Brevet FR2486870A1 — publié le 19820122

i L'invention concerne un système de sécurité de surcharge pour presses rapides à course linéaire, en particulier pour les presses automatiques à découper à commande par bielles, dont le coulisseau est commandé par une ou plusieurs bielles prenant chacune appui sur lui par l'intermédiaire d'un organe de transmission à effet d'élasticité réglable, un convertisseur mécano- électrique étant associé à chaque bielle, convertisseur dont le signal de sortie est amené, par un amplificateur électronique, à un capteurinterrupteur sensible à une valeur limite, capteur qui, lorsqu'une surcharge inter- vient, active les organes de réglage associés aux bielles et qui sont raccordés à l'organe de transmission à effet d'élasticité réglable correspondant. On connatt déjà des systèmes hydrauliques de sécurité de surcharge pour presses fonctionnant sur des presses à bâti en arcade à commande par bielles, presses à bâti en arcade à deux bielles pour la fabrication des radiateurs, presses à bâti en arcade à une bielle pour la compression de poudres métalliques et presses à ex- centrique. C'est ainsi que la demande de brevet déposée en République Fédérale Allemande DE - OS 2 006 297 fait connattre un procédé et un dispositif de protection d'un coulisseau de presse commandé au moins par deux bielles, dont plusieurs étages d'outillage sont équipés d'un sys- tème de sécurité de surcharge. Ce procédé prévoit que les bielles soient supplémentairement, du point de vue de leur charge, contrôlées par des systèmes électroniques de mesure connus en soi qui, lorsqu'une indication donnée et prédéterminée est atteinte, mettent la presse à l'arrêt et, en même temps, enclenchent les systèmes de sécurité de surcharge des différents étages d'outillage. Dans le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé, le rôle d'indicateur de charge est donné à des jauges de contrainte associées aux bielles et à un amplificateur de mesure. Les différentes charges sont additionnées et lorsque la charge maximale désirée est atteinte, le cap- teur de valeur limite met la presse à l'arrêt et fait com- muter en même temps sur leur position de décharge les soupapes de décharge à commande électrique des sécurités de surcharge pour les différents étages d'outillage. L'inconvénient de ces systèmes hydrauliques de sécurité de surcharge connus est l'importance du temps de réponse. Ainsi, la documentation spécialisée indique que lorsque l'on utilise les systèmes de sécurité de surcharge décrits ci-dessus sur des presses à commande par bielles d'une cadence de 35 courses à la minute, la poussée croit encore, en cas de surcharge, d'environ 40 % au- dessus de sa valeur nominale, entre l'instant o est at- teinte cette valeur nominale et o est commandé le sys- tème de sécurité de surcharge, et l'instant de la réponse. Il faut 40 ms pour faire chuter la surcharge jusqu'au retour au niveau de la poussée nominale. On doit donc conclure de cela que ces systèmes hydrauliques connus de sécurité de surcharge, lorsqu'ils sont utilisés sur des presses rapides comme les presses automatiques à découper (d'une cadence nominale supérieure à 200 courses par minute), exposent en cas de surcharge les composants et sous-ensembles de la presse, au moins lors de la première course de surcharge, à une surcharge non limitée. En d'autres termes, ces systèmes de sécurité de surcharge ne conviennent pas aux presses rapides. Les causes de ces insuffisances résident dans les temps de réponse et de commutation des organes de réglage électriques et des soupapes de décharge hydrauliques à grandes courses d'inversion (motivées par l'indispensable recouvrement positif); ces temps sont longs par rapport aux courts intervalles de temps de la montée en surcharge. 2-48 6810 L'invention a pour objet la création d'un système de sécurité de surcharge pour presses rapides grâce au- quel on puisse éviter que la presse ne soit soumise à des surcharges d'une valeur inadmissible. L'invention prévoit un système de sécurité de surcharge pour presses rapides à course linéaire, en particulier pour les presses automatiques à découper à commande par bielles, dont le coulisseau est commandé par une ou plusieurs bielles prenant chacune appui sur lui par l'intermédiaire d'un organe de transmission à effet d'élasticité réglable, un convertisseur mécano- électrique étant associé à chaque bielle, convertisseur dont le signal de sortie est amené, par un amplificateur électronique, à un capteurinterrupteur sensible à une 1.5 valeur limite qui, lorsqu'une surcharge intervient, active les organes de réglage associés aux bielles et qui sont raccordés à l'organe de transmission à effet d'élasticité réglable correspondant. Le temps de réponse de ce système doit être minimisé de telle sorte que dès la première surcharge rencontrée, celle-ci se trouve limitée à une valeur admissible. Les dispositions prévues par l'invention résol- vent ce problème par le fait que le capteur de valeur limite de chaque bielle est raccordé par sa sortie, par l'intermédiaire d'une cellule OU, à un étage de mise à disposition de l'énergie dont la sortie est branchée sur des organes de réglage rapide associés à chacune des bielles, organes de réglage couplés par une transmission mécanique à l'organe de transmission à effet d'élasti- cité réglable correspondant, un organe de réglage auxi- liaire disposé sur le même axe que les organes de réglage rapide étant prévu. L'invention se caractérise par le fait que l'étage de mise à disposition d'énergie est un système d'allumage électrique et que les organes de réglage rapide sont constitués sous forme de chambres d'explosion pour des éléments pyrotechniques ou des volumes de gaz ionisables à activation électrique, ces chambres d'ex- plosion servant de logement à un piston à mobilité axiale dont la tige sort de la chambre d'explosion et est raccordée à ladite transmission mécanique. L'invention prévoit également que l'étage de mise à disposition d'énergie soit un générateur de cou- rant de décharge connu en soi et que les organes de réglage rapide soient réalisés par des bobines plates enfermées dans des chambres de pression, un organe de transmission des chambres de pression étant raccordé à la transmission mécanique. L'invention prévoit qu'avec l'utilisation d'ensemble cylindre-piston rempli de liquide hydraulique comme organe de transmission à effet élastique réglable, une soupape de décharge soit montée dans la paroi du cylindre perpendiculairement à la direction d'action de cet ensemble cylindre-piston, soupape de décharge dont l'organe de commande est raccordé de façon amovible à la transmission mécanique. Des commandes à clavette étant utilisées comme organes de transmission à effet élastique réglable, l'invention prévoit qu'une clavette de positionnement pouvant se déplacer perpendiculairement à la direction dans laquelle agit la commande à clavette soit raccordée de façon amovible à la transmission mécanique. L'invention se caractérise également par le fait que la transmission mécanique est réalisée par un système à genouillère ou suspension par quadrilatères occupant, en position déployée une position perpendicu- laire à la direction dans laquelle agit l'organe de transmission à effet d'élasticité réglable, l'organe de réglage rapide étant couplé à l'articulation du système à genouillère, perpendiculairement à celui-ci lorsqu'il est en position déployée, la branche du système à ge- nouillère tournée du côté de l'organe de transmission prenant appui sur un ressort disposé dans le sens longi- tudinal de ce système, et par le fait que du côté de la flexion du système à genouillère, l'organe de réglage auxiliaire prévu dans l'axe de l'organe de réglage rapide est conformé en cylindre opérateur à piston ali- Rentable en pression et à sens de fonctionnement dirigé contre l'organe de réglage rapide. L'invention prévoit également que la chambre d'explosion soit équipée d'un porte-capsule pour le logement d'une capsule explosive à allumeur commandé électriquement. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide de modes de réalisation particu- liers donnés à titre d'exemples non limitatifs. Les figures correspondantes montrent: - figure 1, une représentation schématique du système de sécurité de surcharge conforme à l'invention, - figure 2, une vue partielle schématique du système de la figure 1, sur laquelle sont représentées une unité cylindre-piston jouant le rôle d'organe de transmission d'énergie et une chambre d'explosion jouant le rôle d'organe de réglage rapide, - figure 3, une vue partielle schématique du système de la figure 1, avec un générateur de courant de décharge à bobine plate comme organe de réglage rapide, - figure 4, une vue partielle schématique selon la figure 1, avec une commande à clavette comme organe de transmission d'énergie, Sur une presse à commande à bielles conforme à la figure 1, un coulisseau ou tige poussoir 1 est sus- pendu à une commande à bielle 2; 3 comportant deux bielles d'entraînement, chacune de celle-ci prenant appui sur le coulisseau 1 par l'intermédiaire d'un organe 4, 5, de transmission possédant des propriétés élastiques réglables et un convertisseur mécano-électrique 6; 7. Les sorties des convertisseurs mécano-électri- ques 6; 7 sont respectivement raccordées par l'inter- médiaire d'un amplificateur 8; 9 à un capteur-interrup- teur sensible à une valeur limite 10; Il. Parallèlement à ces dispositions, les sorties des amplificateurs 8; 9 sont chacune raccordées à une mémoire de valeurs de pointe 12; 13, elle-même raccordée par sa sortie à un appareil de visualisation 14; 15. Les sorties des cap- teurs-interrupteurs sensibles à une valeur limite 10; 11 sont raccordées à une cellule OU 16, elle-même raccordée par sa sortie à un étage de mise à disposition d'énergie 17. De l'étage de mise à disposition d'énergie 17, partent des liaisons par câble 18; 19 vers des or- ganes de réglage rapide 20; 21 associés à chaque or- gane de transmission 4, 5 à élasticité réglable. Aux organes de réglage rapide 20; 21, sont couplées des organes de transmission mécanique 22; 23 possédant une liaison, avec les organes de transmission 4, 5 à élas- ticité réglable, susceptible d'être découplée. Sur le même axe que les organes de réglage rapide 20; 21 et agissant en sens inverse de ceux-ci, sont disposés des organes de réglage 24; 25 du côté opposé aux organes de réglage grande vitesse par rapport aux organes de transmissions mécaniques 22; 23. La représentation schématique et partielle de l'invention que montre la figure 2 concerne un exemple d'exécution sur lequel un ensemble cylindrepiston 26 de type connu, renfermant un coussin hydraulique 28 mis sous pression par un groupe de générateurs de pression 27, sert d'organe de transmission à élasticité réglable, con- formément aux organes 4, 5 décrits en regard de la figure 1. Comme organe de réglage rapide, il est prévu une chambre d'explosion 29 dans laquelle est logée une cap- sule explosive 30 montée dans un porte-capsule, un dispo- sitif allumeur ou détonateur 31 à commande électrique et un piston 32 manoeuvré par l'expansion des gaz, dont la tige sort de la chambre d'explosion et d'expansion 29 no et se raccorde à l'articulation d'un système à genouil- lère 33 ou suspension par quadrilatères. Dans la paroi du cylindre de l'ensemble cylindre-piston 26, est montée perpendiculairement au sens de déplacement du piston une soupape de décharge 34 dont l'organe de commande se raccorde de façon amovible au système à genouillère 33. Lorsque le système à genouillère 33 est en position d'extension, la soupape de décharge 34 est maintenue dans sa position de fermeture par l'intermédiaire d'un ressort disposé à l'autre extrémité du système à genouillère 33 (extrémité opposée à celle reliée à la soupape 34). A l'allumeur à commande électrique 31, se raccorde la liaison par câble 18 conforme à la figure 1, l'étage de mise à disposition d'énergie 17 de la figure 1 étant, selon l'exemple d'exécution de la figure 2, un système d'allumage électrique 36. L'organe de réglage auxiliaire 24 disposé du côté vers lequel le système de genouillère 33 s'infléchit, est conformé en cylindre opérateur à piston ou ensemble cylindre-piston et alimenté en pres- sion par le groupe générateur de pression 27, par l'in- termédiaire d'un distributeur 37. La figure 3 représente la même construction que la figure 2, à l'exception de l'organe de réglage rapide et de l'étage commandé de mise à disposition d'énergie. Sur la figure 3, cet étage (portant la référence 17 sur la figure 1) est réalisé sous forme d'un générateur de courant de décharge 38 dont la sortie est raccordée par l'intermédiaire de la liaison par câble 18, à une bobine plate 40 logée dans une chambre de pression 39. Un organe. de transmission 41 disposé dans la chambre de pression 39 et sortant de celle-ci est, dans cette chambre de- pression 39, en liaison fonctionnelle avec la bobine plate 40, sa partie sortante étant couplée à l'articula- tion du système à genouillère 33. La figure 4 montre une forme d'exécution de l'invention utilisant une commande à clavette 42 de type connu pour réaliser l'organe de transmission à élasticité réglable, le système à genouillère 33 se raccordant par une liaison amovible à une clavette de positionnement 43 pouvant se déplacer perpendiculairement au sens dans lequel s'exerce l'effort de la commande à clavette 42. Comme organe de réglage rapide, est utilisée une chambre de pression 44 remplie d'un liquide, d'eau par exemple, dans laquelle est monté de façon amovible un fil détonant , chambre de pression servant de logement à un organe de transmission 46 se raccordant à l'extérieur à l'arti- culation du système à genouillère 33. Au fil détonant , se raccorde la liaison par câble 18 partant de la sortie du générateur de courant de décharge. Le groupe générateur de pression 27 et le distributeur 37 repré- sentés sur la figure 2 et qui servent au maintien sous pression du coussin hydraulique 28 et à la commande de l'organe de réglage auxiliaire 24 ne sont pas repré- sentés sur les figures 3 et 4. Le fonctionnement du système de sécurité de surcharge conforme à l'invention est le suivant: La presse étant en marche, la chaine cinéma- tique comporte les organes suivants de la figure 1: 248688O les deux bielles de la commande à bielles 2; 3, les or- ganes électriques de transmission 4, 5 à élasticité ré- glable, les convertisseurs mécano-électriques 6; 7, le coulisseau ou tigepoussoir 1, l'outil relié à celui-ci sur la pièce, (ces deux éléments n'étant pas représentés) ainsi que les sous-ensembles du b9ti. L'effort intervenant pendant le travail est transformé en une grandeur analo- gique électrique par les convertisseurs mécano-électriques 6; 7, et, par les amplificateurs 8; 9, transmis aux capteurs-interrupteurs 10, 11 sensibles à une valeur limite et, en parallèle, aux mémoires de valeurs de pointe 12; 13. Les valeurs maximales de flux cinématique sto- ckées par les mémoires de valeurs de pointe 12; 13% sont visualisées par-les appareils 14; 15. Les capteurs- interrupteurs 10, 11 sensibles à une valeur limite sont réglés sur l'effort nominal et délivrent, lorsque cette valeur limite est dépassée, un signal par l'intermédiaire de la cellule OU 16, signal destiné à commander l'étage de mise à disposition d'énergie 17. Le système d'allumage électrique 36 (figure 2) prévu comme étage de mise à disposition d'énergie est alors activé et la tension d'al- lumage appliquée à l'allumeur 31. Celui-ci assure alors la mise à feu de la capsule d'explosif 30. Celle-ci étant disposée, dans un porte-capsule de la chambre d'ex- plosion 29, en direction du piston 32 manoeuvrable par l'expansion des gaz, ce piston est poussé brutalement contre la paroi intérieure de la chambre d'expansion 29. Ce retrait brutal du piston 32 est transmis au système à genouillère 33 auquel il est couplé et l'articulation -30 de ce système fonctionne. Le mouvement de flexion du système provoque l'ouverture de la soupape de décharge 34, la pression du coussin hydraulique 28 transmettant la surcharge chute et la surcharge de la presse est brusque- ment éliminée. Après l'élimination de la cause de la sur- charge qui s'est présentée, le système de sécurité à sur- charge est à nouveau prêt à fonctionner, le distributeur 37 étant mis sur sa position de commutation de droite, afin que l'organe de réglage auxiliaire 24 soit soumis à la pression et la soupape de décharge 34 soit fermée par l'intermédiaire du système à genouillère 33. Le distributeur 37 étant placé sur sa position de commuta- tion de gauche, le coussin hydraulique 28 se reconstitue et finalement, la chambre d'explosion 29 étant rechargée avec une nouvelle capsule d'explosif 30 à allumeur 31 et son raccordement à la liaison par câble 18 réalisée, l'état de fonctionnement est rétabli. Le fonctionnement de la forme d'exécution de la figure 3 s'accomplit de façon telle que le générateur de courant de décharge 38 utilisé comme étage de mise à disposition d'énergie soit maintenu prêt à fonctionner par un système de charge approprié. Lorsque l'effort nominal de la presse est dépassé, le capteur-interrupteur sensible à la valeur limite délivre, par l'intermé- diaire de la cellule OU 16, un signal appliqué à un interrupteur de courant élevé appartenant au générateur de courant de décharge 38. Ce signal active l'interrup- teur de courant élevé et soumet la bobine plate 40 de la chambre de pression 39 au fort courant de décharge du générateur 38. La commande de la bobine plate 40 et l'effort qu'elle libère se transmettent, par l'intermé- diaire de l'organe de transmission 41, au système à genouillère 33 et provoquent comme il a été décrit pour la figure 2, l'ouverture de la soupape de décharge 34. La pression du coussin hydraulique 28 et par conséquent la surcharge de la presse chutent alors brusquement. Pour que le système soit à nouveau prêt à fonctionner, le coussin hydraulique 28 est reconstitué, et l'organe de réglage intermédiaire 24 manoeuvré compe il a été décrit pour la figure 2 et l'accumulateur d'énergie du générateur de courant de décharge 38 rechargé. Le fonctionnement de la forme d'exécution de la figure 4 s'effectue comme pour la figure 3 jusqu'à la commande du capteur-interrupteur de courant élevé du générateur de courant de décharge 38. Cette nouvelle forme d'exécution se différencie toutefois par le fait que le fort courant de décharge est appliqué à un fil détonant 45 monté dans la chambre de pression remplie d'un liquide. Lors de l'explosion du fil, l'onde de pression produite repousse brutalement l'organe de transmission 46 dans la chambre de pression et actionne de ce fait le système à genouillère 33. Il s'ensuit que la clavette de positionnement 43 subit perpendiculairement au sens de charge de la commande 42, un déplacement suffisant pour que la transmission de l'effort des bielles 2; 3 sur le coulisseau 1 soit annu- lée au-delà du point mort bas. Pour remettre le système en position de redé- marrage avec cette forme d'exécution, il est nécessaire de monter un nouveau fil détonant 45, de remplir la chambre de pression 44 de liquide et d'actionner l'organe de commande auxiliaire 24. Sur toutes les formes d'exécution de l'invention, le signal des capteursinterrupteurs 10, 11 sensibles à une valeur limite est de façon connue exploité dans la commande sous la forme d'un arrêt de la machine. REVENDICATIONS 1. Système de sécurité de surcharge pour presses rapides à course linéaire, en particulier pour les presses automatiques à découper à commande par biel- les, dont le coulisseau est commandé par une ou plusieurs bielles prenant chacune appui sur lui par l'intermédiaire d'un organe de transmission à effet d'élasticité réglable, un convertisseur mécano-électrique étant associé à chaque bielle, convertisseur dont le signal de sortie est amené, par un amplificateur électronique, à un capteur- interrupteur sensible à une valeur limite qui, lorsqu'une surcharge intervient, active les organes de réglage associés aux bielles et qui sont raccordés à l'organe de transmission à effet d'élasticité réglable correspondant, caractérisé par le fait que le capteur de valeur limite (10; 11) associé à chaque bielle est raccordé par sa sortie, par l'intermédiaire d'une cellule OU (16), à un étage de mise à disposition de l'énergie (17) dont la sortie est branchée sur des organes de réglage rapide (20; 21) associés à chacune des bielles, organes de réglage couplés par une transmission mécanique (22; 23) à l'organe de transmission à effet d'élasticité réglable correspondant (4; 5), un organe de réglage auxiliaire (24; 25) disposé sur le même axe que les organes de réglage grande vitesse (20; 21) étant prévu. 2. Système de sécurité de surcharge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étage de mise à disposition d'énergie (17) est un système d'al- lumage électrique (36) et que les organes de réglage rapide (20; 21) sont constitués en chambres d'explosion (29) pour des éléments pyrotechniques ou des volumes de gaz ionisables à activation électrique, ces chambres d'explosion servant de logement à un piston (32) à mobi- lité axiale dont la tige sort de la chambre d'explosion (29) et est raccordée à la transmission mécanique (22; 23). 3. Système de sécurité de surcharge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étage de mise à disposition d'énergie (17) est un générateur de courant de décharge (38) et que les organes de réglage rapide (20; 21) sont réalisés par des bobines plates (40) enfermées dans des chambres de pression (39), un organe de transmission (41) prévu dans les chambres de pression (39) étant raccordé à la transmission mécanique (22). 4. Système de sécurité de surcharge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étage de mise à disposition d'énergie est un générateur de courant de décharge (38) et que les organes de réglage rapide (20; 21) sont réalisés par des fils détonants (45) enfer- més dans des chambres de pression (44), un organe de transmission (46) prévu dans les chambres de pression (44) étant raccordé à la transmission mécanique (22). 5. Système de sécurité de surcharge selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel des ensembles cylindre- piston alimentés en fluide hydraulique sont utilisés comme organes de transmission à effet d'élasticité réglable, caractérisé par le fait qu'une soupape de décharge (34) est disposée dans la paroi du cylindre perpendiculairement à la direction dans laquelle agit l'ensemble cylindre- piston, soupape dont l'organe de commande est raccordé de façon desserrable à la transmission mécanique (22). 6. Système de sécurité de surcharge selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel des commandes à clavette sont utilisées comme organe de transmission à effet d'élasticité réglable, caractérisé par le fait qu'une clavette de positionnement (43) pouvant se déplacer per- pendiculairement à la direction dans laquelle agit la commande à clavette (42) est raccordée de façon desser- rable à la transmission mécanique (23). 7. Système de sécurité de surcharge selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la transmission mécanique (22; 23) est réalisée par un système à genouillère (33) occupant, en position déployée, une position perpendiculaire à la direction dans laquelle agit l'organe de transmission à effet d'élasticité réglable (4; 5), l'organe de réglage rapide (20; 21) étant couplé à l'articulation du système à genouillère (33), perpendiculairement à celui-ci lorsqu'il est en po- sition déployée, la branche du système à genouillère (33) tournée du côté de l'organe de transmission (4; 5) prenant appui sur un ressort (35) disposé dans le sens longitudinal de ce système, et par le fait que du côté de la flexion du système à genouillère (33), l'organe de réglage auxi- liaire (24; 25) prévu dans l'axe de l'organe de réglage rapide (20; 21) est conformé en cylindre opérateur à piston alimentable en pression et à sens de fonctionnement dirigé contre celui de l'organe de réglage rapide (20; 21). 8. Système de sécurité de surcharge selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la chambre d'explosion (29) est dotée d'un porte-capsule destiné à recevoir une capsule explosive (30) et est équipée d'un allumeur (31) à commande électrique.