Brevet FR2470675A1 — publié le 19810612

L'invention concerne une presse hydraulique destinée en particulier au cisaillage de tales ou d'un matériau en barres. Les presses hydrauliques destinées au travail des métaux connues 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 de ces 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'une presse hydraulique destinée en particulier au cisaillage de tôles ou d'un matériau en barres, sur laquelle les conditions d'écoulement sont modifiées, et les masses de toutes les pièces animées d'un mouvement rectiligne et les vitesses de celles-ci choisies dans un rapport tel que les énergies cinétiques se compensent. L'invention présente les particularités suivantes Dans un bâti de presse, est prévu un bloccylindre présentant deux pistons de presse alimentés des deux côtés, pistons raccordés par des tiges à un coulisseau de presse, ainsi qu'un piston de pompe alimenté des deux côtés et pourvu d'une tige. Les chambres cylindriques situées au-dessus des deux pistons de presse et du piston de pompe sont réunies entre elles par des conduits. Il en est de même des chambres cylindriques situées au-dessous des deux pistons de presse et du piston de pompe. Lors du mouvement ascendant du piston de pompe, le fluide hydraulique se trouvant dans la chambre cylindrique située au-dessus de ce piston est refoulé par des conduits dans les deux chambres cylindriques situées au-dessus des pistons de presse, ce qui engendre le mouvement vers le bas des deux pistons de presse, et par conséquent, du coulisseau.Dans le même temps, le fluide hydraulique se trouvant dans les deux chambres situées au-dessous des deux pistons de presse s'écoule par des conduits dans la chambre située au-dessous du piston de pompe. A l'inverse, un mouvement vers le bas du piston de pompe provoque un déplacement vers le haut des pistons de presse et du coulisseau. La tige du piston de pompe est raccordée à des organes permettant d'engendrer un mouvement de translation. A la place du bloc cylindre, des cylindres individuels peuvent être prévus. Le rapport entre la masse des pièces en mouvement rectiligne des organes engendrant la course et du piston de pompe (y compris celle de sa tige) d'une part et la masse des deux pistons de presse (y compris celle de leurs tiges, du coulisseau et de l'outillage supérieur) d'autre part, est égal au rapport existant entre la surface de la face supérieure du piston de pompe et la surface globale des deux faces supérieures des pistons de presse, ou au rapport de la surface de la face inférieure du piston de pompe à la surface globale des deux faces inférieures des pistons de presse. On obtient ainsi un équilibrage des masses en translation à sens alterné, le volume global des trois chambres cylindriques supérieures demeurant constant, comme le volume global de trois chambres cylindriques inférieures. La presse hydraulique conforme à l'invention peut aussi présenter plus d'un piston de pompe et plus de deux pistons de presse. Le guidage du coulisseau par les tiges de piston n'en est alors que meilleur et le diamètre des pistons peut hêtre choisi plus petit. Une exécution avantageuse de l'invention est obtenue lorsque le centre de gravité de l'ensem- ble piston de pompe, tige de piston de pompe et pièces en mouvement rectiligne des organes engendrant la course, ainsi que le centre de gravité de l'ensemble piston de presse, tiges des pistons de presse, coulisseau et partie supérieure de l'outillage se déplacent, durant la course de la presse, sur une seule ligne et parallèlement à l'axe de la course. Les couples occasionnés par l'énergie cinétique des pièces sont ainsi évités. Les organes ayant pour rôle d'engendrer la course du piston de pompe peuvent consister en une commande à excentrique ou une commande à came. Pour engendrer la course du piston de pompe, on peut également avoir recours à un moteur linéaire. Celui-ci permet d'exécuter un cycle programmé à partir des paramètres longueur de course, positionnement des fins de course et vitesses. - ~ Lorsqu'une commande à excentrique ou à came est utilisée, un volant peut être monté comme accumulateur d'énergie entre le moteur d'entraînement et l'arbre à excentrique ou à came. Les termes de "supérieur" et "inférieur" qui ont été utilisés dans la description ont été choisis pour expliquer plus facilement la position des pièces. Cela ne signifie pas que la presse hydraulique conforme à l'invention ne puisse être réalisée pour fonctionner dans une autre position, la position horizontale par exemple. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est décrite dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif. Les figures montrent Figure 1, une coupe selon le plan C-D de la figure 2 Figure 2, une coupe selon le plan A-B de la figure 1. La presse hydraulique représentée sur la - figure 1, presse découpant des tôles, dotée d'une cadence de travail élevée, comporte un bâti de presse 1, dans lequel est prévu un bloc-cylindre 2, comportant lui-même trois alésages cylindriques de même diamètre, raccordés par les conduits 10, 13 les uns aux autres. Dans les deux alésages extérieurs, un piston de presse 3 est monté. Par les tiges de piston 4, les deux pistons de presse 3 sont raccordés à un coulisseau de presse 5, les deux tiges de piston 4 assurant dans le même temps le guidage du coulisseau de presse 5. Au milieu de l'alésage cylindrique, est monté un piston de pompe 6, dont la tige de piston 7 est raccordée par une articulation 26 à la bielle 25 d'une commande à excentrique. Les autres pièces de la commande à excentrique sont un excentrique 24 et un arbre 21, sur lequel est monté un volant (figure 2), qui sert dans le même temps, de poulie pour un système de transmission par courroie 23 Cette transmission par courroie 23 relie la commande à excentrique à un moteur d'entrainement 20 Le fonctionnement de la presse est le suivant Le mouvement de rotation produit par le moteur d'entrainement 20 et transmis par le système 23 à courroie à l'arbre 21, est transformé à partir de la commande 24, 25, 26 à excentrique en un mouvement de translation de la tige de piston 7 et du piston de pompe 6.Le fluide hydraulique se trouvant dans les chambres hydrauliques 9, 12 au-dessus et audessous du piston de pompe 6 est refoulé alternativement, par l'intermédiaire des conduites 10, 13, dans les chambres hydrauliques 8, 11 au-dessus et au-dessous des deux pistons de presse 3, de sorte que les deux pistons 3 de presse exécutent avec le coulisseau de presse 5 une course. Au mouvement ascendant du piston de pompe 6, correspond un mouvement descendant du coulisseau de presse 5 et au mouvement descendant du piston de pompe 6, correspond un mouvement ascendant du coulisseau de presse 5. Etant donné que le fluide hydraulique peut être considéré comme presqu'incompressible et que les deux systèmes hydrauliques peuvent être considérés en soi comme des systèmes fermés, le rapport entre la course du piston de pompe 6 et la course du coulisseau est égal au rapport de la surface totale des deux faces supérieures des pistons de presse 17 à la surface de la face totale des deux faces inférieures des pistons de presse 19 et la surface de la face inférieure du piston de pompe 18. Les pertes intervenant ainsi que les variations de volume consécutives aux variations de température du fluide hydraulique sont compensées, par l'intermédiaire des deux perçages 27 et 28, par un dispositif non représenté. Etant donné que, dans l'exemple décrit, les trois alésages cylindriques ont le même diamètre, la course du coulisseau est égale à la moitié de celle du piston de pompe et l'effort à fournir par la commande à excentrique à la moitié de l'effort du coulisseau. L'effort réduit de la commande à excentrique se répercute favorablement sur le dimensionnement de celle-ci et sur la rigidité de la transmission. La masse globale de l'ensemble constitué par les deux pistons de presse 3, la tige de piston 4, le coulisseau 5 et la partie supérieure 14 de l'outillage de coupe 15 est le double de la masse globale de l'ensemble constitué par le piston de pompe 6, la tige de piston 7, l'articulation 26 et la composante de masse de la bielle 25 considérée comme soumise à un mouvement rectiligne. De ce fait, les énergies cinétiques des pièces en mouvement rectiligne sont compensées. Pour la masse de la partie supérieure 14 de l'outillage, une valeur moyenne des outillages usuellement utilisés a été retenue. Du fait de la disposition alternée des trois alésages cylindriques, le piston de pompe se trouvant au milieu des deux pistons de presse, aucun couple n'est engendré par l'effet des énergies cinétiques en présence. REVENDICATIONS 1) Presse hydraulique, en particulier pour le cisaillage à cadence rapide de tôles ou d'un matériau en barres, caractérisée par le fait que dans un bâti de presse (1), sont montés, à l'intérieur d'un bloc-cylindre (2) ou dans des cylindres individuels, deux pistons de présse (3) alimentés des deux côtés et raccordés par des tiges de piston (4) à un coulisseau de presse (5), ainsi qu'un piston de pompe (6) alimenté des deux côtés et pourvu d'une tige de piston (7), les chambres cylindriques (8, 9) situées audessus des pistons de presse (3) et du piston de pompe (6) étant raccordée l'une à l'autre par des conduits (10) et les chambres cylindriques (11, 12) situées au-dessous des pistons de presse (3) et du piston de pompe (6) raccordées entre elles par des conduits (13), par le fait que sont prévus des organes engendrant la course du piston de pompe (6), et par le fait que le rapport entre la masse, soumise à un déplacement rectiligne, de l'ensemble constitué par le piston de pompe (6), la tige de piston (7) et les organes engendrant la course du piston de pompe (6) d'une part, et la masse de l'ensemble pistons de presse (3), tiges de pistons (4), coulisseau de presse (5) et partie supérieure (14) de l'outillage d'autre part, est égal au rapport existant entre la surface de la face supérieure (16) 'du piston de pompe et la surface globale des faces supérieures (17) des pistons de presse, ou au rapport entre la surface de la face inférieure (18) du piston de pompe et la surface globale des faces inférieures (19) des pistons de presse. 2) Presse hydraulique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que sont prévus plus de deux pistons de presse (3) et/ou plus d'un piston de pompe (6). 3) Presse hydraulique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le centre de gravité de l'ensemble piston de pompe (6), tige de piston (7) et pièces en déplacement rectiligne des organes engendrant la course d'une part et le centre de gravité de l'ensemble pistons de presse (3), tiges de pistons (4), coulisseau de presse (5) et partie supérieure de l'outillage (14) d'autre part, se déplacent sur une ligne. 4) Presse hydraulique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que pour engendrer la course du piston de pompe (6), est prévue une commande à excentrique ou à came. 5) Presse hydraulique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que pour engendrer la course du piston de pompe (6), est prévu un moteur linéaire. 6) Presse hydraulique selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'entre un moteur d'entraînement (20) et un arbre (21), est prévu un volant (22) monté de préférence sur l'arbre (21).