Brevet FR2473951A1 — publié le 19810724

La présente insrention concerne un lispcsi- tif de compensation pnelmatique d forces dynamiques dQes à la masse sur des presses mécaniques. Une alli- cation pourrait par exemple également être envisagée comme avantageuse sur d'autres machines-outils présentant des masses à accélérer alternativement en sens opposés. En vue du soulagement d système d'entrai- nement et pour des raisons de sécurité du travail, les forces dûes au poids de la masse du coulisseau de grandes presses sont principalement équilibrées au moyen de dispositifs de compensation pneumatiques. Dans des solutions techniques connues (demande de brevets allemands DE-OS 2.007.617, DE-OS 2.206. 323, brevet américian NO 3.115.086) des deux côtés du coulisseau de presse, sont disposés, reliés au coulisseau ainsi qu'au bâti de presse, des ensembles à piston et cylindre pouvant être alimentés en air comprime, qui sont réunis par l'intermédiaire de canalisations à un réservoir de compensation ainsi qu'à une source d'ir comprimé réglable. Gråce à un tel système de compensation, on obtient une force de compensation approximativement constante, adaptée au poids du coulisseau de presse et de l'outil supérieur, sur toute la longueur de la course du coulisseau. Dans une autre solution connue (Certificat d'auteur russe NO 311.509), en vue de l'obtention d'un couple de freinage supplémentaire à proximité de la position extrême supérieure du coulisseau de presse, les ensembles à piston et cylindre sont reliés alternativement par l'intermédiaire de soupapes à plusieurs voies pouvant être commandées en fonction de l'angle du vilebrequin, avec l'air extérieur ou avec un réservoir de compensation. La commande respective des soupapes à Vs es multiples permet une modification du volume en fonction de la distance et ainsi une variation commandée de la pression dans le cylindre durant les différentes phases de la course du coulisseau, en particulier à proximité de la position extrême supérieure du coulisseau de presse.Les inconvénients de cette solution résident dans la dépendance exclusive, vis à vis de la distance, de 13 pression. Des entrainement de presses mécaniques à rotation rapide, en particulier ceux comportant des mécanismes d'accoplement à éléments multiples en vue de la génération de mouvements de coulisseau particuliers, présentent au cours de leur déroulement cinématique des valeurs de vitesse et d'accélération, qui, en coopération avec le jeu et l'élasticité du mécanisme, conduisent à des phénomènes de choc et d'oscillation, qui ont pour conséquence un développement de bruit d'un niveau élevé, mais également des sollicitations de fatigue difficilement évaluables.La cause en est les forces d'inertie du coulisseau de presse et de l'outil supérieur qui, au cours des phases du changement d'accélération conduisent à l'inversion de jeu dans les articulations du mécanisme d'accouplement et dans les paires d'engrenages. Ceci signifie un découplage rapide du coulisseau de presse de son système d'entraînement. Ce découplage est provoqué par la séparation du coulisseau de presse de son support unilatéral et prend fin lors de l'application sur l'autre côté du jeu de mécanisme. Durant le découplage, le coulisseau de presse décrit un mou versent libre. L'état de vitesse de la position du mécanisme lors de la séparation et celui lors de la réapplication déterminent par leur différence la vitesse de butée relative du coulisseau de presse équilibré et ainsi l'énergie de choc.Ces effets nuisibles aug mentent avec le nombre croissant de courses de la presse. Les dispositifs de compensation pneumatique décrits ci-dessus ne présente sous ce rapport aucun effet compensatoire suffisant. Dans une autre solution connue (demande de brevet en Allemagne Fédérale DE-AS 2.115.975), en vue d'éviter le changement du couple de rotation sur le vilebrequin, un ensemble à piston et cylindre supplémentaire est disposé pivotant dans le bâti de presse, dont la tige de piston est rattachée au point d'articulation de la bielle avec le vilebrequin. La position de travail de cet ensemble à piston et cylindre fait un angle d'environ 10 -45 entre l'axe du cylindre et le guidage du coulisseau, de sorte qu'en particulier à proximité de la position extrême supérieure du coulisseau de presse des couples de compensation peuvent être transmis au vilebrequin. La commande du piston pouvant être alimenté bilatéralement en air comprimé s'effectue par des soupapes à voies multiples en fonction de l'angle de la manivelle.L'inconvénient de ce te solution réside dans le fait que des effets d'inversion de jeu dans le mécanisme d'accouplement entre le vilebrequin et le coulis seau de presse ne peuvent pas être influencés, car aucun effet direct de force ne se produit sur le coulisseau de presse. Une compensation des forces dynamiques dues à la masse grâce à la mise en place de masses de compensation supplémentaires n'est possible que dans le cas de petites presses pour des raisons de matériau et de structure. Grâce à l'application de la présente invention et avec des moyens techniques simples, un raccourcissement des temps de freinage et une diminution des phénomènes de choc et d'oscillation dans le système d'entrainement de presses mécaniques et ainsi une diminution du développement de bruit et de la charge des éléments d'entrainement doivent être obtenus. En partant du but visé par ltinvention, le problème est de réaliser une compensation des forces dynamiques dues à la masse sur le coulis seau de presse par des forces de compensation supplémentaires s'exerçant en fonction de la vitesse du coulisseau. Conformément à l'invention, ceci est obtenu par le fait- qu'entre l'ensemble à piston et cylindre et le réservoir de compensation, est disposé un élément de commande régulant la pression dans les ensembles à cylindre et piston en fonction de la vitesse du coulisseau. L'élément de commande pourrait, dans sa forme de réalisation la plus simple, être un étranglement.Au cas où lors de la course descendante et lors de la course ascendantè du coulisseau de presse différentes forces de compensation sont nécessaires, il est avantageux de disposer en tant qu'élément de commande un étranglement coopérant avec un clapet de retenue pour chaque sens d'écoulement. Les conditions d'accélération du mouvement du coulisseau d'une presse exigent en vue de la compensation des forces dynamiques dues à la masse une force supplémentaire s' exerçant dans le sens opposé au déplacement du coulisseau, fonction de la vitesse dé celui-ci. En association avec la compensation de poids, ceci signifie une surcompensation souhaitable dans le cas de la course descendante et une sous-compensation dans le cas d'une course ascendante. Enfonctionne- ment, l'expulsion empêchée par l'étranglement de l'air comprimé hors du cylindre lors d'une course descendante du coulis seau de presse provoque un accroissement de pression dans le cylindre, qui se traduit par la force de compensation souhaitée sur la surface du piston. Egalement, une résistance supplémentaire à l'écoulement lors de la course ascendante provoque un afflux différé de l'air comprimé et ainsi la sous-compensation souhaitée.Comme en général, les forces de compensation nécessaires ont des valeurs différentes pour les deux sens de déplacement du coulisseau de presse, les résistances à l'écoulement nécessaires sont dimensionnées différemment selon le sens d'écoulement respectif. Un avantage particulier de la solution selon l'invention réside dans le mode d'exécution simple et le montage non compliqué dans le cas de presses à compensation pneumatique de poids.D'autres effets utiles résident dans l'action en fonction de la vitesse du dispositif, de sorte qu'également tourdes presses à nombre de courses réglable, seules des grandeurs d'étranglement reglées de manière constante sont nécessaires, car à vitesse croissante, non seulement les forces dynamiques dûes à la masse croissent, mais également l'action des résistances à l'écoulement et ainsi les forces de compensation. Non seulement, la surcompensation souhaitée dans le cas d'une course descendante, mais également la sous-compensation dans le cas d'une course ascendante favorisent le freinage du coulisseau de presse, par exemple en cas d'arrêt d'urgence, de sorte que l'invention constitue un moyen efficace en vue du raccourcissement des temps et des distances de freinage. Une forme de réalisation avantageuse de l'invention est expliquée ci-après en détail à l'aide d'un exemple de réalisation, en regard du dessin annexé dont la figure unique montre une représenta- tion schématique avec un étranglement pour chaque sens d'écoulement. A côté du coulisseau de presse 1, sont disposés des ensembles à piston et cylindre 2 pouvant être alimentés en air comprimé, dont les cylindres sont reliés au bâti de presse et dont les tiges de piston sont reliées au coulisseau de presse 1. Les chambres inférieures de cylindre des ensembles 2 à piston et cylindre sont reliées par des canalisations 3 à un réservoir de compensation 4, afin que les fluctuations de pression par suite des variations de volume lors de la course du coulisseau demeurent faibles. Dans les canalisations 3 entre les chambres inférieures de cylindre et le réservoir de compensation sont disposés des éléments de commande 5 réglables en fonction de la vitesse du coulisseau. En tant que variante de réalisation la plus simple, un étranglement pourrait être disposé en tant qu'élément de commande 5. Sur la figure, en tant qu'élément de commande 5 est représenté un étranglement coopérant avec un clapet de retenue pour chaque sens d'écoulement, différentes résistances à l'écoulement et ainsi différentes forces de compensation pour une course ascendante et pour une course descendante du coulisseau de presse 1 étant ainsi réalisables. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de compensation de forces dynamiques dûes à la masse sur des presses mécaniques, dans. lesquelles en vue de la compensation du poids du coulisseau de presse et de l'outil supérieur sont disposés des ensembles à piston et cylindre pouvant être alimentés en air comprimé, respectivement reliés des deux côtés du coulisseau de presse à celui-ci et au bâti de presse, ensembles qui sont reliés par l'intermédiaire de canalisations à un réservoir de compensation ainsi qu'à une source d'air comprimé réglable, caractérisé en ce qu'entre chaque ensemble à piston et cylindre (2) et le réservoir de compensation (4) est disposé un élément de commande (5) régulant la pression dans l'ensemble à piston et cylindre (2) en fonction de la vitesse du coulisseau (1). 2. - Dispositif de compensation de forces dynamiques dues à la masse selon la revendication l, caractérisé en ce qu'en tant qu'élément de commande (5) est dispose un étranglement. 3. - Dispositif de compensation de forces dynamiques dûes a la masse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en tant qu'élément de commande (5) est disposé un étranglement coopérant avec un clapet de retenue pour chaque sens d'écoulement.