Brevet FR2486450A1 — publié le 19820115

Dispositif de commande et de pilotage pour presse à genouillères L'invention concerne un dispositif de commande et de pilotage pour presse à genouillères, destinée de façon génerale au travail du métal, ou autres matériaux, et notamment aux opérations de cambrage, de sertissage, de pliage, d'emboutissage, de marquage ou de poinçonnage. Les presses à genouillères sont usuel le ment constituees d'un socle ou bâti comportant une table de travail sur laquelle est posé le lopin de métal à façonner, cette table étant située en regard d'un piston porte-outils, mobile en translation alternative, et relié à un piston de commande, soumis à l'action d'un fluide, par une articulation à genouillère formée de deux leviers, réunis entre eux par une articulation conique, à la manière d'un compas, l'un des leviers étant articule sur le piston porte-outils, tandis que l'autre levier est articule sur un axe réglable d'appui fixe, cette articulation étant accouplee au piston de commande par une bielle prolongeant ledit piston. Ces presses connues présentent l'inconve- nient d'être grandes consommatrices d'energie, malgre la démultiplication formee par la genouillere, et de ne pas permettre d'atteindre, à partir d'une pression donnée du fluide de travail, de fortes puissances sur le piston porte-outils, à moins d'accroître sensiblement le volume de la presse, ou d'accroître de façon importante la pression du fluide de travail, ce qui entraîne par voie de conséquence une grande consommation d'énergie pour augmenter cette pression. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et notamment d'obtenir des presses une puissance élevée sans augmenter leur volume et sans élever la pression du fluide de travail, c'est-à-dire sans depense d'énergie supplementaire. L'invention concerne donc un dispositif de commande et de pilotage pour presse à genouillères, du type constitue d'un piston porte-outils relié par au moins deux leviers articulés de renvoi à un piston de commande soumis à l'action d'un fluide de travail, dispositif caractérise en ce que le piston de commande est réalise en deux parties coaxiales, mobiles en translation l'une par rapport à l'autre, un organe d'embrayage étant inséré entre les deux parties du piston pour les rendre périodiquement solidaires en déplacement axial. Suivant un mode de réalisation, l'une des deux parties du piston est constituée d'un noyau central relié à la bielle dudit piston par un axe d'articulation, l'autre extrémité de ce noyau s'épanouissant sous la forme d'une tête cylindrique creuse dans laquelle peut coulisser l'autre partie du piston en forme de manchon tubulaire, traversée par le noyau central. Suivant une caractéristique de l'invention, le noyau central est forme d'une vis à pas réversible solidaire d'un tenon de guidage, fixe en rotation et coulissant dans une rainure axiale prevue sur la paroi interne dela partie en forme de manchon. Un dispositif de commande selon l'inven- tion est représenté à titre d'exemple non limitatif sur les figures cijointes dans lesquelles - la Fig. 1 est une vue en coupe schématique d'une presse à genouilleres équipée du dispositif de commande et de pilotage selon l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe schématique du piston de commande en position "armée"; - là Fig. 3 est une vue en coupe schémati- que montrant la position du piston de commande lorsque le piston porteoutils a terminé sa phase d'approche; - la Fig. 4 est un graphique montrant en traits mixtes la courbe de puissance des presses connues et en trait plein la courbe de puissance de la presse selon l'invention. Comme illustré en Fig. 1, la presse a genouillères selon l'invention est constituee essentiellement d'un socle ou bati 1, reposant ou non sur le sol, d'un carter 2 renfermant le mécanisme de liaison et de renvoi dit "à genouillères", ce carter 2 étant prolonge vers le haut par un cylindre 3 dans lequel se meut le piston de commande, celui-ci étant accouple par le mécanisme à genouil lères à un piston de travail ou piston porte-outils 4 traversant le bâti 1.De façon usuelle, ce piston porte-outils 4 est mobile en translation alternative dans un plan vertical et est relié au piston de commande, mobile dans le cylindre 3, par un mécanisme à deux genouil lères, formant une double démultiplication, la première genouillère etant constituée de deux leviers 5 et 6, respectivement reliés à un axe fixe 7 et à une articulation 8, solidaire du piston porte-outils 4, ces deux leviers etant réunis entre eux par une articulation commune 9, elle-même reliée par une biellette 10 à une seconde genouillère 11 formée d'un levier, basculant sur un axe fixe 12, ce levier étant relié au piston de commande mobile dans le cylindre 3 par une bielle 13 articu lée sur le levier 11 par un axe 14, ce levier 11 étant par ailleurs relié à la biellette 10 de la première genouillère par un axe d'articulation 15. Ce levier 11 forme avec la bielle 13 du piston de commande une sorte de manivelle dont le mouvement est transmis à la première genouillère 5-6 par la biellette de liaison et de renvoi 10.Dans l'exemple illustré en Fig. 1, le piston porte-outils 4 est en fin de course correspondant à l'alignement dans le même plan vertical des leviers 5 et 6, alors qu'en position "armée" (piston porte-outils relevé) l'articulation 9 de la premiere genouillère occupe la position 91 l'axe d'articulation 15 la position 151, l'axe d'articulation 14 la position 14riz le levier 11 étant dans ce cas en position relevez, c'est-à-dire ayant pivote vers le haut autour de l'axe 12 d'un angle û d'environ 45". Le dispositif de commande et de pilotage selon l'invention est quant à lui constitué d'un piston de commande réalisé en deux parties 16 et 171 mobiles en translation axiale l'une par rapport à l'autre, ces deux parties de piston étant coaxiales et étant susceptibles d'être rendues solidaires dans leur déplacement par un organe d'embrayage constitue d'un écrou 18 (Fig. 1). L'une des deux parties du piston est cons tituée d'une tige 16 prolongée par une vis à pas réversible 19 sur laquelle est monté tournant l'écrou d'embrayage 18, lui-même supporté par un roulement à billes 20, l'extrémité de cette vis étant accouplée par un axe 21 à la bielle 13 du piston de commande. La tige 16, dénommée ci-après noyau central, comporte un tenon de guidage 22, fixe sur ce noyau,celui-ci coulissant dans une rainure axiale 23 réalisée sur la paroi interne de la partie de piston 17 en forme de manchon cylindrique, le noyau 16 étant prolongé, son extrémité opposée à la bielle 13,par une tête creuse de forme cylindrique dans laquelle pénètre et coulisse la tête 171 du piston 17 en forme de manchon. La partie de piston 17 comporte, à son extrémité opposée à la tête 171, une -tête de travail 172 traversée par des pions 24 soumis à l'action de ressorts 25, ces pions repartis à équidistance sur la tête 172 du piston 17, servant d'écarteurs afin de maintenir un interstice annulaire 26 entre l'écrou 18 et la tête du piston tubulaire 17. On observe à ce sujet que l'écrou 18 comporte une portée tronconique 181 situee en regard d'une portée conique complémen- taire 173 du manchon 17, l'interstice annulaire 26 subsistant entre ces deux portées coniques 181, 173 ayant pour effet d'autoriser la rotation de l'écrou 18 lors du premier déplacement du noyau central 16, comme indiqué ci-après. Les deux chambres 27 et 28, sttuees respectivement derrière la tete creuse du piston 16 et derrière la tete de travail 172 du piston 17, sont mises en relation par des conduits 29 et 30 avec une source de fluide comprimé qui peut être par exemple de l'air, le pilotage du piston en deux parties étant réalisé à partir de deux électrovalves EVA, EVB. Fonctionnement Si l'on part de la Fig. 2, on observe que le piston de commande est en position "armée" correspondant a la posi tion ci-après des pièces : le piston central 16 est en butée sur le fond du cylindre 3 - le piston tubulaire 17 est également en position relevée, mais maintenu à l'écart du piston 16 par les pions écarteurs 24 - l'écrou 18 est libre en rotation sur la vis 19 - la biellette 13 est en position haute - les genouillères sont en position rétractée - et enfin 1&commat; piston porte-outils est également en position haute. A ce stade3 si l'on actionne l'electro- valve EVB, on alimente la chambre 27 située derrière le piston 16 par l'orifice 29, le déplacement de ce piston (Fig. 3) correspondant à la course d'approche du piston porte-outils 4, le piston tubulaire 17 etant resté en place du fait de sa désolidarisation de l'écrou 18 tournant librement sur la vis à pas réversible 193 du piston d'approche 16. Lorsque cette course d'approche est terminée, les deux parties de piston constituant le piston de commande, sont dans la position illustrée en Fig. 3.On observe qu'à ce stade, le piston 16 s'est déplacé de la de la course C2 correspondant à la course C du piston porte-outils 4 (Fig. 1), cette course etant contrôlee par un détecteur de proximité 31 qui peut être de type electrique ou optique, ce detecteur actionnant la valve EVA dès la fin de la course d'approche du piston central 16 relié à la bielle 13 et par voie de conséquence au piston porteoutils 4. L'entree en action de l'èlectrovalve EVA se traduit par une mise à l'échappement de la chambre de rappel 32, par la conduite 33, le fluide sous pression étant alors dirige par le conduit 30 sur la tête 172 du piston tubulaire, le fluide sous pression décollant ainsi le piston 17 du fond du cylindre 31. Dès le début du déplacement du piston 17 (flèche F, Fig. 2.), les trois pions ecarteurs 24 qui maintenaient l'écrou 18 hors du contact du cône interne 173 du piston tubulaire 17 sont libéres, de sorte qu'apres une faible course de ce piston 17, l'intervalle annulaire 26 est réduit à néant, les deux parois coniques 181 et 173 entrant en contact ensemble sous la poussee des ressorts 25. Le frottement des deux parois coniques est supérieur au couple de réversibilité de la vis, de manière à empêcher la rotation de l'écrou 18. Ainsi, cet ecrou 18 joue le rôle d'embrayage à friction et permet de solidariser le piston central 16 et le piston tubulaire 17, de maniere à ce que les deux parties de ce piston forment un bloc et se déplacent ensemble dans le deuxieme partie de la course du piston de commande, c'est-à-dire lors de la course de travail proprement dite qui prolonge la course d'approche du piston central 16. Des qu'il y a embrayage des deux parties de piston 16, 17 le bloc ainsi forme se deplace selon la direction de la flèche F du fait de la pression du fluide qui est exercee à la fois sur la tête 172 du piston 17 et sur la face arrière du piston 16 dans la chambre 27. Lorsque l'opération de travail est terminée, un autre détecteur de présence ou de proximite 34 agit à nouveau sur les électrovalves EVA et EVB de manière à interrompre l'introduction du fluide dans les chambres 27 et 28 et à alimenter la chambre de rappel 32 qui ramène les deux parties de piston 16 et 17 à leur position initiale, la chambre 27 étant mise à l'échappement par l'électrovalve EVB. Lorsque les deux parties de piston sont revenues à leur position illustree en Fig. 2, la presse est de nouveau armée et prête à une nouvelle opération. La course en deux temps du piston de commande, associé à la double genouillère formée d'une part, par le levier 11 et, d'autre part, par les deux leviers 5 et 6, permet de réduire très sensiblement l'énergie nécessaire pour le fonctionnement de la presse pendant la course d'approche du piston porte-outils 4, et par ailleurs d'accroitre fortement la puissance de la presse pendant l'ope- ration de travail proprement dite, sans avoir a utiliser d'énergie sup pl émentai re. La Fig. 4 montre, à ce sujet, le gain d'énergie que l'on obtient pendant la course d'approche du piston porteoutils et la puissance accrue que l'on obtient pendant la course de travail, la courbe en trait plein B correspondant à la presse objet de l'invention et la courbe en traits mixtes A correspondant à celle des presses connues. On observe, sur cette Fig. 4, une élévation brutale de la puissance de la presse au moment où le piston porte-outils 4 termine sa course d'approche pour entrer dans la phase de travail proprement dite. Ainsi la presse conforme à l'invention présente l'avantage essentiel de pouvoir, sans dépense d'énergie supplémentaire, réaliser des opérations de aéformation, d'emboutissage ou d'estampage qui ne pouvaient être réalisées qu'avec des presses de plus forte puissance. REVENDICATIONS 10) - Dispositif de commande et de pilotage pour presse à genouillères du type constitue d'un piston porte-outils relié par au moins deux leviers articulés de renvoi à un piston de commande soumis à l'action d'un fluide de travail, dispositif caractérisé en ce que le piston de commande est réalise en deux parties coaxiales (16, 17) mobiles en translation l'une par rapport à l'autre, un organe d'embrayage (18) tant inséré entre les deux parties du piston pour les rendre périodiquement solidaires en deplacement axial. 2") - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des deux parties (16-17) du piston est constituee d'un noyau central relie à la bielle (13) dudit piston par un axe d'articulation (21), l'autre ext-arnité de ce noyau s'épanouissant sous la forme d'une tête cylindrique creuse dans laquelle peut coulisser l'autre partie (17) du piston en forme de manchon tubulaire, traversée par le noyau central (16). 30) - Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que le noyau central est formé d'une vis (19) à pas réversible et solidaire d'un tenon de guiidage (22), fixe en rotation et coulissant dans une rainure axiale (23) prevue sur la paroi interne de la partie (17) en forme de manchon. 4 ) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérise en ce que la vis (19) du noyau central (16) est mobile en translation axiale dans un écrou (18) mobile en rotation. 5 ) - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'écrou (18) constitue un embrayage à friction et comporte une portée conique (181) située en regard d'une portee (173) de forme complémentaire prévue sur la partie du piston en forme de manchon (17), des pions (24) montés sur ressorts (25), maintenant l'écrou (18) à distance du manchon (17) pour permettre la rotation dudit écrou pendant le deplacement axial de la partie de piston en forme de noyau central (16). 60) - Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que le cylindre (3) du piston de commande comporte trois entrées de fluide (29, 30, 33) associees à deux électrovalves (EVA-EVB), mises en oeuvre alternativement, deux de ces entrées (29, 30) débouchant respectivement dans des chambres (27, 28) situees derrière les deux parties (16, 17) du piston, ces chambres étant alimentées successivement pour le déplacement en deux temps desdites parties de piston (16, 17), la troisième entrée (33) débouchant dans une chambre in termédiaire (32) recevant le fluide de rappel du piston de commande. 70) - Presse notamment à genouillères équipée d'un dispositif de commande conforme à lkune quelconque des revendications de 1 à 6.