Brevet FR2505436A1 — publié le 19821112

La présente invention concerne une soupape de limitation de pression pour coussins hydropneumatiques d'emboutissage sur des presses à effets simple et multiple. Pour résoudre par le passé le problème de la régulation de pression de coussins, on a utilisé d'une manière connue des soupapes de surpression d'un mode de construction à fonctionnement simple comportant une commande à air comprimé et un système d'amortissement hydrauliaue et qui sont caractérisées par de grandes pointes de pression d'enclenchement et par une forte tendance aux oscillations propres. Le câne de ces soupapes de type connu est appliqué contre son siège par la force produite par l'air de commande Des augmentations brusques de pression dans le volume isolé au-dela de la valeur désirée ne peuvent pas etre contrebalancées par l'inertie de réaction de la soupape. Il en résulte une augmentation de la- force s'exerçant sur le coussin d'emboutissage.L'huile déchargée pendant l'abaissement du coussin d'emboutissage produit une oscillation du cône de la soupape de sûreté. Ces oscillations ne peuvent être compensées dans la repart des cas que par des dispositifs d'amortissement compliqués, par exemple comme décrit dans le brevet JP 46-20239. Dans une telle solution, l'huile est refoulée hors du cylindre du coussin d'emboutissage par le piston du coussin. Le cône de la soupape disposée endessous du cylindre de coussin d'emboutissage s'ouvre alors en direction de la chambre d'air comprimé avec laquelle il coopère. L'huile s'écoule dans le récipient et il s'établit dans la chambre d'huile du cylindre de coussin d'emboutissage une pression correspondant à celle qui règne dans la chambre d'air comprimé.Du fait que le cône de soupape a tendance à entrer en vibration par son propre effet, il est prévu un dispositif hydraulique d'amortissement. On tient compte des valeurs différentes de la pression d'air de commande régnant dans la chambre d'air comprimé et les différertes vitesses et forces de fermeture correspondantes en faisant en sorte que la pression d'air de commande agisse sur le degré d'étranglement d'une soupape d'étranglement à effet de non-retour par l'intermédiaire d'un conduit. Le cône de soupape établit un écoulement et une pression fortement instables de sorte que, pour empêcher des vibrations, il est nécessaire de prévoir un systme compliqué d'amortissement dont les frais de fabrication sontélevés. La soupape ne convient pas pour de grandes vitesses initiales de coussin.La pointe initiale de pression dépasse 150 % et elle se traduit par conséquent par des surcharges des composants. On connatt de même, conformément au brevet DD-WP 73020, des soupapes de commande dans lesquelles il se produit une ouverture initiale de la soupape, commandée mécaniquement, pour éviter la pointe initiale de pression. Ces soupapes nécessitent une grande complexité mécanique qui se traduit par des pannes fréquentes et nar un entretien coûteux lors du fonctionnement de la presse. On connaît également d'après les brevets JP 47-14542, 47-7194, 47-10153 et 47-10154, des structures faisant intervenir des soupapes auxiliaires commandées électriquement et qui doivent compenser des pointes de pression d'ouverture également, ces structures sont compliquées, sujettes à des pannes et elles ne permettent pas de commander des processus rapides par suite de leur inertie. Toutes les solutions connues ne permettent pas en pratique d'obtenir des résultats satisfaisants lors de leur application industrielle et en particulier elles ne conviennent pas pour des vitesses élevées de travail. L'invention a pour but de fournir une soupape de commande pour coussins hydropneumatiques d'emboutissage, cette soupape ayant des dimensions éconovinuement avantagez ses et garantissant une force constante dan le domaire de travail du coussin d'emboutissage pour une faible complexité de commande. Ce problème est résolu selon l'invention à l'aide d'une soupape de commande pour coussins hydropneumatiques d'emboutissage qui est agencée de manière que, par une commande à plusieurs étages du piston de commande ainsi que par un agencement fluidique avantageux des canaux et cavités pour le fluide sous pression, il ne se produise aucune pointe de pression au démarrage ou à l'ouverture et par conséquent aucune sollicitation excessive du coussin d'emboutissage pour des vitesses élevées de travail, et également aucune oscillation pendant la décharge du fluide sous pression en fonction du processus opératoire. Selon l'invention, ce problème est résolu en ce que l'ensemble obturateur de la soupape se compose d'un cône d'étanchéité et d'un piston principal de commande qui sont séparés et guides l'un au-dessus de l'autre, en ce qu'il est prévu un piston de pression, guidé dans le corps de soupape, fixé ur le cône d'étanchéité, par l'intermédiaire d'une partie rétrécie de profil fluidiquement favorable, en ce que le piston principal de commande glisse sur une tige d'un piston auxiliaire de commande, en ce que le cône d'étanchéité est relié se façon rigide au piston auxiliaire de commande et en ce qu'il est prévu dans le cône d'étanchéité un canal de distribution servant d'élément de liaison entre un volume d'huile et une surface de séparation du cône d'étanchéité et du piston principal de commande. Dans la condition initiale, il existe entre le corps de soupape et le siège d'étanchéité du cône de soupape un intervalle corressondant à la pré-ouverture. Ainsi tous les volumes et canaux olacs en avant et en arrière du singe de soupape sont remplis par de l'huile à faible pression. Le piston principal de commande est sollicité par de l'air comprimé de commande alors nue le piston auxiliaire de commande ne l'est pas. Au moment de l'abaissement du plateau de coussin d'emboutissage, la pression d'huile dans le volume situe au-dessus du eône d'étenchéité ou du piston de refoulement augmente en fonction de l'action d'étranglement de l'intervalle de pré-ouverture.Simultanément, la même pression s'établit par l'intermédiaire du canal de distribution dans le volume existant entre le cône d'étan- cheité et le piston principal de commende. Du fait que le cône d'étanchzité ne peut pas se fermer en opposition m la pression s'exerçant par le Faut, le piston principal de commende se déplace vers le bas. Sous l'action de l'échap- pement d'huile se produisant en direction du point mort bas de la course du coussin d'emboutissage, le cône détancoéi+é se ferme de plus en plus et il maintient par conséquent constante la pession d'huile s'exerçant sur la soupape. Du fait que, au moment de l'immobilisation et de l'amorce du mouvement de retour, la pression d'huile est interrompue, le piston auxiliaire de commande est sollicité pardi l'air et empêche ainsi une ouverture du cône d'étanchéité. D'autres avantages et caractéri-tiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui est une vue en coupe de la soupape de limitation de pression conforme # la nréset e invention. Le cône d'étanchéité 8 de la soupape selon l'invention est disnosé de façon à pouvoir se dénlacer dans un alésage du corns de soupape 2 vui est en communication avec les canaux et volumes occupés par le fluide sous pression, de préférence, de l'huile. Sur ce cône est fixé par l'intermédiaire d'une partie rétrécie 1 le piston de pression 10 guidé séparément dans le corps 2. En outre, le cône d'étanchéité 8 est pourvu axialement d'un canal de distribution 3. Egalement, le cône d'étanchéité 8 est relié rigidement à l'une des extrémitesde la tige de piston 9. A l'autre extrémité de la tige de piston 9 est monté le piston auxiliaire de commande 7, qui coulisse dan r le cylindre auxiliaire de commande.Sur la tige de piston 9 peut se déplacer le piston principal de commande 5 qui coulisse dans le cylindre principal de commande 6. Entre le cône d'étanchéité 8 et le piston de commande 5, il existe en fonction de la position de ces deux éléments, un intervalle ou volume 4. On va maintenant expliquer le fonctionnement du système selon l'invention en relation avec le cycle de travail du coussin d'emboutissage. Dans la condition initiale, il existe entre le corps 2 et le siège d'application du cône d'étanchéité 8 un intervalle correspondant à la pré-ouverture. Ainsi, les volumes et canaux situés en avant et en arrière du siège du cône d'étanchéité 8 sont remplis avec de l'huile sous faible pression. Le cylindre principal de commande 6 est sollicité par de l'air comprimé de commande. Le piston auxiliaire de commande 7 n'est pas sollicité. Le cône d'étanchéité 8 s'applique, en correspondance à la pression d'huile et sans intervalle (volume 4B, sur le piston principal de commande 5.Au moment de l'abaissement du plateau du coussin d'emboutissage, la pression d'huile dans le volume situé au-dessus du cône d'étanchéité 8 ou du piston de pression 10 augmente en fonction de l'effet d'étranglement de l'intervalle de pré-ouverture. Simultanément, la même pression s'établit, par l'intermédiaire du canal de commande 3, dans le volume 4 existant entre le cône d'étanchdité 8 et le piston principal de commande 5. Du fait que le cône d'étanchéité 8 ne peut se fermer à la pression s'exerçant à partir du haut, le piston principal de commande 5 se déplace vers le bas. Il s'établit entre la pression de l'huile de travail et la pression de l'air comprimé de commande un équilibre fonction des surfaces correspondantes sur lesquelles 'appliquent respectivement lesdites pressions. La séparation spatiale de la surface de commande et de la surface d'étanchéité du cône de soupape sous la forme du cône d'étanchéité 8 et du piston de pression 10 établit des valeurs stables de pres- sion et de force. Ainsi, on peut obtenir pour le coussin d'emboutissage un fonctionnement plus doux et exempt d'oscillations. Lorsque de l'huile s'échappe du coussin en direction du point mort bas de sa course, le cône d'étanchéité 8 se ferme de plus en plus et il maintient ainsi constante la pression de l'huile de travail par l'intermediaire de la soupape. Du fait que, au moment de l'immobilisation et de l'amorce de ls course de retour, la pression d'huile de travail est interrompue, le piston auxiliaire de commande 7 est sollicité par de l'air et il empêche ainsi une ouverture du cône d'étanchéité 8. On assure ainsi le blocage du mouvement de montée du coussin d'emboutissage. RrVENDICATI0r Soupape de limitation de pression pour cousins hydropneumatiques d'emboutissage, qui est disposée entre la charre du cylindre de cou-sin d'emboutissage et le réservoir d'huile et qui comporte un ensemble obturateur disposé de façon à pouvoir se déplacer dens le corps de la soupape et relié à un piston pneumatique auxiliaire de commande, caractérisée en ce que redit ensemble obturateur se compose d'un cône d'étancz ité (8) et d'un piston principal de commande (5) séparés et guidés l'un au-dessus de l'autre, en ce qu'un piston de pression (10), guidé dans le corps de soupape (2), est fixé sur le cône d'étanchéité (8) par l'intermédiaire d'une partie rétrécie (1) de profil fluidiquement favorable, en ce que le piston principal de commande (5) coulisse sur une tige (9) d'un piston auxiliaire de commande (7), en ce que le cône d'étanchéité (8) est relié rigidement avec le piston auxiliaire de commande (7) et en ce qu'il est prévu dans le cône d'étanchéité (8) un canal de distribution (3) servant d'élément de liaison entre le volume d'huile et la surface de séparation du cône d'étanchéité (8) et du piston principal de commande (5).