Brevet FR2473950A1 — publié le 19810724

La présente invention concerne un dispositif de compensation de forces dynamiques dues à la masse sur des presses mécaniques. Une application pourrait par exemple également être envisagée comme avantageuse sur d'autres machines-outils présentant des masses à accélérer alternativement en sens opposés. Des entraînements de presses mécaniques à rotation rapide, en particulier ceux comportant des mécanismes d'accouplement 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 non seulement un développement de bruit d'un niveau élevé, mais également des sollicitations de fatigue des éléments de transmission difficilement évaluables. Ceci est dû aux 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 mouvement libre. L'état de la vitesse du mécanisme lors de la séparation et celui lors de la réapplication déterminent par leur différence la vitesse de butée relative du coulis seau de presse et ainsi l'énergie de choc. Ces effets nuisibles augmentent avec le nombre croissant de courses de la presse. Selon une solution connue (Dem ande 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 cylindre et piston 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 cylindre et piston fait un angle d'environ 100 à 450 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 alimenté bilatéralement en air comprimé s'effectue par des soupapes à diverses voies en fonction de l'angle du vilebrequin.L'inconvénient de cette solution réside dans le fait que des effets d'inversion de åeu dans le mécanisme d'accouplement entre le vilebrequin et le coulisseau 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 dûes 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'entraînement de presses mécaniques et ainsi une diminution du développement de bruit et de la charge des éléments d'entraînement doivent être obtenus. En partant du but visé par l'invention, 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 que des ensembles à piston et cylindre remplis d'un liquide d'amortissement, reliés au coulisseau de presse et au bâti de celle-ci, sont mis en place, dont les chambres supérieure et inférieure de cylindre sont reliées entre elles avec interposition d'éléments de commande régulant par la pression dans les chambres de cylindre en fonction de la vitesse du coulisseau. Comme élément de commande, peuvent être prévus un intervalle de débordement entre le piston et la paroi interne du cylindre ou un é- tranglement dans la canalisation de liaison entre la chambre de cylindre supérieure et la chambre de cylindre inférieure.En vue de l'obtention de forces de compensation fonction de la distance et de la vitesse, la section de l'intervalle de débordement est réalisée avec une grandeur différente dans les différentes phases de la course du piston. Au cas où lors d'une course descendante et lors d'une course ascendante du coulisseau, 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 dans la canalisation de liaison entre la chambre supérieure et la chambre inférieure du cylindre.Le débordement, empêché par les étranglements, du liquide d'amortissement hors de la chambre inférieure du cylindre dans la chambre supérieure et inversement provoque durant la course du coulisseau un accroissement de pression dans le cylindre fonction de la vitesse du coulisseau, qui engendre la force de compensation souhaitée sur la surface du piston. Comme en général, les forces de compensation nécessaires pour les deux sens de déplacement du coulisseau de presse ont des valeurs différentes, les résistances à l'écoulement nécessaires sont dimensionnées différemment selon le sens d'écoulement respectif Une autre conséquence avantageuse de l'effet en fonction de la vitesse du dispositif consiste dans le fait qu'également pour des presses à nombre de courses réglable, seules des grandeurs d'étranglement réglées de manière constante sont nécessaires, car à vitesse croissante, non seulement les forces dynamiques dues à la masse croissent, mais également l'action des résistances à l'écoulement et ainsi les forces de compensation. Les forces de compensation agissant dans le sens opposé au mouvement du coulisseau favorisent simultanément le freinage du coulisseau de presse, par exemple en cas d'arrêt d'urgence, de sorte qué 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 représentation schématique de l'invention. A c & du coulisseau de presse 1, sont prévus un ou plusieurs ensembles à cylindre et piston 2 remplis d'un liquide d'amortissement, dont les cylindres sont reliés au bâti de presse et dont les tiges de piston sont reliées au coulisseau de presse 1. Simultanément, la chambre inférieure et la chambre supérieur du cylindre de chaque ensemble à cylindre et piston 2 est reliée par une canalisation de contournement 4 munie d'un clapet de retenue 3 à un système de compensation et de refroidissement 5. Dans le cas d'une course descendante du piston, le clapet de retenue 3 dans la canalisation de contournement 4 est fermé et le liquide d'amortissement est poussé à travers l'intervalle de débordement hors de la chambre inférieure du cylindre dans la chambre supérieure, les forces de compensation apparaissant étant fonction non seulement de la vitesse du piston, mais également de la section respective de l'intervalle de débordement0 L'allure de la force de compensation nécessaire détermine ainsi la configuration du diamètre interne du cylindre. Lors de la course ascendante du piston, le clapet de retenue 3 s'ouvre et il en résulte une circulation partielle du liquide d'amortissement par l'intermédiaire de la canalisation de contournement 4 et du système de compensation et de refroidissement 5 interposé. Grâce à un autre ensemble monté en parallèle, dont le clapet de retenue 3 agit en sens opposé, des forces de compensation fonction non seulement de la course du piston, mais également de sa vitesse peuvent être obtenues également durant la course ascendante du coulisseau de presse 1. REVENDICATIONS 1) Dispositif de compensation de forces dynamiques dues à la masse sur des presses mécaniques, caractérisé en ce que des ensembles à piston et cylindre (2) remplis d'un liquide d'amortissement sont disposés reliés au coulisseau de presse (1) et au bâti de presse, dont les chambres supérieure et inférieure de cylindre sont reliées entre elles avec interposition d'éléments de commande régulant par la pression dans les chambres de cylindre en fonction de la vitesse du coulisseau. 2) Dispositif de compensation de forces dynamiques dues à la masse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en tant qu'élément de commande est prévu un intervalle de débordement entre le piston et la paroi interne du cylindre. 3) Dispositif de compensation de force dynamiques dûes à la masse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la section de l'intervalle de débordement est réalisé selon différentes grandeurs dans les différentes phases de la course du piston. 4) Dispositif de compensation de forces dynamiques dues à la masse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en tant qu'élément de commande est disposé un étranglement dans la canalisation de liaison (4) entre la chambre supérieure et la chambre inférieure du cylindre. 5) Dispositif de compensation de forces dynamiques dues à la masse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en tant qu'élément de commande est prévu un étranglement coopérant avec un clapet de retenue pour chaque sens d'écoulement dans la canalisation de liaison (4) entre la chambre supérieure et la chambre inférieure du cylindre.