Brevet FR2425505A1 — publié le 19791207

La présente invention, concernant notamment le ponçage de tubes, est plus spéciEquement relative à un mouton hydraulique dont la masse est accouplée à au moins un cylindre de levage hydraulique commutable qui est relié à une soupape sensible à la-pression et par l'intermédiaire de laquelle lorsque la pression d'actionnement manque, les extrémités des cylindres de levage sont reliées entre elles. Un mouton connu de ce genre (publication de brevet allemand NO 20 Il OG) présente l'avantage important qu'il peut être commandé lui-même exclusivement par la pression d'actionnement, c'est-à-dire donc qu'il n'y a pas besoin de connexions de commande électrique allant au mouton lui-même. Mais un inconvénient réside cependant dans le fait que pour la commutation de la soupape lors du soulèvement du mouton il faut établir une surpression du côté du retour, et pour cela dans la conduite de retour on prévoit un étranglement. Lorsque le mouton tombe, une partie seulement du liquide passe directement de la chambre de cylindre inférieure, par l'intermédiaire de la soupape, à la chambre de cylindre supérieure.L'échange de liquide restant doit s'effectuer par l'intermédiaire des conduites d'amenée et de retour du fluide sous pression, ce qui entraîne des pertes d'énergie importantes qui se répercutent par un échauffement, par ailleurs difficile à maîtriser, du liquide sous pression et par une moindre énergie d'impact du mouton. Le but de la présente invention consiste à éviter pour la plus grande part, avec un mouton hydraulique du genre indiqué ci-dessus, les pertes d'énergie et les échauffements. Ce but est atteint grâce au fait qu'on prévoit une soupape de commutation à trois voies par l'intermédiaire de laquelle la pression d'actionnement servant à soulever la masse du mouton arrive aux cylindres de levage, ladite soupape fermant la conduite d'amenée du fluide sous pression en cas de manque de pression d'actionnement, et que les cylindres de levage comportent des tiges de piston traversantes, de sorte que l'échange de liquide se produit, lorsque la masse du mouton tombe, exclusivement par l'intermédiaire de la soupape de commutation. La soupape de commutation à trois voies permet,en combinaison avec les tiges de piston traversantes, un échange local complet du liquide entre les deux chambres de cylindre lorsque le mouton tombe, de sorte qu'au cours de cette phase il se produit des pertes et échauffements minimaux.Par ailleurs, lors du soulèvement du mouton, tout le remplissage du cylindre, soit donc toute l'huile ancienne et chaude, est évacuée et remplacée par de l'huile neuve et fraîche. L'échange toujours identique et exactement mesuré du fluide sous pression permet également l'ajustement particulièrement précis de la longueur de la course de levage et de l'énergie d'impact du mouton. Dans ce but, on prévoit de préférence un compteur de temps qui fonctionne avec une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation de la pompe à fluide sous pression et qui mesure, au cours de chaque période de travail, la durée de la pression d'actionnement et par suite la course de la masse. La course de levage ou l'énergie d'impact du mouton devient ainsi indépendante de la vitesse de rotation du moteur, ce qui ne serait pas obtenu si l'on mesurait la durée du levage seulement par un compteur de temps. Dans ce qui suit l'invention sera exposée plus en détail en se servant d'un exemple de réalisation donné à titre non limitatif et d'une variante de cet exemple. de réalisation avec référence aux dessins, sur lesquels - la figure 1 montre un schéma hydraulique simplifié; - la figure 2, la structure d'une soupape de commutation; - la figure 3, une vue latérale du mouton, partiellement en coupe, et - la figure 4, une coupe longitudinale du mouton. Sur la figure 1 le mouton est représenté de façon schématique par sa masse 1 qui agit sur une pièce 2 à enfoncer. Ainsi qu'il est représenté schématiquement, la masse est guidée de façon à se déplacer verticalement et son extrémité supérieure est reliée aux tiges de piston traversantes 3 de cylindres hydrauliques 4. Chaque cylindre 4 coopère avec une soupape de commutation automatique 5. Les raccordements inférieurs des deux soupapes de commutation 5 sont reliés à la conduite d'amenée flexible 6, représentée schématiquement, acheminant le fluide sous pression, tandis que les raccordements supérieurs des soupapes de commutation 5 et les raccordements supérieurs des cylindres hydrauliques 4 sont reliés à la conduite de retour flexible 7. Chaque sortie 8 d'une des soupapes de commutation est reliée à l'extrémité inférieure du cylindre hydraulique 4 correspondant. La figure 2 est une coupe d'une des soupapes de commutation 5. Cette dernière soupape inclut, dans le perçage lor- itudinai reliant la conduite d'amenée 6 et le raccordement , une douille mobile a, dans laquelle se trouve une soupape de retenue comportant une bille 10 et un ressort 11. La pression d'actionnement agissant par la conduite d'amenée 6 déplace la douille 9 dans la position d'extrémité supérieure représentée sur la figure 2, dans laquelle la communication avec la conduite de retour 7 est fermée et, dès qu'une pression déterminée est dépassée, la soupape de retenue 10, 11 s'ouvre et le fluide sous pression passe de la conduite d'amenée 6 dans l'ex- trémité inférieure des cylindres de levage 4.Si la pression d'actionnement manque dans la conduite d'amenée 6, la douille 9 est ramenée en arrière, dès qu'une surpression agit sur l'un des autres raccordements, ce qui fait qu'une communication directe est établie entre la conduite de retour 7 et le raccordement 8 ou bien entre les extrémités inférieure et sapé- rieure du cylindre.ae levage 4. Le fluide sous pression servant à l'actionnement du mouton est produit par une pompe principale 12 qui est entrai- née par un moteur 13. La pression dlsotionnement est limitée par une soupape de surpression 14. in outre un accumulateur de pression 15 est relié au coté sous pression de la pompe 12. Une soupape de commutation 16, actionnable électriquement, permet de relier au choix la conduite d'amenée 6 et la conduite de retour 7 à la pression d'actionnement ou à une conduite de retour, non représentée, allant au réservoir 17 de fluide sous pression. Dans la position de repos, qui est celle représentée, la conduite d'amenée 6 est reliée au retour au réser- voir et la conduite de retour 7, à la pression d'actionnement. La conduite de retour 7 est branchée sur un étranglement 18 et est reliée à une soupape 19 à précontrainte de pression. l'étranglement 18 et la soupape à précontrainte 19 servent à maintenir une pression résiduelle déterminée dans la conduite de retour 7, dans 11 état de fonctionnement représenté. Une pompe awaliaire 20 est rigidement accouplée à la pompe principale 12 et le débit de cette pompe auxiliaire est en rapport fixe avec celui de la pompe principale 12. Le côté sous pression de la pompe auxiliaire 20 est relié à une soupape de surpression 21 et à une soupape de commutation 22. La soupape de commutation 22, laquelle est montée comme la soupape de commutation 16, permet de relier le fluide sous pression chassé par la pompe 20, dans la position de repos représentée au retour au réservoir ou bien, dans l'autre position, à un cylindre de mesure 23.Dans la position de repos représentée, le cylindre de mesure est relié par l'intermédiaire dtun étranglement réglable 24, au retour au réservoir. le piston du cylindre de mesure, qui est soilicité par des ressorts qui tendent à le maintenir en position inférieure, est relié à un organe d'actionnement 25 qui permet dsattaquer successivement plus-iewns contacts interrupteurs à plots 26. Chaque contact peut Aetre branché individuellement au moyen d'un interrupteur sélecteur 27 pour agir sur la connexion de commande commune des soupapes de commutation 16 et 22.L'étranglement 24 est accouple au sélecteur 27 de façon que selon les contacts à plots 26 rendus agissants l'étranglement soit plus ou moins fermé dlune manière qui sera décrite ultérieurement. Un autre contactilterruSteur à plot 26a est actionné dans la position de repos représentée du piston de cylindre de mesure 23 et ce contact 26a agit,de meme que chaque contact à plot 26 agissant, sur une entré? d3ln circuit de commande 27a dont la sortie agit sur les soupapes de commutation 16 et 22. Le cylindre de mesure 23 serti dlnne manière qui sera décrite ultérieurement, à commander le cycle de travail du mouton. Les figures 3 et 4 montrent la s-tructure du mouton en elle-même. Sur ces figures on a repéré seulement les organes essentiels pour l'invention qui seront décrits par la suite La masse 1 du mouton est vissée, à ltextrémite superieure, sur une plaque 28 qui est accouplée aux extrémités supérieures des tiges de piston 3 par l'intermédiaire de disques amortisseurs élastiques, Ainsi subtil a été mentionné, on a prévu des tiges de piston traversantes qui font saillie hors des cylindres de levage 4 en haut et en bas.Les cylindres de levage 4 sont logés dans des tubes 30 qui sont reliés solidairement à une partie supérieure 31 d châssis du mouton et de façon mobile à une partie intérieure 32 de ce châssis. Les deux parties 31 et 32 du caâssis du mouton peuvent coulisser verticalement le long d'un support intermédiaire~33 représenté sur la figure 3. les deux cylindres de levage 4 sont soutenus au moyen de bagues de soutien 34 présentant des surfaces d'appui sphériques sur des sièges sphériques 35 prévus dans les tubes 30. La jonction mobile des tubes 30 à la partie de châssis inférieure 32 se produit d'une part grâce au fait que les tubes s'appuient au moyen de disques élastiques amortisseurs 36 sur la plaque 32a de la partie de châssis inférieure. À ltextrémité inférieure de chaque tube on a soudé par ailleurs deux fourrures 37 dans lesquelles sont maintenues des tiges de guidage 38 traversant des perçages de la plaque de châssis 32a. Entre les fourrures 37 et la plaque 32a sont interposés des corps élastiques amortisseurs 39. Les tiges de guidage 38 portent ensemble une bride 40 qui est liée à un tube 41 dans lequel entre l'extrémité inférieure de la tige de pistoh ou l'organe de guidage.Entre là bride 40 et le fond du tube 30 sont placées des douilles de guidage 42 servant au guidage du tube 30dans la plaque de châssis 32a. Par dessus les brides 40 on a dispose des disques élastiques amortisseurs 43 sur les tiges de guidage 38. Dans la partie de châssis inférieure 32 on a monté avec mobilité, dans la direction de l'impact, une chape de mouton 44. Par exemple la chape 44 est placée sur le tube 45 à enfoncer. Par l'intermédiaire d'une couche d'amortissement élastique 46 interposée, la partie de châssis inférieure 32 s'appuie, tout au moins au repos, sur la chape 44 et celle-ci est guidée, grâce à un prolongement cylindrique 47, dans une ouverture de la plaque de châssis 32a. I)ans le prolongement 47 est inséré un premier bloc de transmission 48 en matériau amortisseur comportant une coupe sphérique 49. Dans la coupe 49 repose un autre bloc métallique de transmission 50 ayant une surface d'appui sphérique correspondante, sur laquelle est placé encore un bloc de transmission 51 élastique amortisseur, sur lequel repose la masse du mouton ou contre lequel elle frappe d'une manière qui sera décrite par la suite. les pièces 44, 48 et 50 sont reliées entre elles de manière mobile au moyen d'une vis 52, d'une cuvette 53 et d'un ressort 34. Le mode de fonctionnement du mouton hydraulique représenté est le suivant : dans l'état de repos représenté; il règne la pression résiduelle minime mentionnée plus haut dans les chambres supérieures des cylindres de levage 4. Les pistons de ces cylindres et la masse 1 du mouton se trouvent dans la position de repos inférieure représentée. Le fluide sous pression fourni par la pompe principale 12 charge l'accumulateur sous pression 15 et s'écoule, après que l'accumulateur ait été rempli par la soupape de surpression 14 et partiellement aussi-par l'étranglement 18 et la soupape à précontrainte 19, en revenant dans le réservoir 17 de fluide sous pression. Le fluide sous pression produit par la pompe auxiliaire 2C revient directement par la soupape 22 au réservoir. le piston du cylindre de mesure 23 se trouve dans la position d'extrémité inférieure représentée dans laquelle l'organe 25 branche le contact interrupteur 26a. Si alors le circuit de commande commun 27a est branché au moyen drun interrupteur principal non représenté, les soupapes 16 et 22 sont commutées. De ce fait le fluide sous pression provenant de la pompe 12 ou de l'accumulateur sous pression 15 arrive, par la soupape 16 et la conduite d' amenée 6, aux extrémités inférieures des cylindres de levage 4, qui commencent par suite à soulever la masse 1. En meme temps, le fluide sous pression proauit par la pompe auxiliaire 20 est alors amené au cylindre de mesure 23 qui soulève ltorgane de commande 25. Dès que cet organe de commande actionne l'interrupteur à plots 26 mis en action, les deux soupapes 16 et 22, se trouvant dans la position de repos représentée, sont commutées. De ce fait la conduite d'amenée 6 est alors directement reliée au retour au réservoir et ainsi se trouve sans pression, tandis que la conduite de retour 7 est soumise, par l'intermédiaire de l'étranglement 18, à une certaine pression qui suffit en tout cas à commuter les soupapes de commutation 5 de la manière décrite ci-dessus et à établir ainsi une communication directe entre les chambres d'extrémité supérieure et inférieure des cylindres de levage 4.Comme tout le poias de la masse 1 du mouton repose sur le piston des cylindres de levage 4, il existe, dans les chambres inférieures de ces cylindres, une surpression importante, de sorte qu'il se produit alors un écoulement très rapide du liquide, des chambres inférieures des cylindres à leurs chambres supérieures et qu'ainsi la masse 1 du mouton tombe brusquement Un écoulement du fluide sous pression vers l'extérieur n'est pas de ce fait indispensable parce qu a cause des tiges de piston traversantes la quantité d'huile refoulée des chambres de cylindre inféreures est égale à celle affluant dans les ehambPeS ae cylindre supérieures.Grâce a' la pression résiduelle mentionnée ci-dessus il ne peut se produire encore de dépression ni de cavitation dans la région des parties de cylindre supérieures. k la fin de son trajet, la masse 1 du nouton heurte le bloc de transmission 51, ce cui fait que la forte impact est transmise par l'intermédiaire de ce bloc, du bloc 50 et du bloc 48, sur la chape du mouton 44 et par suite sur le tube 45 à enfoncer. lors de 1 t impact les pièces 44, 45, 48, 50 et 51 sont subitement châssées vers le bas de la profondeur d'enfoncement, tandis que le châssis du mouton reste dressé avec les parties qui lui sont attachées. Ces parties cependant tombent ensuite également, tandis que les forces d'inertie sont maintenues dans des limites convenables par les différentes pièces d'amortlssement élastique décrites ci-dessus. Dans la commutation des soupapes 16 et 22 à partir de la position de repos représejitée, le cylindre 23 est également relié au réservoir par l'intermédiaire de l'étranglement 24 et le piston du cylindre 23 commence à descendre avec 11 organe 25. La vitesse d'enfoncement est déterminée par le réglage de l'étranglement 24. Ce réglage est effectué de préférence de façon que la vitesse d'enfoncemenU soit d'autant plus grande que le piston de cylindre de mesure 23 et 1' organe de commande 25 ont été soulevés plus haut auparavant, c'est-àdire d1 autant plus que l'interrupteur à plots 26 a été mis en service plus haut.La pause après impact - peut toujours être établie de cette façon avec sensiblement la mEme durée. Si le contact interrupteur à plot 26a est actionné, il se produit une nouvelle commutation et par suite un soulèvement de la masse 1. L'emploi de l'accumulateur de pression présente l'avantage que la puissance du moteur ou de la pompe peut être mieux utilisée si au cours de la course d'impact et d'une pause éventuelle après cet impact le fluide sous pression débité ne revient pas simplement par la soupape à surpression 14, mais peut être stocké. Gependant une variante de réalisation est également possible en renonçant à un accumulateur Dans ce cas, on prévoit, à la place de l'étranglement 18, une soupape de retenue, laquelle laisse refluer lthuile sous faible pression, non nécessaire lors du repos de la soupape 16, par l'intermédiaire de la soupape 19. Il serait également possible de commanderes deux cylindres de levage 4 par une seule soupape de commutation 5. :EVEBICz gIO1E 1. Mouton hydraulicue, dont la masse est accouplée à au moins un cylindre des levage hydraulique commutable, qui est relié avec une soupape sensible à la pression et par l'in termédiaire de laquelle, en cas de manque de pression d'action ment, les extrémités des cylindres de levage sont reliées ensemble, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape de colnoutation à trois voies, par l'intermédiaire de laquelle la pression d'actionnement pour soulever la masse du mouton parvient aux cylindres de levage, ladite soupape fermant la conduite d'amenée du fluide sous pression en cas de manque de pression d'actionnement et que les cylindres de levage comportent des tiges de piston traversantes, de façon que l'échange de liquide s'effectue exclusivement par l'intermédiaire de la soupape de commutatIon lorsque la masse du mouton tombe. 2. Mouton selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un compteur de temps fonctionnant avec une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation de la pompe à fluide sous pression, compteur qui mesure pendant chaque période de travail la durée de la pression d'actionnement et par suite la course de soulèvement de la masse. 3. Mouton selon revendication 2, caractérisé en ce qu'une pompe auxiliaire est accouplée à la pompe de fluide sous pression de façon que le débit de la pompe auxiliaire soit dans un rapport fixe avec celui de la pompe principale, la pompe auxiliaire travaillant -avec un cylindre de mesure qui commande la commutation de la pression d'actionnement à l'état sans pression. 4. Mouton selon revendication 3, caractérisé en ce que des interrupteurs d'extrémité coopèrent avec le cylindre de mesure, ces interrupteurs se trouvant dans le circuit électrique de commande d'une soupape de commutation. 5. Mouton selon revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le cylindre de mesure peut être vidé par l'intermé- diaire d'un étranglement réglable. 6. Mouton selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un accumulateur de pression qui peut eAtre relié au choix à une conduite d'amenée ou à une conduite de retour et en ce qu'un étranglement se trouve branché sur la conduite de retour partant des cylindres de levage, une soupape à précontrainte étant raccordée entre ltétranglement et les cylindres de levage. 7. Mouton selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le cylindre de levage est soutenu dans des cuvettes sphériques du châssis du mouton. 8. Mouton selon l'une des revendications I à 7, caractérisé en ce qu1une chape du mouton est montée avec mobilité dans la direction d'impact sur le châssis du mouton. 9. iviouton selon revendication 8, caractérisé en ce qu'un bloc de transmission d'impact repose sur la chape du mouton par une surface sphérique. 10. Mouton selon revendication 9, caractérisé en ce que ledit bloc de transmission comporte un élément élastique d'amortissement.