Brevet FR2470676A1 — publié le 19810612

L'invention concerne une presse hydraulique comportant un bâti de presse, un cylindre de presse équipé d'un piston et un coulisseau de presse, presse destinée en particulier au cisaillage à cadence rapide de tôles ou d'un matériau en barres. Les presses hydrauliques connues destinées au travail des métaux comportent un bâti de presse dans lequel sont disposés un cylindre de presse équipé d'un piston de presse, ainsi qu'une table. Le cylindre de presse est raccordé à une source de pression par des canalisations. Entre la source de pression et le cylindre de presse, sont montés des distributeurs permettant de commander la course, le sens de déplacement et la vitesse de déplacement du piston de presse. Ce type de construction ne permet d'atteindre que des cadences relativement réduites (moins de 200 coups/mn), car la vitesse d'écoulement du fluide hydraulique dans les canalisations est limitée, les temps de réponse des distributeurs trop longs et le fonctionnement de la presse rendu irrégulier par les masses en mouvement. De plus, ce type de construction présente, du fait de l'importance du volume de fluide sous pression, un manque de rigidité dans la transmission qui constitue un inconvénient, en particulier en cisaillage, lors de l'arrêt brutal de l'effort de coupe. Le but de l'invention est d'augmenter la cadence de travail des presses hydrauliques, de diminuer les vibrations des machines et d'abaisser leur niveau sonore. De plus, les capacités hydrauliques sous pression doivent être réduites à un minimum pour augmenter la rigidité de la transmission. L'invention a pour objet la création d'u ne presse hydraulique du type cité au début, sur laquelle les conditions d'écoulement soient modifiées, les masses de toutes les pièces animées d'un mouvement rectiligne et leurs vitesses étant choisies dans un rapport tel que les énergies cinétiques se compensent. L'invention résoud ce problème en prévoyant que la source de pression soit une pompe à piston sans clapet alimentée d'un seul côté. Le piston de la pompe et celui de la presse fonctionnent dans un espace cylindrique communs le piston de presse étant conformé en piston annulaire dont l'alésage sert de douille de guidage au piston de pompe. La tige du piston de pompe est raccordée au système d'entrainement de la pompe.La surface active de la face supérieure du piston de presse et la surface active de la face supérieure du piston de pompe limitent vers le bas la capacité hydraulique dans l'espace cylindrique commun, de sorte qu'un mouvement descendant du piston de pompe engendre un mouvement ascendant du piston de presse, et un mouvement ascendant du piston de pompe un mouvement descendant du piston de presse (la surface active est matérialisée par la projection normale de la face de piston concernée sur un plan perpendiculaire à l'axe du piston. Le volume du liquide pouvant être considéré comme constant, la cylindrée du piston de pompe correspond à celle du piston de presse. La masse du piston de pompe (y compris la masse des pièces de la transmission en déplacement rectiligne) et la masse du piston de pompe (y compris la masse du coulisseau de presse et celle de la partie supérieure de l'outillage) sont dans un rapport égal à celui existant entre la surface active de la partie supérieure du piston de pompe et la surface active de la partie supérieure du piston de presse. Comme mécanisme de commande de la pompe à piston sans clapet alimentée d'un seul côté, une commande à excentrique est à utiliser de préférence. La même fonction peut toutefois être assurée par un mécanisme de commande différent, par exemple par une commande à came. Pour l'entraînement de de la pompe à piston, est prévu un moteur couplé à l'arbre de la pompe, de préférence par une courroie de transmission. Entre le moteur et la pompe à piston, peut être monté un volant. On pourrait également prévoir pour l'entrainement de la pompe à piston, à la place d'un moteur rotatif, un moteur linéaire. Le piston de presse ou le coulisseau de presse sont en liaison fonctionnelle avec des organes appropriés pour la production d'un effort tendant à s'opposer au déplacement vers le bas du piston de presse, et par conséquent du coulisseau de presse. Dans la description, les termes de "supérieur" et d"'inférieur" ont été utilisés pour illustrer de façon simple la position des pièces composantes. Cela ne signifie pas que la presse hydraulique conforme à l'invention ne puisse être réalisée en vue d'un fonctionnement dans une autre position, horizontale par exemple. La position dans un espace cylindrique commun du piston de pompe et du piston de presse, la commande sans clapet ainsi que l'équilibrage des masses en mouvement rectiligne permettent d'obtenir avec les presses hydrauliques une cadence de travail plusieurs fois supérieure. De plus, les vibrations engendrées sur la machine par l'énergie cinétique des pièces, ainsi que les répercussions de ces vibrations sur la fondation et sur le bâtiment dans lequel est installée la presse sont réduites à un minimum et le niveau sonore abaissé. Dans ce qui suit, est décrite à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution de l'invention. Une représentation en coupe illustre cette description. La presse hydraulique représentée sur la figure comporte un bâti de presse 21 doté d'un cylindre de presse 1. Un moteur 12 entraîne par une courroie 16 un arbre 13 équipé d'un volant 14, arbre sur lequel est monté un excentrique 17. Celui-ci engendre par l'intermédiaire d'une bielle 18, d'une articulation 19 et d'une tige de piston 3 un mouvement rectiligne alternatif du piston de pompe 2. Le piston de pompe 2 est centré dans l'alésage 5 d'un piston de presse 4 de forme annulaire. La face supérieure 7 du piston de pompe limite, avec la face supérieure 6 du piston de presse, une chambre hydraulique 8 remplie d'huile. L'aire de la face supérieure 6 du piston de presse est égale à 10 fois celle de la-face supérieure 7 du piston de pompe.Lors de son mouvement ascendant, le piston de pompe 2 refoule sous pression l'huile, engendrant un mouvement descendant du piston de presse 4, du coulisseau de presse 9 et de la partie supérieure 10 de l'outillage 11. Durant ces déplacements, le rapport des courses respectives des pistons est l'inverse du rapport de leurs surfaces, le volume d'huile demeurant pratiquement constant. Le rapport entre la masse de l'ensemble constitué par le piston de pompe 2, sa tige 3, l'articulation 19 et la partie de la bielle 18 dont le déplacement peut être considéré comme rectiligne d'une part et la masse de l'ensemble piston de presse 4, coulisseau de presse 9 et partie supérieure 10 de l'ou- tillage d'autre part est égal à celui des surfaces actives des pistons; le déplacement en sens inverse des deu4 pistons aboutit donc à un équilibrage des masses mues selon un mouvement rectiligne. Au-dessus du piston de presse 4, est prévue une chambre 22 remplie d'air comprimé. La face inférieure 15 du piston de presse est ainsi soumise à une pression dont l'action s 'oppo- se à celle du poids propre et des forces d'accélération du piston de presse 4, du coulisseau de presse 9 et de la partie supérieure 10 de l'outillage, et qui transmet la force d'appui de l'outillage 11. Une ouverture 20 ménagée dans le cylindre de presse 1 assure la communication entre la chambre hydraulique 8 et un dispositif non représenté dont le rôle est de réguler le volume d'huile contenu dans cette chambre. REVENDICATIONS 1) Presse hydraulique, en particulier pour le cisaillage à cadence rapide de tôles ou d'un matériau en barres, comportant un bâti de presse dans le cylindre duquel un piston solidaire d'un coulisseau de presse peut se déplacer, caractérisée par le fait que sur le cylindre de presse (1), est disposée une pompe à piston sans clapet alimentée d'un seul coté, pompe comportant un piston de pompe (2), une tige de piston (3) ainsi que les organes nécessaires à la création du mouvement rectiligne alterné de la tige de piston (3) et du piston de pompe (2), le piston de presse (4) ayant la conformation d'un piston annulaire dans l'alésage (5) duquel le piston de pompe (2) est monté de façon telle que la face supérieure (6) (correspondant à la surface active) du piston de presse, et la face supérieure (7), (correspondant à la surface active) du piston de pompe limitent vers le bas la capacité de fluide hydraulique contenue dans la chambre hydraulique (8) du cylindre de presse (1), et par le fait que le rapport entre la masse, mue en translation, de la pompe à piston sans clapet alimentée d'un seul côté, et la masse de l'ensemble piston de presse (4), coulisseau (9) et partie supérieure (10) de l'outillage (11) est égal au rapport entre la surface active de la face supérieure (7) du piston de pompe et la surface active de la face supérieure (6) du piston de presse. 2) Presse hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que pour produire le mouvement rectiligne alterné du piston de la pompe à piston, est prévue une transmission à bielle (13, 17, 18, 19). 3) Presse hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que pour produire le mouvement rectiligne alterné du piston de la pompe à piston, est prévue une commande à excentrique. 4) Presse hydraulique selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait qu'entre un moteur d'entraînement (12) et un arbre (13), est monté un volant (14) installé de préférence sur l'arbre (13). 5) Presse hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que pour produire le mouvement rectiligne alterné du piston de la pompe à piston, est prévu un moteur linéaire. 6) Presse hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la face inférieure (15) du piston de presse (4) est soumise à la pression d'un fluide gazeux ou liquide.