Brevet FR2468774A1 — publié le 19810508

La présente invention se rapporte à un dispositif de commande pour un cylindre d'actionnement à simple effet, no- tamment d'un cylindre d'actionnement de presse dont le reser- voir de force tend à lever le piston et qui comprend un clapet de nonretour intercalé entre la source de fluide sous pression et le cylindre d'actionnement, et s'ouvrant en direction de ce dernier. Dans un dispositif connu de ce genre, qui comporte un appareil de commande électrique, des organes de commande sé- parés sont nécessaires pour régler la vitesse du mouvement entre le piston et l'enveloppe du cylindre d'actionnement et pour ajuster la pression dans la chambre de ce cylindre. La présente invention s'est fixe pour but de remplacer les deux organes de commande du dispositif connu par une seule valve à action proportionnelle influençable de l'extérieur. L'iivention atteint les buts qu'elle s'est fixée en ce que, entre la chambre de pression du cylindre d'actionnement et le réservoir d'alimentation, est intercalée une valve de com- mande dont l'organe de commande est sollicité, dans la direction d'ouverture, par la force d'un ressort et qui, dans la direction de fermeture est soumis à la force d'un fluide dont la pression est réglable par une valve à action proportionnelle influençable de l'extérieur. Un capteur manométrique surveille la pression maximale dans la chambre du cylindre d'actionnement et l'appareil de commande détermine la position relative des organes mobiles du cylindre d'actionnement ainsi que la vitesse de leurs mouvements mutuels. Ce dispositif de commande permet également de respec- ter les prescriptions de prévention des accidents en ce qui concerne le cylindre d'actionnement, en particulier dans le cas d'un cylindre d'actionnement de presse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée unique- ment à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel La figure 1 est un schéma d'une installation de commande d'un cylindre d'actionnement à simple effet conforme à la pré- sente invention comportant un ressort de rappel, La figure 2 est une vue partiellement en coupe longi- tudinalement d'une valve à action proportionnelle utilisée dans l'invention et, La figure 3 est une coupe longitudinale à travers une valve de commande également utilisée par l'invention. Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, une pompe 2 dont l'aspiration est reliée à un réservoir 1 est raccordée, par un conduit 3, à un clapet de non-retour 4 qui arrête la circulation en direction de la pompe. Ce clapet est relié par un conduit 5 à l'entrée P d'un distributeur hydrauli- que à 4/2 voies 6. Au raccord utilisateur A de ce distributeur est relié un conduit 7 qui, par l'intermédiaire d'un organe d'é- tranglement réglable 8 et d'un conduit 9 aboutit à la chambre de pression 10 d'un cylindre d'actionnement Il dont la tige 12 du piston Il dépasse vers le bas et qui comporte un ressort 13 qui tend à maintenir le piston 14 dans sa position supérieure. Un conduit de dérivation renfermant un clapet de non-retour 15 interrompant la circulation en direction de la chambre de pres- sion 10 contourne l'organe d'étranglement 8. Au conduit 7 est raccordé un capteur manométrique 16 qui engendre des signaux électriques correspondants à la pression mesurée. En se reportant au distributeur hydraulique 6, on voit qu'à son raccord le réservoir T est relié par un conduit 17 au conduit 7 aboutissant à l'entrée A, tandis qu'un conduit 18 relie l'entrée B avec le conduit 5 aboutissant au raccord de pompe P. Quand le tiroir du distributeur 6 occupe la position représentée, toutes ses entrées sont fermées. Dans l'autre posi- tion du tiroir, les raccords P et A, d'une part, et les raccords T et B., d'autre part, sont reliés. Le tiroir du distributeur 6 peut être actionné au moyen d'un électro-aimant 19. Au conduit 5 est reliée une valve de commande 20 qui a été représentée plus en détail sur la figure 3. Cette valve comprend une enveloppe 21 ayant une entrne 22 et une sortie 23. L'entrée 22 s'étend coaxialement à l'alésage longitudinal étagé de l'enveloppe 21, tandis que la sortie 23 est perpendi- culaire à celle-ci. Dans l'alésage axial de l'enveloppe.21 est inséré un manchon 24 dont la face frontale est voisine de l'entrée 22 et qui, au voisinage de la sortie 23 présente une couronne d'orifice de sortie 25. Dans le manchon 25 peut coulis- ser axialement un tiroir de commande 26 dont la section a une forme en H et qui présente, au voisinage de sa cloison trans- versale, une couronne d'orifice de commande 27 disposé radiale- ment. Au voisinage des orifices de commande 27, le tiroir 26 est entouré d'une gorge décalée par rapport à ces orifices. Dans la position ouverte du tiroir de commande 26, cette gorge est reliée aux orifices de sortie 25. Entre l'enveloppe 21 et le tiroir 26 est interposé un ressort de compression 28 qui tend à maintenir le tiroir ouvert. La sortie23 est reliée par un conduit 29 au réservoir 1. Le côté du.tiroir 26 qui est à l'oppo- sé du ressort 28 est relié à un conduit 30 aboutissant à un or- gane d'étranglement 31 qui, par un conduit 32, est raccordé à une valve 33 dont l'action est proportionnelle à la pression, et qui a été représenté plus en détail sur la figure 2. Le conduit est raccordé à une partie du couvercle reliée à l'enveloppe 21, et contre laquelle prennent appui, dans la position repré- sentée.sur le dessin, les composants 24 et 26. La valve à action proportionnelle 33 comprend une en- veloppe 34 dans l'alésage longitudinal de laquelle est logé un corps de valve cylindrique 35 contre le côté fermé duquel: s'ap- plique une vis 36 insérée dans l'enveloppe 34 et dont le côté ouvert forme un siège pour un obturateur conique ou un pointeau- 37. Le corps de valve 35 présente, dans la région du fond, des ouvertures radiales 38 qui débouchent dans un canal annulaire 39 prévu dans l'enveloppe 34. Le canal annulaire 39 est relié à un perçage radial 40, lequel est raccordé au conduit 32. Dans le perçage radial 40 débouche un canal 41 qui est relié à un conduit de commande 43. Les organes d'étranglement 31 et 42 pourraient être situés à l'intérieur de la valve à action proportionnelle 33. L'obturateur 37 est placé entre deux ressorts 45 et 46. Le côté du ressort 45 qui est à l'opposé de l'obturateur 37 prend appui contre l'enveloppe 34, tandis que le côté du res- sort 46 qui est à l'opposé de l'obturateur 37 s'applique contre un ressort Belleville 47 mobile axialement, qui est fixé sur le poussoir 48 d'un électro-aimant 49 qui est relié à un indica- teur de course 50. Sur la figure 2, le poussoir 48 est repré- senté dans sa position de repos. Il peut se déplacer, selon le dessin, vers la gauche sur une distance qui représente appro- ximativement la moitié de l'espacement entre le ressort Belle- ville 47 et l'obturateur 37. L'espace dans lequel le ressort 46 est logé est relié, par un perçage 51, à un conduit 52 qui, de son côté, communique avec le réservoir 1. L'électro-aimant 49 et l'indicateur de course 50 sont reliés à un appareil de commande électronique non représenté auquel sont également raccordés le capteur manométrique 16, ainsi que l'électro-aimant 19. Le capteur manométrique 16 répond à la pression régnant dans le conduit 7 et à la pression maximale de la chambre 10 du cylindre d'actionnement 11. L'appareil de com- mande détermine la direction et la vitesse du mouvement de la tige 12 du piston du cylindre d'actionnement 11. L'appareil de commande comprend également les dispositifs de sécurité confor- mes aux normes de sécurité concernant la prévention des accidents sur les presses. Il y a une relation de proportionnalité entre les signaux électriques du capteur manométrique 16 et l'indica- teur de course 50. Quand le tiroir du distributeur 6 occupe la position re- présentée, le liquide refoulé par la pompe 2 est recirculé par la valve de commande 20 dans le réservoir 1. Par contre, lorsque le tiroir du distributeur 6 occupe une autre position et lors- qu'une pression donnée a été sélectionnée sur la valve à action proportionnelle 33, ceci a pour effet de relier la pompe 2 à la chambre de pression 10 du cylindre d'actionnementll de sorte que le réglage de l'organe d'étranglement variable 8 et la pres- sion préétablie sur la valve à action proportionnelle 33 déter- minent la vitesse d'extension de la tige 12 du piston. Cette extension de la tige de piston 12 a lieu dès que la force exercée par le fluide sous pression dans la chambre 10 et dès que le poids de celui-ci dépassent la rézistar.ce du ressort 13. Tant que la pressi-on préétablie sur la valve à action proportionnelle 33 n'est pas dépassée dans le conduit 5, la valve de commande et la valve à action proportionnelle 33 restent fermées. Par contre dès que la pression prédéterminée est dépassée, la valve 33 s'ouvre de manière correspondante, et une certaine quantité de fluide sous pression peut gagner le conduit 52, tandis que du côté du tiroir 26 de la valve de commande 20 qui est opposé au ressort 28, la pression diminue, de sorte que le tiroir de commande 26 s'ouvre en rapport. Il est à noter que l'organe d'é- tranglement 42 est réglé de façon à ne permettre qu'à un faible courant de fluide sous pression d'arriver par le conduit de commande 44. Lorsque la pression exercée par le fluide dans la chambre 10 et le poids à déplacer sont inférieurs à la force du ressort 13, la tige de piston 12 rentre. Lorsque les forces anta- gonistes sont -gales, le piston 14 reste immobile. La force exercée sur l'obturateur 37 par le ressort 46 est déterminée par la position du ressort Belleville 47 dans la valve 33, ceci déterminant également la pression nécessaire dans le conduit 5 pour que le tiroir 26 s'ouvre. Il est à remarquer que le tiroir 26 peut s'ouvrir suffisamment pour évacuer et sup- primer rapidement 'La pression dans la chambre 10. En cas de fonctionnement incorrect de la valve de com- mande 20 et/ou de la valve à action proportionnelle 33, ou bien en cas de panne de l'indicateur de course 50 et/ou du capteur manométrique 16, par exemple, en l'absence d'une relation de proportionnalité entre la pression mesurée par le capteur mano- métrique 16 et la position du poussoir 48 dans la valve à action proportionnelle 33 l'électro aimant 19 du distributeur 6, ainsi que l'électro aimant 49 de la valve à action proportionnelle 33 ne sont plus alimentés. Dans ces conditions, le tiroir du distributeur 6 se place dans la position de fermeture représentée sur la figure 1, de sorte que, par suite de l'ouverture de la valve de commande 20, résultant de l'ouverture de la valve à action proportionnelle 33, la pompe se trouve reliée au réservoir 1, c'est-à-dire qu'elle se trouve court-circuitée et le circuit est dépressurisé. En cas de non fonctionnement de l'une des valves 20 -33, l'extension de la tige de piston 12 du cylindre Il est impos- sible. Dans l'appareil de commande, on peut prérégler en con- tinu la vitesse d'extension de la tige de piston 12, ainsi que la pression maximale dans la chambre 10. L'appareil de commande permet aussi d'adapter l'accélération du mouvement de la tige de piston 12 et sa vitesse de freinage aux besoins du travail. En calculant judicieusement la force du ressort de compression du clapet de non retour 4 et celle du ressort 28 de la valve de commande 20, on peut faire en sorte que le tiroir 26 de la valve de commande 20 vienne occuper rapidement sa po- sition de réglage, évitant ainsi la nécessité d'une pompe de commande spéciale. Dans le cas d'un cylindre d'actionnement à extension vers le haut, le réservoir de force peut être un poids à lever. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 NS 1 - Dispssitif de commande pour un cylindre d'action- nement à simple effet, notamment d'un cylindre d'actionnement de presse dont le réservoir de force tend à lever le piston et qui comprend un clapet de non-retour intercalé entre la source de fluide sous pression et le cylindre d'actionnement et s'ou- vrant en direction de ce dernier, caractérisé en ce que la chambre de pression (10) du cylindre d'actionnement (11) et le réservoir d'alimentation (1) est intercalée une valve de com- mande 20, dont l'organe de commande est sollicité, dans la di- rection d'ouverture, par la force d'un ressort et qui, dans la direction de fermeture est soumis à la force d'un fluide dont la pression est réglable par une valve à action proportionnelle (33) influençable de l'extérieur. 2 - Dispositif de commande selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il ne comprend qu'une seule valve à action proportionnelle (33). 3 - Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'obturateur (37) de la valve à action proportionnelle (33) est relié à travers un premier organe d'étranglement (42) au refoulement de la source de fluide sous pression (2) et en ce que, à travers un second organe d'étran- glement (31), une liaison est établie avec l'organe de commande (26) de la valve de commande (20) 4 - Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications préce-entes, caractérisé en ce qu'entre le clapet de non-retour (4) et la valve de commande (20) d'une part et la chambre de pression (10) du cylindre d'actionnement (11) d'autre part, est intercalé un organe d'étranglement réglable (8) qui est contourné par un clapet de non-retour (15) se fer- mant en direction de la chambre de pression. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'un indicateur manomé- trique (16) produisant des signaux est relié à travers l'organe d'étranglement réglable, à la chambre de pression (10) du cylindre d'actionnement (11) 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'entre l'organe d'étranglement réglable (8) d'une part, et le clapet de non-retour (4) et la valve de commande (20) d'autre part, est intercal un distributeur hydraulique commandé (6)