Brevet FR2436012A1 — publié le 19800411

La présente invention concerne les presses hydrauliques, en particulier a vis et a notamment pour objet une commande pour une telle presse. On connait des commandes de presses hydrauliques a vis (voir le certificat d'auteurde 1'URSS, NO 206982, cl. B. 30b), comportant un vérin de commande relié au coulisseau de la presse par son élément mobile et dont la cavité est mise en communication avec la canalisation hydraulique de basse pression par l'intermédiaire d'une soupape de vidange, et à travers une soupape d'échappement, avec un accumulateur pneumohydraulique possédant une cavité hydraulique reliée à la source de pression, une cavité pneumatique et un dispositif pour le remplissage ou chargement de sa cavité pneumatique. En tant que dispositif pour le remplissage de la cavité de l'accumulateur pneumohydraulique de cette commande connue on utilise soit un compresseur haute pression avec un moteur indépendant, soit des ballons ou bouteil- les remplis au préalable d'un gaz sous haute pression. Le compresseur est un mécanisme compliqué et encombrant et son utilisation dans la commande a pour conséquence de compliquer la conception de ltensemble de la presse et son entretien. Dans le cas où on a recours au remplissage de l'accumulateur pneumohydraulique a l'aide de bouteilles, on ne réussit pas à obtenir la pression désirée de gaz dans sa cavité pneumatique, et par conséquent, celle du fluide moteur dans la commande, car la pression sous laquelle le gaz se trouve dans les ballons est sensiblement inférieure à la valeur nécessaire à la création de la pression de fluide moteur dans la commande de la presse. C'est pourquoi le remplissage de l'accumulateur pneumohydraulique à l'aide de ballons nécessite l'utilisation de dispositifs augmentant de plusieurs fois la pression du gaz allant des ballons à l'accumulateur pneumohydraulique. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. On s' est proposé pour cela de mettre au point une commande de presse hydraulique à vis, dans laquelle le dispositif pour le remplissage de la cavité pneumatique de l'accumulateur pneumohydraulique serait conçu de maniere à assurer la pression prescrite du gaz dans l'accumulateur pneumohydraulique, ainsi que la commande autonome de chaque presse, et permettrait en outre de réduire la durée de la période préparatoire, de simplifier sensiblement la conception de la commande, et par conséquent, de réduire son poids et son encombrement et de simplifier son entretien. Ce problème est résolu du fait que la commande de presse hydraulique à vis, du type comportant un vérin de commande relié par son élément mobile au coulisseau de la presse, et dont la cavité est mise en communication avec la canalisation de basse pression par l'intermédiaire d'une soupape de vidange, et à travers une soupape d'admission, à un accumulateur pneumohydraulique possédant une cavité hydraulique reliée à une source de pression, une cavité pneumatique et un dispositif pour le remplissage de sa cavité pneumatique, est caractérisée, suivant l'invention, en ce que le dispositif pour le remplissage de la cavité pneumatique de l'accumulateur pneumohydraulique comporte un verin hydropneumatique doté d'un mécanisme de distribution destiné à relier à tour de rôle sa cavité hydraulique côté tige à la source de pression et à la canalisation de basse pression, et des soupapes de retenue destinées à relier à tour de rôle la cavité pneumatique côté piston du vérin hydropneumatique à la canalisation pneumatique et à la cavité pneumatique de l'accumulateur pneumohydraulique, respectivement. Cette conception du dispositif pour le remplissage permet d'assurer la pression prescrite du gaz dans l'accumulateur pneumohydraulique, ainsi que la commande autonome de chaque presse hydraulique à vis, d'éviter l'utilisation d'un équipement encombrant et compliqué tel que, par exemple, un compresseur, et de simplifier l'utilisation de la commande et l'exploitation de l'ensemble de la presse. I1 est avantageux que le mécanisme de distribution comporte une soupape d'arrêt ou de fermeture, pourvue d'un élément de commande, et des interrupteurs de fin de course reliés à la tige du vérin hydropneumatique et montés dans les positions extrêmes de son extrémité libre. Suivant l'invention, la soupape d'arrêt ou de fermeture comporte un corps dans la cavité duquel est logé un élément de fermeture possédant un gradin annulaire sur sa surface extérieure, des canaux longitudinaux et une queue au-dessus de laquelle est fixé un coussinet ou analogue dans lequel sont pratiqués des orifices eoaxiaux audit élément de fermeture, l'un desdits orifices étant débouchant et destiné au passage de la queue, tandis que l'autre est exécuté sous forme d'une cavité dans laquelle est monté un piston de manière à pouvoir se trouver en contact permanent avec ladite queue, la cavité ainsi formée au-dessus du piston étant reliée hydraulique ment à l'élémnt-de commande, tandis que la cavité formée au-dessous du piston est reliée à -l'atmosphère. Cette conception de la soupape de fermeture permet de réduire sensiblement son poids et son encombrement et assure la fiabilité de son fonctionnement. Le fait que l'élément de fermeture comporte des canaux longitudinaux permet de mettre en communication mutuelle les cavités du corps formées au-dessus et au-dessous de- l'élément de fermeture, et par conséquent, de décharger (soulager) l'élément de fermeture, car la pression créée dans la cavité située au-dessous de l'élément de fermeture agit simultanément sur les deux faces dudit élément. Il en résulte la possibilité de réduire sensiblement la puissance nécessaire à la fermeture de la soupape, et par conséquent, la surface sur laquelle doit agir la pression pour fermer la soupape, d'où la possibilité d'une diminution supplémentaire de l'encombrement de la soupape et de la commande dans laquelle elle est montée. I1 est avantageux que la surface de la section transversale de la queue de l'élément de fermeture soit inférieure à celle de son gradin annulaire, et que.celle-ci soit à -sont tour inférieure à la surface du piston, ce qui permet de réduire à un minimum la différence entre les aires des faces de l'élément de fermeture sur lesquelles agit le fluide moteur sous pression, et par conséquent, les forces agissant sur les faces de l'élément de fermeture sont relativement équilibrées entre elles. On obtient ainsi la mobilité (mPeuvrabilité) nécessaire de l'élément de fermeture. En outre, la pression nécessaire à la fermeture de la soupape est transmise au piston, dont la surface ést sensiblement inférieure à la surface sur laquelle est appliquée cette pression dans les soupapes connues. La réduction de la surface soumise à l'action de la pression nécessaire à la fermeture de la soupape permet de diminuer notablement la puissance nécessaire à la commande de la soupape. Le rapport mentionné entre la surface du gradin annulaire et celle du piston assure une application sûre de l'élément de fermeture sur son siège et une fermeture fiable de la soupape. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description de différents modes possibles mais non limitatifs de réalisation, faite ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure représente d'une manière schématique une presse hydrau lique à vis, en coupe longitudinale, et la chaîne hydrocinématique de commande de la presse, suivant l'invention; - la figure 2 montre d'une manière schématique une soupape conforme à l'invention, en coupe longitudinale. La presse hydraulique à vis comporte un bâti 1 (figure 1) dans lequel est monté un coulisseau 2 pouvant réaliser des mouvements verticaux de va-et-vient et portant la moitié ou partie supérieure 3 de l'outil. Sous le coulis seau 2, dans le bâti 1, est installée une table 4 dans laquelle est montée la moitié ou partie inférieure 5 de l'outil. Le coulisseau 2 est mis en mouvement de va-et-vient par une commande qui comporte un vérin de commande 6, un accumulateur pneumohydraulique 7, une canalisation pneumatique 8, une canalisation hydraulique de basse pression 9, une source de pression 10. Dans le vérin de commande 6, son élément mobile constitué par le corps 11 est accouplé au coulis seau 2 et comporte une cavité "A" renfermant un plongeur 12 fixé sur le -bâti 1 de la presse et faisant fonction d'élément fixe du vérin de commande 6. Un filetage sans autofreinage (c'est-à-dire dont l'angle de montée de la ligne spirale est plus grand que l'angle de frottement), est pratiqué sur la surface cylindrique extérieure du corps 11. A l'aide de ce filetage, le corps 11 coopère avec un écrou 13 fixé dans le bâti. Pour déplacer le corps 11 par rapport à l'écrou 13 (pour communiquer au coulisseau sa course de travail), on crée dans la cavité A une pression de fluide moteur en faisant arriver celui-ci à travers le plongeur creux 12 à partir de l'accumulateur pneumohydraulique 7. Pour ramener le corps 11 du vérin de commande 6 à sa position initiale, on a prévu dans la commande un vérin 14 du type à plongeur, dont le plongeur est accouplé au coulisseau 2. L'accumulateur pneumohydraulique 7 comporte une cavité pneumatique 7a, une cavité hydraulique 7b en communication cons tante avec le vérin 14 du type à plongeur, et un dispositif pour le remplissage ou chargement de la cavité pneumatique 7a de l'accumulateur pneumohydraulique 7. En outre, la cavité hydraulique 7b de l'accumulateur pneumohydraulique 7 est mise en communication avec la source de pression 10 et reliée par une soupape ou valve analogue d'admission 15 à la cavité "A" du vérin de commande 6. La valve ou soupape d'admission 15 est dotée d'un élément de commande 15a et peut être dentimporte quelle conception connue appropriée au cas considéré. En tant que source de' fluide sous pression 10, on peut utiliser une pompe à haute pression équipée d'un moteur électrique. Cette pompe peut être d'une conception connue en soi. La cavité "A" du corps 11 du vérin de commande 6 est elle aussi mise en communication avec la canalisation de basse pression 9 par l'intermédiaire d'une soupape ou valve analogue de vidange 16 d'un type approprié quelconque, comportant un élément de commande 16a. Le dispositif pour le remplissage de la cavité pneumatique 7a de l'accumulateur pneumohydraulique 7 comporte > suivant l'invention, un vérin hydropneumatique 17 avec un mécanisme de distribution 18 et des valves de retenue l9a et 19b. Le vérin hydropneumatique 17 comporte un piston 20 avec une tige 21, une cavité hydraulique 22 côté tige, reliée tantôt avec la source de pression 10, tantôt avec la canalisation hydraulique de basse pression 9, et une cavité pneumatique 23 câté piston, reliée tantôt avec la canalisation pneumatique 8, tantôt avec la cavité pneumatique 7a de l'accumulateur 7 par l'intermédiaire des valves de retenue 19a et l9b. Le mécanisme de distribution 18 conforme à l'invention comprend une soupape ou valve analogue d'arrêt ou de fermeture 24, pourvue d'un élément de commande 25, et des interrupteurs de fin de course 26 et 27. La valve de fermeture 24 comporte un corps 28 (figure 2) exécuté sous forme d'un bottier dans l'enceinte 29 duquel est pratiqué un chambrage ou analogue annulaire 30. Un canal 31 est pratiqué dans la paroi latérale du corps 28, au niveau du chambrage 30 pour mettre en communication le chambrage 30 tantôt avec la source de pression 10 (figure 1) tantôt avec la canalisation hydraulique de basse pression 9. A la partie inférieure du corps 28 est ménagé aussi un orifice 32 (figure 2) servant à relier la cavité 29 de la valve de fermeture 24 à la cavité hydraulique 22 côté tige du vérin hydropneumatique 17. L'orifice 32 est coaxial à la cavité 29 du corps 28. Dans la cavité 29 du corps 28 est monté, coaxialement à l'orifice 32, un siège 33, et est placé un élément de fermeture 34 s'appliquant sur le siège 33 et séparant l'enceinte 29 en deux parties. Le siège 33 est exécuté sous forme d'un anneau étanchéifié sur une face duquel vient s'appliquer d'une manière étanche la surface chanfreinée de l'élément de fermeture 34. L'élément de fermeture 34 est monté dans le corps 28 de manière à pouvoir réaliser des mouvements de va-et-vient, et a une forme cylindrique dont le diamètre est égal au diamètre de la cavité intérieure 29 du corps 28. Sur la surface cylindrique de l'élément de fermeture 34 est prévue une gorge dans laquelle est montée une garniture d'étanchéité 35, et un gradin, redan ou saillie analogue annulaire 36 exécuté au niveau du chambrage annulaire 30. De plus, l'élément de fermeture 34 est pourvu d'une queue 37 disposée du côté de sa face 38 opposée à celle orientée vers l'orifice 32. La surface de la section transversale de la queue 37 est inférieure à la surface du gradin annulaire 36. La face en bout de la queue 37 est en forme de demi-sphère convexe. Des canaux longitudinaux 39 pratiqués dans l'élément de fermeture 34 mettent en communication mutuelle les parties de la cavité 29 se trouvant au-dessus et au-dessous de l'élément de fermeture 34. Un coussinet ou élément inséré ou encastré analogue 40 à deux orifices 41 et 42 pratiqués l'un au-dessus de l'autre coaxialement à l'élément de fermeture 34 est monté fixe dans la cavité 29 du corps 28, au-dessus de l'élément de fermeture 34. Dans l'orifice 41 traversant le coussinet 40 de part en part est disposée la queue 37. L'orifice 42 est exécuté sous forme d'une enceinte ou cavité dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'orifice debouchant 41. L'orifice 43 renferme un piston 43 et est partagé par celui-ci en une cavité 44 située au-dessous du piston 43 et une cavité 45 située au-dessus dudit piston. La surface de la section transversale du piston 43 est plus grandecpe celle du gradin.36. Le piston 43 se trouve en contact permanent avec la face en bout de la queue 37. La cavité 44 située au-dessous du piston est mise en communication avec l'atmosphère par un canal 46 pratiqué dans le cous- sinet et par un canal 47 ménagé coaxialement au canal 46 dans le couvercle 48 fermant le corps 28 et fixé d'une manière quelconque connue en soi. La cavité 45 située au-dessus du piston 43 est reliée hydrauliquement à l'élément de commande 25 de la valve de fermeture 24, par un canal 49 pratiqué dans le coussinet 40 et par un canal 50 ménagé dans le corps 28 coaxialement au canal 49, ainsi que par une tubulure 51. L'élément de commande 25 est mis en communication à l'aide d'une tubulure 52 avec le canal3ide valve 24. Des moyens (non montrés sur la figure 2) sont aussi prévus pour la fermeture de la tubulure 52. La tubulure 53 relie l'élément de commande 25 à la canalisation hydraulique de basse pression 9. Comme déjà indiqué, le mécanisme de distribution 18 (figure 1) comporte les interrupteurs de fin de course 26 et 27 reliant l'élément de commande 25 de la valve d'arrêt 24 à la tige 21 du vérin hydropneumatique 17 et montés en des points correspondant aux positions- extrêmes de l'extrémité libre de la tige 21. La liaison entre l'élément de commande 25 et les interrupteurs de fin de course 26 et 27 peut etre réalisée d'une manière connue appropriée. Dans le cas considéré ici à titre non limitatif, ou utilise dans la commande proposée de la presse hydraulique à vis une soupape ou valve analogue d'admission 15 et une soupape ou valve de vidange 16 de conception analogue à celle de la valve d'arrêt qu de fermeture 24, la cavité du corps de la valve d'admission 15 étant reliée par les canaux longitudinaux de l'élément de fermeture à la cavité "A" du vérin de commande 6. Ceci permet de réduire le temps nécessaire pour mettre en action le vérin de commande 6, de diminuer les pertes de l'énergie accumulée dans l'accumulateur pneumohydraulique 7, et par conséquent, d'accrottre le rendement de la presse. De plus, cela permet de réduire à un minimum la durée du contact de-l'outil avec la pièce (telle qu'une pièce matricée)à obtenir sur la presse, ce qui se traduit par une amélioration de sa qualité ainsi qu' une baisse de l'usure de l'outil. Le remplissage de la cavité pneumatique de l'accumulateur pneumohydraulique s'effectue de la façon suivante On relie la cavité pneumatique 23 côté piston (figure 1) du vérin hydropneumatique 17 à la canalisation pneumatique 8 par l'intermédiaire de la valve de retenue lisa, et on met en marche simultanément le moteur de la source de pression 10. Le gaz sous pression de la canalisation pneumatique 8 arrive dans la cavité pneumatique 23 côté piston, en provoquant le déplacement du piston 20 avec la-. tige- 21 du vérin hydropneumatique 17 vers la droite (dans le plan du dessin de la figure 1) -jnsqu'aa position extrême droite. Ensuite la valve 19a se ferme.A ce moment, la cavité hydraulique 22 côté tige est reliée à la canalisation hydraulique de basse pression 9 par la valve d'arrêt 24. L'extrémité libre de la tige 21 agit sur l'interrupteur de fin de course 27, qui fournit alors un signal à l'élément de commande 25, ce qui permet au fluide moteur d'arriver dans la cavité 45 située au-dessus du piston, en passant par l'élément de commande 25 (fIgure 2), la tubulure 51 et les canaux 50 et 49. Sous l'action de la pression du fluide moteur, le piston 43 se déplace vers le bas, appuie sur la queue 37 et déplace l'élé- ment de fermeture 34, qui s'applique sur le siège 33 en fermant ainsi la valve 24. La cavité 29, qui communique alors avec l'orifice 32 par l'intermédiaire des canaux longitudinaux 39, est elle aussi remplie de fluide moteur, celuici exerçant sur les deux faces de l'élément de fermeture 34 une pression identique. Du fait que, conformément à la présente invention, la surface du piston 43 est supérieure à la surface du gradin 36, l'effort agissant sur le piston 43 est supérieur à l'effort agissant sur le gradin 36. En conséquence, l'élément de fermeture 34 s'applique intimement sur le siège 33 en fermant la valve 24 d'une manière sûre. A ce moment, la valve d'admission 15 (figure 1) et la valve de vidange 16 sont fermées elles aussi. En même temps que se ferme la valve de fermeture 24, le fluide moteur arrive de la source de pression 10 dans la cavité hydraulique 22 côté tige du vérin hydropneumatique 17.Sous l'action de la pression, le piston 20 se déplace avec la tige 21 vers la gauche (dans le plan du dessin de la figure 1) et chasse le gaz de la cavité pneumatique 23 côté piston à travers la valve de retenue l9b vers la cavité pneumatique 7a de l'accumulateur pneumohydraulique 7. Ainsi s'effectue le remplissage en gaz de l'accumulateur pneumohydraulique 7. Etant arrivé à sa position extrême gauche, la tige 21 agit par son extrémité libre sur l'interrupteur de fin de course 26. L'interrupteur de fin de course 26 fournit un signal à l'élément de commande 25 de la valve de fermeture 24, dont la cavité 45 située au-dessus du piston 43 (figure 2) est alors reliée par ltintermédiaire de l'élément de commande 25 et le canal 53 à la canalisation de basse pression 9. La tubulure 52 est alors obturée d'une manière connue en soi. En conséquence, la pression dans la cavité 45 située au-dessus du piston décroît. Le fluide moteur passant par le canal 31 arrive dans le chambrage 30 et sur le gradin 36.Sous l'action de la pression exercée sur le gradin 36, l'élément de fermeture 34 se déplace conjointement avec le piston 43 vers le haut, assurant ainsi l'ouverture de ltélément de fermeture 24. La cavité hydraulique 22 côté tige (figure 1) et la source de pression 10 sont mises en communication, par l'intermédiaire de la valve d'arrêt ouverte 24, avec la canalisation hydraulique de basse pression 9, et la pression dans la cavité 22 décroît. Sous l'action de la pression du gaz de la canalisation pneumatique 8 passant par la valve de retenue l9a et arrivant dans la cavité 23 côté piston, le piston 20 se déplace conjointement a la tige 21 du vérin hydropneumatique 17 vers la droite (dans le plan d dessin, figure 1). Dans sa position extrême droite, l1extrémité libre tige 21 agit sur l'interrupteur de fin de course 27. Lors du remplissage subséquent de l'accumulateur pneumohydrauliqu le cycle se répète suivant le processus décrit plus haut jusqu a ce qu pression de gaz dans l'accumulateur pneumohydraulique atteigne la vale prescrite. Une fois achevé le remplissage en gaz de l'accumulateur pneumohyd lique 7, on remplit de fluide liquide sa cavité hydraulique 7b à parti la source de pression 10. La commande est alors prête au fonctionnemen la presse hydraulique, qui s'effectue de la manière suivante. On relie la cavité hydraulique de l'accumulateur pneumohydrauliqu par l'intermédiaire de la valve d'admission 15, à la cavité "A" du vér commande 6. Sous l'action de la pression dans la cavité 'tA", ainsi que grâce au filetage sans autofreinage décrit plus haut, le corps 11 du v de commande 6, conjointement avec le coulisseau 2, réalise un mouvemen hélicoïdal vers le bas, en se rapprochant de ltébauche à travailler "B placée dans la moitié inférieure 5 de l'outil. L'outil agit sur l'ébat "B" en formant la pièce désirée. Ensuite la cavité "A" du vérin de commande6 est mise en communic par 1 intermédiaire de la valve de vidange 16, avec la canalisation hy lique de basse pression 9. Le vérin 14 (figure 1) ramène en position i (position supérieure) le corps ll du vérin de commande 6 conjointement le coulisseau 2. Pendant le façonnage de l'ébauche "B" suivante, le cycle de fonct nement de la presse se répète. Bien entendu, l'invention n t est nullement limitée aux modes de ré sation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exempl particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si cellessont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des dications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Commande de presse hydraulique notamment à vis, du type comportant un vérin de commande relié par son élément mobile au coulisseau de la presse et dont la cavité est7mise en communication avec une canalisation de basse pression par l'intermédiaire d'une soupape ou valve analogue de vidange, et à travers une soupape ou valve analogue d'admission, avec un accumulateur pneumohydraulique constitué d'une cavité hydraulique reliée à une source de pression, d'une cavité pneumatique et d'un dispositif pour le remplissage de sa cavité pneumatique, caractériséeen ce que le dispositif pour le remplissage de la cavité pneumatique de l'accumulateur pneumohydraulique comporte un vérin hydropneumatique doté d'un mécanisme de distribution pour la mise en communication alternée de sa cavité hydraulique côté tige avec la source de pression et avec la canalisation hydraulique de basse pression, et des valves de retenue pour la mise en communication alternée de la cavité pneumatique coté piston du vérin hydropneumatique avec la canalisation pneumatique et avec la cavité pneumatique de l'accumulateTrpneumohydraulique, respectivement. 2. Commande de presse hydraulique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme de distribution comporte une valve d'arret ou de fermeture avec un élément de commande, et des interrupteurs de fin de course reliant ledit élément de commande à la tige du vérin hydropneumatique et montés en des points correspondant aux positions extremes de l'extrémité libre de cette tige. 3. Commande de presse hydraulique conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la valve d'arrêt ou de fermeture comporte un corps dans la cavité duquel est logé un élément de fermeture pourvu d'un gradin, redan ou saillie annalogue annulaire sur sa surface extérieure, ainsi que des canaux longitudinaux et une queue au-dessus de laquelle est fixé un coussinet ou élément inséré ou encastré analogue dans lequel sont pratiqués des orifices coaxiaux audit élément de fermeture, l'un desdits orifices traversant ledit élément de part en part pour le passage de ladite queue, tandis que l'autre se présente sous forme d'une enceinte ou cavité dans laquelle est monté, de manière à pouvoir se trouver en contact permanent avec ladite queue, un piston formant dans cette enceinte une cavité située au-dessus de ce piston et reliée hydrauliquement à l1élément de commande précité,et une cavité située au-dessous dudit piston et mise en communi- cation avec l'atmosphère. 4. Commande de presse hydraulique conforme à l'une des revendications là 3, caractériséeen ce que l'aire de section transversale de la queue de l'élément de fermeture est inférieure à l'aire de son gradin annulaire pré cite, celle-ci étant à son tour inférieure à l'aire de la surface du piston disposé dans ladite enceinte de l'élément inséré précité.