Brevet FR2479088A1 — publié le 19811002

Dispositif amortisseur des chocs dans les presses à poinçanner. L'invention est relative à un dispositif ayant pour but d'amortir le choc provoqué par la coupe et destiné à des presses à découper ou poinçonner, en particulier hydrauliques, qui comporte au moins deux vérins constitués de pistons et de cylindres (cylindres amortisseurs) qui sont disposés symétriquement par rapport au poussoir, qui, tout au moins dans la dernière phase de la course de travail, sont intercalés entre le poussoir de la presse et le bâti de la machine d'une façon qui leur permet de suivre le mouvement sans opposer de résistance, et dont les chambres sous pression sont reliées à un dispositif destiné à commander le fluide sous pression. La course de travail d'une telle presse peut d'une manière simplifiée être décomposée en une phase d'éta- blissement de la pression et une phase de découpage ou poinçonnage. Pendant la phase d'établissement de la pression, la pièce à façonner est déformée plastiquement tandis que, en même temps, le bâti de la presse et les outils presseurs sont soumis à un étirage ou à un allongement qui dépend de leur élasticité. Ils emmagasinent alors de l'énergie corres- pondant à l'effort de découpage maximal. Au moment o se produit le poinçonnage, cette énergie est brusquement libérée; elle est transformée en énergie vibratoire et se manifeste sous forme de bruit. Dans les presses à poinçon- ner hydrauliques, il apparaît en outre au moment du poinçonnage une accélération explosive du poussoir. Ces phénomènes se déroulent dans des fractions de temps qui se chiffrent en millisecondes et provoquent, outre un bruit indésirable, une usure importante de l'outil et de la machine. Pour combattre ou supprimer ces phénomènes indésirables on conna5t, entre autres dispositions, des dispositifs hydrauliques destinés à amortir le choc - provoqué par la coupe. La pièce essentielle composant un tel dispositif est un cylindre amortisseur hydraulique qui provoque un effort antagoniste et doit empocher que les tensions auxquelles est soumis le bâti de la machine ne disparaissent brutalement, une fois le poinçonnage effectué. les dispositifs de ce type connus jusqu'à présent présentent comme principal inconvénient qu' une grande partie de la force de compression est perdue du fait de la force antago- niste engendrée par le cylindre amortisseur. Pour éviter, autant que faire se peut, ces pertes de la force de compression on en est venu à régler d'une façon appropriée la force exercée par le cylindre amortisseur au moyen d'un dispositif comportant une ou plusieurs soupapes. Par la demande de brevet allemand publiée avant examen 25 12 822, on conna t un dispositif comportant un tel mode de réglage. Dans ce dispositif, est raccordée au cylindre amortisseur une soupape de décharge qui est commandée par un dispositif régulateur de la pression d'une façon telle que, au moment o apparaît le choc provoqué par la coupe,- la section de libre passage offerte par la soupape se réduit. Ce dispositif est relativement coateux et compliqué et présente en outre l'inconvénient qu'il est nécessaire de procéder à un ajuste!ent précis des éléments de transmission en fonction des conditions dans lesquelles s'effectue la course de la presse et de la position, dans chaque cas, du point o a lieu le poinçonnage. Le but de l'invention est de remédier aux difficultés et aux insuffisances auxquelles on a à faire face avec les dispositifs connus. Elle se propose de réaliser un dispositif permettant d'amortir de façon active le choc provoqué par le poinçonnage, dispositif grâce auquel il soit possible d'éliminer presque totalement le bruit engendré par le choc de poinçonnage tout en ne provoquant cependant qu'une perte minime sur la force de compression et qui puisse être inséré facilement sans être notablement plus encombrant que le cylindre amortisseur rencontré dans les presses à poinçonner usuelles; enfin dans ce dispositif la commande et le réglage de la pression dans les cylindres amortisseurs doivent pouvoir etre réalisés par mise en oeuvre de moyens hydrauliques simples et de fonctionnement sar. Partant d'un dispositif amortisseur du choc provoqué par le poinçonnage du type décrit au préambule, l'invention résoud le problème posé à l'aide d'un dispositif de commande possédant les caractéristiques suivantes a) dans un carter sont disposés, à une même distance de l'axe, deux pistons auxiliaires mobiles qui s'appliquent chacun par une surface en oblique sur des cÈtés opposés d'un coin de commande pouvant se déplacer perpendiculaire- ment à la direction dans laquelle se déplacent les pistons auxiliaires et dont les chambres sous pression sont chacune en communication, indépendamment l'une de l'autre, avec la chambre sous pression d'un des cylindres amortisseurs, b) sur le coin de commande agit, sur son extrémité voisine de son sommet, un piston de commande, dans la chambre sous pression duquel un fluide sous pression est introduit en fonction de la pression régnant dans le cylindre principal du poussoir de la presse, c) sur le coin de commande agit en outre, sur son c8té opposé au piston de commande, un piston antagoniste de commande dont la chambre sous pression est en communication avec une source de fluide sous pression et avec un appareil régulateur hydraulique de pression, d) lorsque le poussoir de la presse exécute sa course de travail, le coin de commande, sous l'action des forces développées par les pistons de commande et auxiliai- res se déplace en vainquant la force exercée par le piston antagoniste de commande de telle sorte que, par suite du coulissement des pistons auxiliaires et de l'accroissement qui en résulte de leurs chambres sous pression, les cylindres amortisseurs suivent le mouvement du poussoir de la presse, en synchronisme avec celui-ci, et sans opposer de résistance jusqu'au moment o se produit le poinçonnage, et e) au moment o se produit le poinçonnage, par suite de la chute de pression dans le cylindre principal et de la réduction simultanée, jusque vers zéro, de la force exercée par le piston de commande, le coin de commande se trouve bloqué-et par conséquent les cylindres amortisseurs cessent de suivre le mouvement sans opposer de résistance de sorte qu'ils agissent comme des blocs rigides et empochent le poussoir de s'enfoncer brutalement. D'une manière avantageuse, la chambre sous pression du piston de commande est en communication directe avec le cylindre principal du poussoir de presse. Une autre caractéristique de l'invention consiste à utiliser un appareil régulateur de pression pouvant être soumis à l'action d'un fluide hydraulique et dont le branchement de commande est relié au cylindre principal par une canalisation. Le dispositif de commande réalisé selon l'inven- tion présente toute une série d'avantages. Un de ses avantages principaux est à rechercher dans le fait que les cylindres amortisseurs n'opposent aucune résistance notable au poussoir de presse pendant le mouvement d'abaissement à vitesse uniforme jusqu'au moment du poinçonnage. Ceci veut dire que la force nominale de la presse à poinçonner est en pratique totalement utilisée. Au moment du poinçonnage, les cylindres amortisseurs agissent au contraire comme des blocs rigides et empêchent de la sorte un enfoncement brutal du poussoir, grâce à quoi se trouve évité le bruit qui apparait normalement au moment du poinçonnage. Après que le poinçonnage a été exécuté, le déplacement vers le haut du poussoir est aussitôt amorcé par le dispositif de commande normal. Comme à ce moment la force exercée par le piston antagoniste de commande peut agir en totalité sur le coin de commande, les cylindres amortisseurs agissent dans le sens opposé sur le poussoir de la presse ce qui a pour conséquence que le soulagement du bâti et l'élimination des tensions internes auxquelles ce bâti était soumis se produisent alors, non pas brutalement mais en douceur. La commande du fluide sous pression, commande qui selon l'invention est effectuée de façon indépendante sur au moins deux cylindres amortisseurs disposés symétriquement par rapport au poussoir de la presse, a en outre pour effet de maintenir un parallélisme absolu dudit poussoir; le dispositif de commande sert donc en même temps de dispositif de synchronisation. Dans le cas o le poussoir se décale pour prendre une position légèrement oblique, un des deux cylindres amortisseurs se trouve déchargé et par suite la force agissant sur le cylindre auxiliaire du dispositif de commande qui lui est associé, se trouve aussi annulée. La conséquence en est l'interruption du déplacement vers le bas du coin de commande. Mais comme alors le cylindre auxiliaire disposé de l'autre c6té dudit coin ne peut plus suivre le mouvement, le cylindre amortisseur associé oppose au poussoir une résistance presque totale et de ce fait provoque une correction de la position du poussoir qui a tendance à se placer en oblique. Un autre avantage important de l'invention est à voir dans la compensation automatique de l'élasticité du fluide sous pression, des cylindres amortisseurs et des autres éléments mécaniques du système amortisseur. Cette compensation automatique est obtenue du fait que la pression du fluide sous pression est maintenue constante dans les cylindres amortisseurs ce qui n'est en général pas le cas dans les dispositifs amortisseurs connus. Avec le dispositif selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que la force développée par le piston antagoniste de commande s'exerce constamment sur le coin de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un de ses modes de réalisation, donné ici à titre illustratif mais nullement limitatif, qui en sera faite ci-après à l'aide de l'unique figure annexée qui représente sous forme schématique un dispositif destiné à amortir le choc se produisant au moment du poinçonnage dans une presse à poinçonner hydraulique. La presse à poinçonner hydraulique représentée comporte un bâti 1, une table 2 et, au-dessus de celle-ci, le poussoir mobile 3 sur lequel est fixé un outil 4 destiné à poinçonner la pièce à façonner 5. Un piston 6, qui est guidé de façon à se déplacer axialement dans un cylindre principal 7, sert à actionner le poussoir 3. Pour assurer le guidage parallèle dudit poussoir 3, il est prévu sur les extrémités opposées de celui-ci des tiges de guidage 8. Celles-ci peuvent être fixées soit au bâti 1 soit au poussoir 3 et sont guidées de façon à pouvoir coulisser longitudinalement dans des évidements appropriés prévus dans une autre partie de la machine. Sur la table 2 de la presse, sont placés, des deux c3tés de l'axe médian du poussoir 3, des cylindres amortisseurs 9, 10. Les tiges des pistons se trouvant dans ces cylindres amortisseurs font saillie hors desdits cylindres et, par leurs surfaces frontales, viennent s'appliquer avec une certaine pression contre le poussoir 3 au cours du mouvement vers le bas de celui-ci. Le dispositif de commande se compose d'un carter 11 dans lequel sont logés, de façon à pouvoir coulisser axialement, quatre pistons disposés en croix dans des perçages prévus dans la paroi du carter. Dans deux parois opposées, sont prévus des pistons auxiliaires 12, 13 qui présentent sur leurs extrémités intérieures une surface inclinée en oblique. Les chambres sous pression 14, 15 se trouvant sur la face arrière des pistons auxiliaires 12, 13 sont chacune en communication, par l'intermédiaire de canalisations et indépendamment l'une de l'autre, avec un cylindre amortisseur associé respectivement 9 et 10. Dans le carter 11 sont en outre logés, perpendi- culairement aux cylindres auxiliaires 12, 13, d'une part un piston de commande 16 et d'autre part un piston antagonis- te de commande 17. Entre ces deux pistons se trouve un coin de commande 18 dont les faces d'appui opposées forment avec l'axe longitudinal du coin de commande un angle a. Du côté du sommet du triangle formant le coin de commande, le coin de commande 18 se transforme en un appendice cylindrique 19 qui est en contact de pression avec le piston de commande 16. L'angle d'inclinaisona des faces d'appui du coin de commande 18 n'a aucune influence sur le principe du mode de fonctionnement du dispositif. Mais pour le dimensionnement du dispositif, on doit en tenir compte du fait que la modification de cet angle entraîne aussi une modification des chemins parcourus par les pistons auxiliai- res 12, 13 et par suite par les chemins parcourus par les cylindres amortisseurs 9, 10 vis-à-vis du poussoir 3. Des valeurs utilisables pratiquement pour cet angle a se tiennent dans le domaine s'étendant de 10 à 300. La chambre sous pression du piston de commande 16 est en communication directe, par une canalisation de liaison, avec la chambre sous pression du cylindre principal 7. A la chambre sous pression du piston antagoniste de commande 17 sont reliés une source de fluide sous pression 20 et un appareil régulateur de pression 21 qui peut être réglé sur une pression de commande prédéterminée. L'appareil régulateur de pression 21 est équipé d'un dispositif permettant de fixer la pression maximale. Il contient en outre un raccordement de commande 22 qui, par une canalisation 23, est relié directement à la chambre sous pression du cylindre principal 7. Une telle liaison de l'appareil régulateur de pression avec le cylindre prin- cipal 7 présente l'avantage que, en cas de modification de la pression de travail, l'appareil régulateur de pression 21 s'adapte automatiquement pour tenir compte de la modification de la pression de travail. De cette manière, la force exercée par le piston antagoniste de commande 17 se règle automatiquement en fonction de la pression régnant dans le circuit sous pression-du cylindre principal 7 et par conséquent dans le rapport qui convient, compte tenu des forces exercées par le piston de commande 16 et les 8 2479088 pistons auxiliaires 12, 13. Pour obtenir un mouvement uniforme du poussoir de presse jusqu'au moment o se produit le poinçonnage, il faut que sur le coin de commande 18 soit respectée la condition suivante P2 être légèrement plus faible que la somme des autres forces. Pour obtenir un travail impeccable, il suffit que la force P2 soit de quelque pour cent inférieure à la somme des forces antagonistes. La force P1 exercée par le piston de commande 16 et les forces P3 + P4 exercées par les pistons auxiliaires 12, 13 provoquent, en vainquant la force P2 exercée par le piston antagoniste 17 un mouvement vers le bas du coin de commande 18. Pendant cette phase de déplacement, les cylindres amortisseurs 9, 10 n'exercent sur le poussoir 3 aucune résistance notable. Au moment du-poinçonnage, il se produit brutale- ment une détente dans la chambre sous pression du cylindre principal 7 et par suite dans la chambre sous pression du piston de commande 16. La force-P1 tend vers zéro. Le coin de commande 18 se bloque et empêche par suite les pistons auxiliaires 12, 13 de poursuivre leur mouvement. Ceci a pour conséquence que les cylindres amortisseurs 9, 10 ne peuvent plus suivre le mouvement et se comportent comme des blocs rigides. Sous l'action de la commande normale de la presse, le mouvement vers le haut du poussoir 3 s'amorce au moment du poinçonnage. Le soulagement du bâti de la presse, qui commence à se manifester en même temps, ne peut pas avoir lieu brutalement car la force P2 produite par le piston antagoniste de commande 17 peut exercer tout son effet sur le coin de commande 18 et provoque un déplacement vers le haut de celui-ci sous l'action de la poussée. De ce fait et simultanément les pistons auxiliaires 12, 13 se déplacent vers l'extérieur et en conséquence les cylindres amortisseurs 9, 10 exercent une poussée contre le poussoir 3. Cette force antagoniste a pour effet que la suppression des tensions internes dans le bâti 1 s'effectue en douceur. En vue d'obtenir la commande assurant le synchronis- me dont il a été question ci-dessus, les forces agissant sur le coin de commande 18 doivent satisfaire aux conditions suivantes P1 + P3 tg a 18 ne serait plus en mesure de poursuivre son mouvement. L'immobilisation du coin de commande 18 empAcherait le piston auxiliaire 13 de continuer à suivre le mouvement et par suite immobiliserait aussi le cylindre amortisseur 10 qui lui est associé et qui exercerait alors momentanément une force antagoniste sur le poussoir 3 et par conséquent agirait pour s'opposer à l'obliquité qui s'est amorcée. Grâce au fait que le parallélisme du poussoir de presse se trouve maintenu, le cylindre amortisseur 9 se retrouve en charge et par suite, pendant le déplacement normal vers le bas du poussoir 3, la condition d'équilibre se trouve rétablie sur le coin de commande 18. Il n'est pas nécessaire d'insister de façon particulière sur le fait qu'il est possible de mettre en oeuvre un nombre de cylindres amortisseurs supérieur à deux il suffit simplement dans ce cas de veiller à ce que deux groupes indentiques de cylindres amortisseurs agissent symétriquement sur le poussoir et que tous les cylindres amortisseurs se trouvant d'un côté du plan médian soient en communication avec la chambre sous pression du premier piston auxiliaire et que les cylindres amortisseurs se trouvant sur l'autre c8té soient raccordés à la chambre sous pression du deuxième piston auxiliaire. Aux avantages dont on a déjà fait mention, il faut encore ajouter que la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention n'exige pratiquement aucune opération d'ajuste- ment. Le dispositif décrit convient tout aussi bien pour des presses à poinçonner non hydrauliques. Dans un tel cas il est nécessaire de prévoir, pour assurer le fonctionnement du dispositif de commande, un cylindre de commande qui soit actionné en fonction du mouvement du poussoir de la presse. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. il 2479088 REVENDICATIONS 1. Dispositif ayant pour but d'amortir le choc provoqué par la coupe et destiné à des presses à découper ou poinçonner, en particulier hydrauliques, qui comporte au moins deux vérins constitués de pistons et de cylindres (cylindres amortisseurs) qui sont disposés symétriquement par rapport au poussoir, qui, tout au moins dans la dernière phase de la course de travail, sont intercalés entre le poussoir de la presse et le bâti de la machine d'une façon qui leur permet de suivre le mouvement sans opposer de résistance, et dont les chambres sous pression sont reliées àun dispositif destiné à commander le fluide sous pression, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif de commande ayant les Â5 caractéristiques suivantes: a) dans un carter (11) sont disposés, à une même distance de l'axe, deux pistons auxiliaires mobiles (12, 13) qui s'appliquent chacun par une surface en oblique sur des c8tés opposés d'un coin de commande. (18) pouvant se déplacer perpendiculairement à la direction dans laquelle se déplacent les pistons auxiliaires (12, 13) et dont les chambres sous pression (14, 15) sont chacune en communication, indépendamment l'une de l'autre, avec la chambre sous pression d'un des cylindres amortisseurs (9, 10), b) sur le coin de commande (18) agit, sur son extrémité voisine de son sommet, un piston de commande (16), dans la chambre sous pression duquel un fluide sous pression est introduit en fonction de la pression régnant dans le cylindre principal (7) du poussoir (3) de la presse, c) sur le coin de commande (18) agit en outre, sur son côté opposé au piston de commande (16), un piston antagoniste de commande (17) dont la chambre sous pression est en communication avec une source (20) de fluide sous pression et avec un appareil régulateur hydraulique de pression (21), 12 2479088 d) lorsque le poussoir (3) de la presse exécute sa course de travail, le coin de commande (18), sous l'action des forces développées par les pistons (16 et 12, 13) se déplace en vainquant la force exercée par le piston antago- niste de commande (17) de telle sorte que, par suite du coulissement des pistons auxiliaires (12, 13) et de l'accrois- sement qui en résulte de leurs chambres sous pression (14, 15), les cylindres amortisseurs (9, 10) suivent le mouvement du poussoir (3) de la presse,en synchronisme avec celui-ci,et sans opposer de résistance jusqu'au moment o se produit le poinçonnage, et e) au moment o se produit le poinçonnage, par suite de la chute de pression dans le cylindre principal (7) et de la réduction simultanée, jusque vers zéro, de la force exercée par le piston de commande (16), le coin de commande (18) se trouve bloqué et par conséquent les cylindres amortisseurs (9, 10) cessent de suivre le mouvement sans opposer de résistance de sorte qu'ils agissent comme des blocs rigides et empêchent le poussoir (3) de s'enfoncer brutalement. - 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre sous pression du piston de commande (16) est en communication avec le cylindre principal (7) du poussoir (3) de la presse par l'intermédiaire d'une canalisation de liaison. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pression de commande fixée par l'appareil régulateur de pression (21) est réglable. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on peut agir hydrauliquement sur l'appareil régulateur de pression (21) et que l'entrée de commande (22) de cet appareil est en communication avec le cylindre principal (7) par l'intermédiaire d'une canalisation.