Brevet FR2461854A1 — publié le 19810206

- 1- La présente invention concerne untm amortisseur de frappe destiné à obtenir des forces élastiques étagées à courbe caraotrist-ique pred6termine avec précision, notamment afin de réduire le bruit e.ndré par des machines comportant dez paties animdes d'un mouvemen de va-et- vient, par dxemle dc a e aohines-outils telles que des façonneuses. coupeuses, machines à estamper, emboutir ou poinçonner, etc., cet amortisseur de frappe se composant d'un cylindre télescopique rempli d'un fluide d'amortissement et étant installé entre la par- tie mobile et la partie fixe de la machine. Les mortiseurs de ce genre sont mis en oeuvre no- tamment pour amortir le bruit de frappe que font les machines h estamper et les machines à couper ou tran- eher mais aussi toute autre machine analogue ayant des parties animées d'un mouvement de va-et-rient. Le bruit de frappe que font de telles machines provient esrsentiellement du fait que lorsque l'opéra- tio Ia cvupe ou d'estampage, poinmçonnage, etc est terminée les parties obiles de ces machines se dé- tendent soudainement. Cette détente soudaine a en outre pour conséquence de soumettre à des contraintes mécaniques élevées les pièces de la machine concernées. Pouxr réduire le bruit de frappe et les contraintes on dispose entre les parties mobiles et les parties fixes de.ces machines des amortiseurs de frappe qui sont conçus sous forme de cylindres à commande hyro- pneumatique ou seulement hydraulique, comportant une commande primaire ou externe coateuse (voir la demande de brevet d'invention DE-AS 22 48 024), de sorte que ces amortisseturs ne peuvent ttre réglés que de manière trè. imprécise et qui demande du temps pour obtenir le couple d'amortissement désiré. L'incompressibilité de l'huile s'oppose en outre à une réception en douceui des parties de machine en détente, de sorte que la ré- duction du bruit est insuffisante. De plus, un supplé- ment de bruit est causé par la partie mobile de la ma- -2 - chine qui heurte le piston des cylindres. Ce bruit peut très bien atteindre le niveau de celui engendré par la machine elle-mtme. Le problème auquel l'in- vention a apporté une solution était de créer un amor- tisseur de frappe du genre doécrit en préambule mais ayant un comportement d'amortissement considérablement amélioré, assurant notamment une action d'amortissement du bruit plus effioace. La solution apportée à ce problème par l'invention consiste en ce que le cylindre télescopique est conçu sous forme d'un cylindre pneumatique ayant au moins deux étages et comportant un piston extérieur et au moins un piston intérieur coulissant dans le piston extérieur. Grace à cette disposition l'amortisseur peut être installé entre les parties mobiles et les parties fixes de la machine de telle façon que pendant toute la course de travail de son piston intérieur celui- ci soit en contact avec la partie mobile de la machine. En effet, étant donné la petite surface de ce piston et la présenoe d'ui volume gazeux encore grand sous le cylindre pneuratique, le mouvement de descente de ce piston int6rieur.n'oppose qu'une faible.résistance, de sorte qu'il n'y a pratiquement pas d'%nergie mo- trice perdue. Ce n'est que lorsque le piston extérieur est sol- licité - ce qui, dans les machines-outils, doit se pro- duire dès que l'usinage effectué ou à l'instant auquel il est sur le point de l'être - que la force de réaction devient incomparablement plus grande, parce que la sur- face de piston effective est considérablement plus grande et parce quo le volume gazeux est alors devenu consi- dérablement plus petit. Cette force de réaction est alors capable d'absorber l'impact bruyant de la partie mobile de la machine, ce qui, grace au gaz qui remplit le cylindre, s'effectue relativement en douceur, de sorte que les porties de la machine sont soumises à des -3 - efforts moindres et que la.r6duction du bruit est effi- cace. Il est recommandé d'employer un gaz inerte.pour remplir le cylindre pneumatique, par exemple de l'azote. Dans une forme d'exécution avantageuse de l'invention il est prévu que l'extrémité extérieure du piston extérieur comporte une butée qui est destinée à être actionnée par le piston intérieur et est munie d'une mati&re qui amor- tit les chocs. GrAce à cette disposition le bruit caUse par la rencontre du piston intérieur et du piston exté- rieur se trouve considérablement réduit. Une forme d'exécution particulièrement avantageuse de cette butée prévue à lextrémité extérieure du piston extérieur est obtenue lorsque cette butée est constitue par un élargissement en forme de gradin ménagé dans la paroi intérieure du piston extérieur et dans lequel est logée une bogue élastique, et lorsque le piston ex- térieur comporte mun renflement qui, lorsque ce piston rentre dans le piston extérieur, rencontre exclusive- ment la bague 6lastique. Dans cette disposition il est avantageux que la zone de transition entre le pis- ton intérieur et la partie renflée de oelui-ci soit tronconique. GrSce à cette disposition, la bague lo- gée dans lé1largissement en forme de gradin est solli- citée essentiellement radialement par le renflement tronconique du piston intérieur lorsque celui-ci rentre dans le piston extérieur, de sorte que ce.dernier se trouve entrain6 par le piston intérieur d'une manière particulièrement silencieuse.Afin que la bague élas- tique ne soit pao expulsée vers le haut par le piston intérieur, il est tr6vu que l'élargissement en forme de gradin dans lequel est logée cette bague ait une section qui se rétrécit un peu en direction de l'ex- trémité intérieur du piston extérieur. Afin de pouvoir adapter de façon optimale le début de la mise on oeuvre du piston extérieur aux conditions de chaque cas, l'in.lvention pr6voit en outre que l'ex- trémité extèricure du piston extérieur soit de préfé- rence rgla-blo en hauteur, ce qui peut être réalisé -4 - en constituant la dite extrémité sous forme d'une douille de butée vissée dans un taraudage. le. ré- glage en hauteur peut alors être effectué par roto- tion de cette douille. Il est en outre intéressant de constituer cette douille en nmme temps pour servir de guidage pour le piston intérieur. Pour empocher cette douille-de butte de tourner intempestivement, des bagues en polyamide peuvent tre prévues. L'invention prévoit en outre dans le fond du cy- lindre pneumatique un coussin ou tampon d'huile composé de préférence d'une matière synthétique dure expansde et imprégnée d'huile. Gr8ce à ce coussin il se forme, par suite de l'effet de pompe causé par les déplace- ments des pistons, un brouillard d'huile dans le cy- lindre pneumatique, ce qui assure une lubrification suffisante des pièces en mouvement. En même temps ee coussin d'huile sert de butée de sécurité pour le cas o la machine dépasserait accidentellement sa course prescrite. Le cylindre pneumatique de l'amortisseur de frappe peut Otre nuni d'une charge gazeuse enfermée. Des joints d'étanchéité appropriés disposes sur les deux pistons s'opposaent de façon fiable à toute sortie de gaz qui amoindrirait l'effet d'amortissement. Mais l'intérieur du cylindre pneumatique peut aussi être raccordé, par un tuyau d'amenée qui en traverse le fond,>un réservoir de pression qui assure que même en cas de fuite lég're due à des phénomènes d'usure aux joints glissants le bon fonctionnement de l'omortis- seur pourra étre gaoranti -pendant longtemps. 1>'extré- mité ouverte de ce tuyau d'amenée engagée dans le cy- lindre pnetmatique doit de préférence se trouver, par rapport au piston intérieur muni d'un alésage récep- teur, en un endroit tel que cette extrémité ouverte se trouve, par pdnétration dons l'alésage récepteur, ob- turée au plus trod juste avant que le piston extérieur n'entre en action, De cette façon on évite que la pression élev6e engendrée lors de la descente du piston extérieur ne se propoage dans le réservoir de pression, ce qui causerait une diminution de l'effort de réaction. Pour éviter des avaries lorsque le tuyau d'amenée pénètre dans l'alésage récepteur, il y a en outre inté- r8t d'une part à ce que l'extrémité ouverte du tuyau dt amenée soit située suffisamm.ent loin à l'intérieur de.. l'alésage récepteur pour qu'elle reste dins cet alésage pendant la totalité de la course de remontée, d'autre part à prévoir dans ce tuyau des orifices latéraux à une hauteur telle qu'ils. se trouvent obturés par le piston intérieur juste avant que le piston extérieur soit actionné. le tuyau d'amenée reste. ainsi toujours dans l1al6sage récepteur, de sorte qu'il est guidé par le piston intrieur. Il est particulibrement indiqué de prévoir ce tuyau d'amenée toutes les fois que plusieurs amortisseurs doivent être disposés sur un même plateau de f ond, Dansce cas, les tuyaux d'amenée à chacun des amortisseurs peuvrent 8tre reliés entre eux par l'intermédiaire de perçages dans le plateau de fond et être raccordés.à un réservoir de pression. Grtoe à cette disposition l'effet amortis- seur est uniforme dans tous les amortisseurs, de sorte que les parties mobiles de la machine équipée de ces amortisseurs ne risque pas d'être sollicitées unilatéra- lement et inégalement. Ainsi que déjà mentionné, le système d'amortisse- ment selon l'invention peut 8tre mis en oeuvre dons de nombreux domaines techniques sans se limiter à la ré- duction du.bruit. Parmi ceux-ci, et également dans le cadre de l'utilisation fondamentale et avantageuse sur les machines comportant des parties animées d'un mouve- ment de va-et-vient, on mentionnera.le domaine de la défense militaire en rapport avec l'annulation de 1' effort.de recul. L'invention va.maintenant être décrite plus en détail ci-après h l'aide d'un exemple d'exeoution il- lustré au dessin; sur ce dernier: -6- - lafigure 1 est une vue en élévation d'une partie, d'une machine_à estamper représentée à l'état fermé (cô- té gauche) et, coté droit, à l'état ouverte eette ma- chine -tant munie d'amortisseurs de frappe, - la figure 1A est une vue en plan correspondant à la fig, I" - la figure 2 est une vue en coupe verticale au travers d'un amortisseur de frappe selon la fig.l, - la figure 2A est une vue à plus grande écble de la partie encerclée sur la fig.l, et - lon figure 2B est une vue en plan correspondant à la fig.2. LM machine à estamper représentée à la fig.l en élévation (à l'état fermé sur la moitié de gauche, à l'état ouvert sur la moitié de droite) comprend essen- tiellement une table 2" un plateau de fond 3, un pla- teau de coupe 4 ainsi qu'un coulisseau 5 au-dessous du- quel sont disposés un plateau de t8te 6 et un poinçon d'estampage 9 maintenu par l'intermédiaire de colonnes de guidage 7, 8 entourées par une plaque de guidage ou de dépouille 9a. Entre le plateau de fond 3 et le plateau de t9te 6 est disposé dans chaque angle un amortisseur de frappe , 11. Ces quatre amortisseurs servent à retenir les parties mobiles de la machine à estamper 1 aussitôt que la course do travail est achevée, ce qui assure la ré- duction du bruit qui se produit lorsque les dites par- ties mobiles, ayant accompli l'usinage, arrivent à la fin de leur course sons retenue élastique. Ainsi qu'il ressort de la partie droite de la fi- gure l, chacun des amortisseurs ll se compose d'un cy- lindre pneumntiquoe à deux étages, comportant uS corps de cylindre 12, un piston extérieur 13 et un piston in- térieur 14 guidé dans le piston extérieur 13. Le piston intérieur l4 peut sortir suffisamment pour être toujours en contact avec le plateua de tete 6, de sorte qu'il ne peut se produire de bruit de frappe entre oes deux parties. -.7 - Le piston extérieur.13 ne sort du corps 12, par son extrémité supérieure, que juste assez pour que, lorsque le coulisseau 5 descend, ce piston ne soit touché qu'auusittt après achèvement de l'estampage ainsi que cela ressort de la moitié gauche de la fig.1. Ensemble avec le piston intérieur 14'il arrête alors le coulisseau 5 et emptche ainsi un choc bruyant. A la fig.2 est représentée, partiellement en coupe verticale, la structure intérieure de l'amortisseur de frappe 10 selon la fig.l. Comme déjà mentionné, les parties principales de cet amortissers 10 sont le corps 12, le piston oextrieur 13 et le piston intérieur 14. Le corps 12 se compose de quatre parties qui sont: un fond de cylindre 15, une douille cylindrique 16, une bague de limitation de course 17 et une bague formant chapeau 18. la douille 16 est, par sa partie inféri- eure, vissée dsnas un évidement correspondant ménagé dans un plateau de fond 3 (voir fig.l); cette douille fixe ainsi le fond de cylindre 15 par l'intermédiaire de joints connus 19. Ia bague de limitation de course 17 pénètre par le haut dans le corps 12, et son bord inférieur emptche le piston ext6rieur 13 de continuer de sortir ducy- lindre sous l'aotion de la pression qui règne dans le corps 12. La bague de limitation de course 17 repose par une collerette 20 sur le bord supérieur de la douille 16 et est maintenue appliquée contre cette douille par la b,:gue formant chapeau 18, cette dernière étant vissée sur l'extérieur de la douille 16. le piston extérieur 13 présente à son extrémité in- férieure une partic élargie formant une collerette 21 pour s'engager derrière la bogue de limitation de course 17a is cet endroit ce piston est muni au total. de trois bigues dcl'6tanchéité 22,23,24 qui empochent lt azote contenu dans la corps 12 de s'échepper. En plus, la bague de limitation de course 17 comporte elle aussi au total doux bagues d'étanchéité 25 et 26. En plus de leur fonction d'étanchéité les bagues 22 à 26 ont pour rôle de guider le piston extérieur 13. Une bague ds raclage 27 s'oppose à l'entrée de salissures dans le champ de guidage et d'étanchéité du piston ex- térieur 13. la -partie supérieure du piston extérieur 13 est conçue en tant que douille de guidage 28 pour le piston intérieur 14. Cette douille est vissée dans la partie supérieure du piston extérieur 13, avec possibilité de réglage en hauteur, de sorte que la course h laqw2le. le piston extérieur est sollicité par le coulisseau 5, respectivement le plateau de tète 6 de ce dernier, est réglable. Par un contre-écrou 29 qui, .de préférence, exerce un effet d'autoblocoage sous les vibrations, la hauteur de la douille de guidage 28 une fois réglée peut 8tre verrouillée afinl de ne pas se modifier en service. L'amortisseur de frappe peut Otre conçu sous forme de systèmc ferm6, dans lequel l'intérieur du corps de cylindre n'a aucune-communication avec l'ex- térieur. Toutefois, lorsque plusieurs amortisseurs et ll sont mis en oeuvre, il y a intér t h relier entre eux les intérieurs des corps 12 afin d'assurer un équilibre des pressions et par conséquent un effort d'amortissement uniforme. Dans ce but, l'amortisseur comporte un tube d'amenée 37 qui traverse le fond et dont l'oxtrémité ouverte est si haute qu'il pé- nètre dans un alésage récepteur 38 ménagé dans le pis- ton intérieur 14. Le tube d'nmenée 37 présente laté- rslement.des ouvertures 39 disposées à une hauteur telle qu'elles sont ouvertes lorsque le piston inté- rieur 14 est sorti, mais que lors de la rentrée de ce piston elles soient obturées par la paroi de l'alésage récepteur 38 lorsque le piston extérieur 13 est sur le point d'être reicontré. De cette façon la pression élevée engendrée lors de la rentrée du piston 13 ne peut s'échapper pur l'intermédiaire du tube d'amenée 37. 246 1854 - 9- Ce tube d'amende 37 communique avec les autres tubes d'amende des autres amo tisseurs de frappe 11, par l'intermédiaire de perçages 40 dans le plateau de fond 3, ainsi qut'avec un réservoir de pression; tout ceci n'est cependant pas représenté au dessin. le piston intérieur 14 est guidé dans le piston extérieur 13 par l'intermédiaire de bagues d'étanchéité ,31, h son extrémité inférieure et, par l'intermé- diaire d'une autre bague d'étanchéité 32, dans la douille de guidage 28. L'extrémité supérieure du piston intérieur 14 prsdeente un renflement tronconique 33 qui, lors de la descente de ce piston, rencontre une bague d'amortissement 34 en matériau élastique logée dans une gorge 35 à l'intérieur d'une douille de guidage 28. Cette bague d'amortissement 34 absorbe en douceur le mouvement de rentrée du piston in.érieur 14 et le transmet seans à-coup au piston extérieur 13, qui, de de ce fait, se trouve entrainé vers le bas. Pendant ce déplacement le plateau de tète 6 ne touche pas la douille de guidage 28 et donc non plus le piston extérieur 13, de sorte qu'il ne peut se pro- duire du bruit d à un choc. Afin que la bague d'amor- tissement 34 ne soit pas expulsée vers le haut, la gorge 35 va on se r6trécissant un peu vers le haut. Dans le fond 15 du cylindre est renfermé un cous- sin d'huile 36 on matière alvéolaire synthétique im- rSgné6 d'huile. star suite des mouvements des pistons extérieur 13 et intérieur 14 gui provoquent un effet il se produit un brouillard d'huile de pompage/qui assure constamment la lubrification des pièces en mouvement. lie processus de descente élastique de l'amortis- seur de frappe 10 se déroule en deux temps. Tant que seul le piston intérieur 14 est sollicité par la. plaque de tete 6, la résistonce opposée est faible, à cause de la surfrce effective relativement petite du piston intérieur 14 et du volume gazeux alors encore relativement gr.nd, peu comprimé, de sorte que l'énergie - 10 - motrice ne subit pratiquement pas de perte. Ce n'est que lorsque le piston intérieur 14 rencontre la bague d'amor- tissement 34 et, de ce fait, entratne le piston extérieur 13 en continuant de descendre, que l'amortisseur de frappe 10 durcit sa caractéristique de fonctionnement à cause de la surface effective totale des pistons devenue considé- rablement plus grande et de la pression alors elle aussi considérablement plus élevée..0e comportement plus dur doit commencer à s'exercer à l'instant auquel les par- ties en mouvement de la machine à estamper 1 commencent à se détendre après que l'opération d'estampage soit achevée, de sorte qu'il faut alors absorber des efforts importants. le réglage de cet instant s'effectue, comme déjà mentionné, par l'intermédiaire de la douille de guidage 28 r6glable en hauteur. Ia caractéristique de la courbe de résistance de l'amortisseur de frappe 10 peut 9tre modifiée dans de larges limites en jouant sur les dimensions des deux surfaces de piston effectives, et ce tant en valeur ab- solue que relative ltune par rapport à l'autre, sur la pression initaile et sur le volume disponible dans le corps 12 du cylindre. De cette manière une adapta- tion optimale de l'amortisseur de frappe 10 h tous les besoins est possible. - 1i - REVENDIOATIONS 1. Amortisseur de frappe destiné à obtenir des forces élastiques étagées à courbe caractéristique prédéterminée avec précision, notamment afin de réduire le bruit engendré par des machines comportant des parties animées d'un mouve- ment de va-et-vient, par exemple des machines-outils telles que façonneuses,.coupeuses, machines à estamper, emboutir, poinçonner, etc., cet amortisseur de frappe se composant d'un cylindre télescopique rempli d'un fluide d'amortis- sement et étant installé entre la partie mobile et la par- tie fixe de la machine, r e m a r q u a b 1 e e.n c e que le cylindre.télescoJque est conçu sous forme d'un cy- lindre pneumatique (12,13.,-14) ayant au moins deux. étages et comportant un piston extérieur (13) et au.mo.ins un piston intérieur (14' coulissant dans le piston extérieur. 2. Amortisseur de frappe selon la revendication 1, remarquable en ce que le cylindre pneumatique (12,13,14) est rempli d'un gaz inerte. 3. Amortisseur do frappe seloi la revendication 2, remarquable en ce que le gaz inerte est de l'azote. 4. Amortisseur de frappe selon l'une quelconque des revendications prScédentes, remarquable en ce que le piston extérieur (15) comporte à son extrémité extérieure une butée (35) destinée à ttre actionnée par le piston intérieur (14) et munie d'une matibre (34) qui amortit les chocs. 5. Amortisseur de frappe selon la revendication 4, remarquable en ce que la butée est constituée par un é- largissement (35) en folrme de gradin mnnagé dans la paroi intérieure du piston extérieur et dans lequel est logée. une bague élastique (34), et en ce que le piston intérieur (14) comporte un renflement (33) qui, lorsque ce piston rentre dans le piston extérieur (13), rencontre exclusivement la bague élastique (34). 6. Amortisseur de frappe selon la revendication 5, remarquable en ce que la zone de transition entre le -12- piston intérieur (14) et la partie renflée de celui-ci est tronconique. 7. Amortisseur de frappe selon la revendication 5 ou 6, remarquable en ce que l'élargissement en forme de gradin (35) a une section qui se rétrécit un peu en di- rection de l'extrémité extérieure du piston extérieur. 8. Amortisseur de frappe selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que ltex- tr6mité extérieure du piston extérieur (13) est réglable en hauteur. 9. Amortisseur de frappe selon la revendication 8, remarquable en ce que l'extrémité extérieure du piston extérieur l13) est constituée par une douille de butée (28) vissée dans un taraudage. 10. Amortisseur de frappe selon la revendication 9, remarquable en ce que la douille de butte (28) sert en mtme temps de douille guidage pour le piston intérieur. 11. Amortisseur de frappe selon la revendication 9 ou 10, remarquable on ce que la douille de butée (28) est bloquée en rotation par une bague en polyamide (29). 12. Amortisseur de frappe selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce qu'un cous- sin d'huile (36) est disposé dans le fond (15) du cylindre pneumatique (12,13,14). 13. Amortisseur de frappe selon la revendication 12, remarquable en ce que le coussin d'huile (36) est composé d'une matière synthétique dure expansée et imprégnée d' huile. 14. Amortisseur de frappe selon l'une quelconque des an revendications r6écédentes, remarquable en ce que le fond (15) du cylindre pneumatique (12,13,14) est traverse par un tuyau d'amenée (37) qui relie l'intérieur de ce cylindre à un réservoir de pression, l'extrémité ouverte de ce tuyau étant, par rapport au.piston intérieur (14) muni d'un alésage récepteur (38), disposée de telle sorte que cette extrémité se trouve, par pénétration dans le dit alésage récepteur (38), obturée au plus tard Juste - 13 - que cette extramitt se trouve, par pénétration dans. le dit alésage rdcepteur (38), obturée au plus tard juste avant que le piston extérieur (13) n'entre en action, 15. Amortisseur de frappe selon la revendicatiLn 14, remarquable en ce que l'extrémité ouverte du tuyau d'ame- née (37) est située suffisamment loin h l'intérieur de 1' alésage récepteur (3PD pour qu'elle reste dons cet alésage pendant toute la course. de remontée, des orifices laté- l'raux (39) étant prévus dons la dite extrémité h une hau- teur telle qutils se trouvent obturés par le piston inté- rieour (14) Juste avant que le piston extérieur soit ac- tionné. n 16. Système amortiseur de frappe combiant plusieurs amortisseurs selon la revendication 14 ou 15, remarquable en ce que les amortisseurs (10,11) sont disposés sur un plateau de fond (3) et sont reliés entre eux par des tuyaux d'amenée (37) qui traversent des perçages (40) dans le dit plateau et sont raccordés à un réservoir de pression. 17. Appareil comportant des parties de machine ani- mées d'un mouvement de va-et-vient, notamment une machine- outil telle que par exemple une foçonneuse, une trancheuse, une machine à estamrer, emboutir ou poinçonner, dans la- quelle au moins un onotisseur de frappe selon l'une quel- conque des revendications précédentes est interposeé.entre la partie mobile et la partie fixe de cette nachine.. cet appareil étant remarquable en ce que chaque muortis- seur (10911) est installe et éventuellement réglé de telle façon que son piston intérieur (14) soit toujours en contact avec la p.artie mobile (6) de la machine et que son piston extérieur (13) n'est actionné qu'au début du mouvement qui, auporavant, était cause du bruit, ce dJ.but coTncidant avec l'achèvement de la course de façon- nhge, de coupe, d'emboutissage,eto, dans le oas de machines-outils.