire 12 qui s'applique, avec son pourtour, à joint étanche, sur la paroi intérieure du tube 1. I1 forme une chambre de cylindre 13 coaxiale à la chambre de cylindre 22 du cylindre de travail 7, mais qui présente une section transversale nettement plus faible que lui. A son extrémité de gauche, la chambre de cylindre 13 est pourvue d'une gorge annulaire dans laquelle est insérée une bague d'étanchéité 14. Avec la chambre de cylindre 13, coopère un piston plongeur 15 qui est formé par l'extre- mité d'une tige de piston 16. Le corps annulaire 12 forme, en outreS la tête du cylindre de positionnement 5, lequel présente un tube cylindrique 17 qui est fermé, â son autre extrémité, par un corps annu laire~l8. Ce corps annulaire 18' forme le fond du cylindre de positionnement 5 et la tête de cylindre du cylindre de démultiplication 4. Ce corps annulaire 18 est appliqué à joint étanche avec sa surface périphérique contre la surface intérieure du tube I, et il est pourvu d'un perçage central 19 dans lequel est supportée, à coulissement axial, la tige de piston 16. Sur la tige de piston 16, est monté un piston de positionnement 20, coulissant axialement dans le cylindre de positionnement 5. La chambre de cylindre 21 du cylindre de positionnement 5, ainsi que la chambre de cylindre 13 du cylindre à haute pression 6, et la partie qui lui est reliée de la chambre de cylindre 22 du cylindre de travail, sont remplies avec un fluide de pression. Le corps annulaire 18 forme, avec une plaque de fond 23 et un tube cylindrique 24, le cylindre de démultiplication 4. La plaque de fond 23 présente un perçage central 25, dans lequel est supportée, à coulissement axial, une extrémité de la tige de piston 16. Sur la tige de piston 16, est fixé un piston de démultiplication 26 qui est appliqué à étanchéité contre la paroi intérieure du tube de cylindre 24 Entre la plaque de fond 23 et le fond 2, est disposée une bague de fixation 27, qui laisse libre un espace creux 28 entre le fond 2, d'une part, et la plaque de fond 23, d'autre part.Un perçage de raccordement pneumatique 29 est relié par un perçage 39 avec l'espace libre 28. Le perçage 29 se prolonge axialement dans un perçage cylindrique 30 de plus petit diamètre. Dans le perçage 30 est disposée, à coulissement longitudinal, une aiguille d'étranglement qui est en une seule pièce-avec une vis 32. Au lieu de l'étranglement 31-32 pourrait être revue une soupape dépendante de la pression. La vis 32 est engagée à vissage dans un perçage fileté 33. Plus l'aiguille d'étranglement 31 est profondément engagée dans le perçage 30, plus la section transversale de traversée du perçage 30 est étranglée. Entre le perçage 30 et le perçage fileté 33, est prévu un espace creux agrandi 34. Celui-ci est relié, au moyen d'un perçage 35, avec un guidage cylindrique 36, dans lequel plonge l'extrémité arrière de la tige de piston 16, à coulissement axial. Une bague d'étanchéité 37 rend étanche l'espace intermédiaire entre les surfaces opposées entre elles de la tige de piston 16 et de la chambre 'cylindrique 36. Un perçage 38 dans la tige de piston 16, est ouvert vers l'extrémité arrière et diverge directement avant le piston de démultiplication 26, en direction radiale et débouche dans la surface enveloppe de la tige de piston 16. La plaque de fond 23 présente dans la zone de bord, des évidements 40, qui relient l'espace intermédiaire à section annulaire entre le tube de cylindre 24 et l'espace libre 28. Un perçage 42 dans le corps annulaire 18 relie l'espace intermédiaire 41 avec la chambre de cylindre 21. Si le perçage de raccordement 29 est raccordé à une source de fluide de pression gazeux, ce fluide s'écoule sans étranglement à travers le perçage 39, l'espace 28, les évidements 40, l'espace intermédiaire 41 et le perçage 42. En conséquence, le piston de positionnement 20 se déplace à grande vitesse vers la droite à partir de sa position extrême de gauche représentée à la figure. Ce piston repousse ainsi le fluide à travers la chambre de cylindre 13 dans la chambre de cylindre 22, de sorte que le piston de travail 10 se déplace vers la droite. Ce mouvement de positionnement cesse dès que l'extrémité libre de la tige de piston 1-1 rencontre, avec l'outil fixé sur elle, une résistance, par exemple une pièce. En même temps, une faible partie du fluide de pression s'écoule à travers l'étranglement 31, 32 dans l'espace libre 34 et, de là, à travers le perçage 35, dans la chambre cylindrique 36. De là, le gaz s'écoule, à travers le perçage 38, dans l'intérieur du cylindre de démultiplication 4 et peut charger directement le piston de démultiplication 26. Dès que le piston de positionnement 20 a atteint sa position extrême de droite, aucun gaz ne peut plus passer à travers les évidements 40. En conséquence, une plus grande quantité du fluide gazeux s'écoule à travers l'étranglement 31, 32 et les perçages 35 et 38. Le déplacement dirigé vers la droite du piston 26 se trouve ainsi accéléré. Dès que la tige de piston 16 a parcouru le parcours 11 ou 12. (ces parcours étant égaux), le fluide gazeux sort de l'espace libre 28 et passe dans la chambre cylindrique 36 et, de 1à, à travers le perçage 38, dans l'intérieur du cylindre de démultiplication 4 Le fluide gazeux charge maintenant, sans être étranglé, le piston de démultiplication 26. Dès que l'extré- mité antérieure 15 de la tige de piston 16 se trouve dans la bague diétanchéité 14, se produit le parcours de force pour le piston de travail 10, car lgextrémité 15 de la tige de piston 16 formée en piston plongeur chasse le fluide hors de la chambre de cylindre 13 dans la chambre de cylindre 22.Le piston plongeur 15 se déplace, car son diamètre est nettement inférieur à celui du piston de travail 10, avec une force plus faible, et une vi- tesse relativement rapide dans la chambre de cylindre 13, tandis que le piston de travail 10 se déplace vers la droite avec une force plus grande et une vitesse plus faible. Pour le retour en position des pistons, après la course d'avancement terminée, il est prévu, dans la tête 3, un autre raccordement pneumatique 43. De ce raccord, un perçage 44 conduit dans la chambre de cylindre 22 du cylindre de travail 7. Un autre perçage 45 relie le raccord 43 avec un espace intexmédiaire 46 entre le tube 1 et le tube cylindrique 9. Dans le corps annulaire 12, sont prévus des perçages 47, qui relient l'espace intermédiaire 46 avec un espace intermédiaire 48 entre le tube 1 et le tube de cylindre 17. A partir de l'espace intermédiaire 48, un perçage 49 condslit dans la chambre du cylindre de démultiplication 4. Si les pistons 26 20, 15, 10, doivent, après l'avan cement, être déplacés â partir de la position extrême de droite, dans la position extrême de gauche du dessin, le raccord pneumatique 43 est chargé avec un fluide de pression. Celui-ci s'écoule à travers le perçage 44 dans la chambre de cylindre 22, et ramène le piston de travail 10 en arrière. Le fluide qui, par le déplacement en avant, a été amené dans le cylindre de démultiplication 4, s'écoule à travers le perçage 385 ainsi qu'à travers un per çage 30 avec soupape de retenue 51, dans 1espace libre 28, et, de la, il seéchappe à travers le raccord 29. Dès que le-pis*on plongeur 15 s'est déplacé devant la bague d'étanchéité 14, le piston de travail 10 chasse le fluide en arrière dans la chambre de cylindre 21, de sorte que le piston de positionnement 20 est ramené en arriere. Dès que les pistons ont atteint leurs positions extrêmes de gauche, le cycle de travail décrit peut se reproduire a nouveau. La figure 2 montre un diagramme des positions des divers pistons en fonction du temps. La courbe 15, 26 montre les déplacements du piston plongeur 15 et du piston de démulti plication 26. La courbe 10 montre le déplacement du piston de travail 10, et la courbe 20 le déplacement du piston de position nement 20. A l'instant tl, les pistons 10 et 20 ont terminé la course de positionnement tandis que les pistons 15 et 26 se déplacent encore avec une plus faible vitesse vers la droite. Dès que les pistons 15, 26 ont été ramenés en arriere d'un parcours 12, le piston de démultiplication 26 est chargé par le fluide non étranglé et il se déplace rapldement vers la droite. En même temps, le piston 10 commence son déplacement sous force accrue avec une vitesse plus faible. L'ntervalle de temps 6 t entre les instants tl et t2 est réglable au moyen de l'étran- glement 30, 31, en vue de réduire au minime es pertes de temps, qu'on tend à régler à zéro par une rotation de la vis 32. Si les deux instants tl et t2 coincident, ou bien si l'instant t2 se place plus tard que l'instant t1, le dispositif décrit réalise automatiquement la transition entre la course de positionnement et la course à force. Dans le corps annulaire 12 est, en outre, prévu un raccord de graissage 55 sur un perçage 56, dans lequel est montée une soupape anti-retour 57. GrSce a' ce raccord 55, peuvent être compensées toutes les pertes par fuite se produisant dans la chambre de cylindre 21. REVENDICATIONS 1) Vérin hydraulique-pneumatique, comprenant un cylindre de travail (7), dont le piston de travail (10) exécute, lors de l'avancement, un parcours de positionnement, suivi d'un parcours sous lteffet d'une force, le coté du piston chargé dans la course d'avancement formant, avec une partie de la chambre de cylindre de travail (22), un espace rempli de fluide. qui communique avec une chambre de cylindre a' section plus petite (13), dans laquelle un autre piston (15) est déplaçable en va et vient, ce piston (15) étant relié par une tige (16) avec un piston (26) d'un cylindre de démultiplication (4), coaxial, de section plus grande chargé pneumatiquement, la chambre de cylindre (13) de section plus petite étant, en outre, reliée à un cylindre de positionnement (5) pourvu d'un piston (20) de plus grand diamètre chargé pneumatiquement, vérin caractérisé en ce que le cylindre de positionnement (5) est disposé coaxialement entre le cylindre de démultiplication (4) et la chambre de cylindre (13) plus petite et il se raccorde à cette-dernière, le piston (20) du cylindre de positionnement (5) étant monté à coulissement axial sur la tige (16), et l'autre piston (15) se trouvant, dans le cylindre de positionnement (5) dans une position extrême telle qu'il relie ce cylindre avec la chambre de cylindre plus petite (13). 2) Vérin d'entrainement, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre de travail (7) et la chambre de cylindre à section plus petite (13) sont alignés en direction axiale. 3) Vérin, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre de travail (7), ainsi que la chambre de cylindre de section plus petite (13), le cylindre de positionnement (5) et le cylindre de démultiplication (4) sont disposés dans un carter commun (1, 2, 3), qui présente deux raccors pneumatiques (29, 43) pour le déclenchement de la course en avant et de la course de retour, des canaux (28, 30, 34,35, 38, 39, 40, 41, 44 à 49) étant prévus à l'intérieur du carter pour relier les raccords pneumatiques avec les cylindres correspondants (4 à 7). 4) Vérin, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cotés du cylindre de démultiplication (4) et du cylindre de positionnement (5) qui sont chargés lors de la course d'avancement sont reliés avec le raccord pneumatique (29) pour le déclenchement de l'avance, à travers des canaux (28, 30, 34, 35, 38, 39, 41, 42) et, dans les canaux allant vers le cylindre de démultiplication (4), est prévue une soupape dépendante de la pression, ou un étranglement réglable (31, 32), en vue de déclencher l'avancement du piston de démultiplication (26) après chaque course du piston de positionnement (20). 5) Vérin, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace intérieur rempli de fluide hydraulique est relié, à travers une soupape anti-retour (57), avec un raccord de branchement (55) accessible de l'extérieur, dans le but de permettre une compensation des pertes d'huile par fuites.