Brevet FR2504205A1 — publié le 19821022

La présente invention concerne les installations de pompage des équipements technologiques et a notamment pour objet une installation de pompage pneumohydraulique. Il est plus efficace d'appliquer la présente invention dans les commandes des robots industriels. L'installation de pompage pneumohydraulique, réalisée selon la présente invention, peut être utilisée aussi, mais non exclusivement, dans les commandes des machines-outils d'usinage des métaux par coupe, des soudeuses, des équipements de forgeage et de matriçage, dans les systèmes de formage de soufflets, les machines automatiques d'assemblage, ainsi que dans les commandes des servo-moteurs des groupes de gouverne, ainsi que dans d'autres dispositifs. On connait bien une installation de pompage pneumohydraulique effectuant un refoulement périodique d'une dose déterminée d'un liquide moteur sous pression vers un moteur opératoire hydraulique à cycle périodique. L'installation pneumohydraulique connue comporte un multiplicateur pneumohydraulique à double effet. L'installation est aussi munie d'un distributeur de puissance pneumatique, dont les sorties sont mises en communication avec les enceintes pneumatiques du mulitplicateur pneumohydraulique à double effet. Le distributeur de puissance pneumatique comprend également des enceintes de commande et une entrée reliée à une source de gaz comprimé. Le multiplicateur pneumohydraulique à double effet possède aussi des enceintes hydrauliques, dont les sorties sont reliées par des conduites de refoulement et d'évacuation hydrauliques au moteur opératoire hydraulique. Les conduites de refoulement et d'évacuation hydrauliques comportent un appareil de commande hydraulique comprenant un pont de soupapes de retenue hydrauliques, la diagonale correspondante duquel est reliée aux enceintes hydrauliques du multiplicateur à double effet. L'autre diagonale du même pont est mise en communication par les conduites de refoulement et d'évacuation hydrauliques avec l'entrée et la sortie du distributeur hydraulique à six circuits et à trois positions du moteur hydraulique qui est destiné à assurer le cycle imposé de fonctionnement du moteur opératoire hydraulique. L'appareil de commande hydraulique comporte aussi des soupapes de retenue hydrauliques commandées, destinées à assurer un remplissage alterné des enceintes hydrauliques du multiplicateur à double effet de manière à compenser la différence des volumes du liquide moteur évacués successivement de l'enceinte coté tige et de l'enceinte côté piston du moteur opératoire hydraulique. Ces soupapes de retenue hydrauliques sont branchées sur les enceintes hydrauliques du multiplicateur à double effet et sur le pont des soupapes de retenue. Selon la pression dans les enceintes pneumatiques du multiplicateur à double effet, chacune de ses enceintes hydrauliques fait périodiquement fonction d'enceinte de refoulement et d'enceinte d'évacuation et les secteurs des conduites hydrauliques reliant ces enceintes hydrauliques au pont des soupapes de retenue hydrauliques servent périodiquement de secteur de refoulement ou de secteur d'évacuation, respectivement. Les soupapes de retenue hydrauliques dudit pont sont branchées ensuite sur les enceintes hydrauliques du moteur opératoire hydraulique par l'intermédiaire de secteurs permanents de refoulement et d'évacuation des conduites hydrauliques à travers un distributeur hydraulique à six circuits et à trois positions. L'installation de pompage pneumohydraulique connue n'assure pas un régime de fonctionnement continu du moteur opératoire hydraulique. Cet inconvénient est dû à ce que lors de l'inversion du multiplicateur à double effet, l'amenée de liquide moteur sous pression au moteur de puissance opératoire hydraulique n'est pas assurée, car il faut un certain temps pour le passage de l'air comprimé d'une enceinte dans l'autre du multiplicateur à double effet, et pendant ce temps la pression n'est pas créée dans l'enceinte hydraulique du multiplicateur. En conséquence, le domaine d'utilisation de l'installation connue se trouve limité. Les équipements technologiques modernes nécessitent un régime de fonctionnement en continu. On s'est donc proposé de mettre au point une installation de pompage pneumohydraulique qui assurerait un régime continu de fonctionnement du moteur opératoire hydraulique tout en étant de construction simple. Ce problème est résolu à l'aide d'une installation de pompage pneumohydraulique comportant un multiplicateur pneumohydraulique à double effet, les enceintes pneumatiques duquel sont mises en communication avec les sorties du distributeur de puissance pneumatique comprenant lui aussi des enceintes de commande et une entrée reliée à une source de gaz comprimé, tandis que les enceintes hydrauliques du multiplicateur pneumohydraulique à double effet sont mises en communication , par l'intermédiaire de conduites de refoulement et d'évacuation et de leurapBrei11Qv de commande hydraulique, avec le moteur opératoire hydraulique, caractérisée, selon l'invention, en ce qu'elle comporte un accumulateur pneumohydraulique branché sur la conduite de refoulement à travers une soupape de retenue hydraulique commandée et une soupape de réduction hydraulique, alors que le multiplicateur pneumohydraulique à double effet possède des interrupteurs pneumatiques de fin de course, dont les sorties sont raccordées aux enceintes de commande du distributeur de puissance pneumatique et aux entrées d'une soupape de séparation pneumatique "OU" ayant une sortie reliée à l'enceinte de commande de la soupape de retenue hydraulique commandée de l'accumulateur pneumohydraulique tandis que les entrées de ces interrupteurs de fin de course pneumatiques sont reliées par l'intermédiaire d'un réducteur pneumatique à un récipient de compensation, et en ce que ladite installation possède un multiplicateur pneumohydraulique à simple effet muni d'un interrupteur de fin de course pneumatique relié par son entrée à la source de gaz comprimé, l'enceinte pneumatique coté piston du multiplicateur pneumohydraulique à simple effet étant reliée par l'intermédiaire d'un relais temporisé et d'une soupape de retenue pneumatique qui lui sont reliés en parallèle, et son enceinte pneumatique côté tige étant reliée directement aux sorties d'un distributeur pneumatique à autre circuits et à deux positions, dont l'entrée est reliée à la source de gaz comprimé, une enceinte de commande dudit distributeur pneumatique étant mise en communication à travers une autre s w soupape de séparation pneumatique "OU " avec les sorties des interrupteurs de fin de course pneumatiques du multiplicateur pneumohydraulique à double effet,tandis que l'autre enceinte de commande dudit distributeur pneumatique est reliée à la sortie de l'interrupteur de fin de course pneumatique du multiplicateur pneumohydraulique à simple effet, l'enceinte hydraulique duquel est mise en communication à travers une soupape de retenue hydraulique avec le récipient de compensation. Il est avantageux que le multiplicateur pneumohydraulique à simple effet soit choisi de manière que son taux de multiplication soit supérieur au taux de multiplication du multiplicateur pneumohydraulique à double effet. L'installation de pompage pneumohydraulique réalisée selon la présente invention assure un régime continu de fonctionnement du moteur opératoire hydraulique grace à ce que l'accumulateur pneumohydraulique monté dans la conduite de refoulement hydraulique en association avec un appareil de commande correspondant supprime le risque de chutes de pression (pressions nulles) du liquide moteur à la sortie de l'installation de pompage. L'installation de pompage assure l'absence de faux signaux dans le système de commande pneumatique du fait que tous ses éléments fonctionnent successivement pendant la réalisation du cycle de travail. L'installation de pompage pneumohydraulique conforme à l'invention est de construction relativement simple, fiable en utilisation, et sa consommation d'énergie est faible. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec référence au dessin unique annexé représentant le schéma de principe pneumohydraulique de l'installation de pompage réalisée conformément à la présente invention. L'installation de pompage pneumohydraulique proposée est destinée à alimenter en liquide moteur sous pression le moteur opératoire hydraulique 1. L'installation comporte un multiplicateur pneumohydraulique à double effet 2 réalisé selon une conception connue appropriée à l'application considérée, comprenant des enceintes pneumatiques 3 et 4 ainsi que des enceintes hydrauliques 5 et 6. Le multiplicateur 2 est pourvu d'un distributeur de puissance pneumatique 7 réalisé également selon une conception connue en soi et ayant des enceintes de commande 8 et 9. L'entrée 10 du distributeur de puissance pneumatique 7 est raccordée à une source de gaz comprimé 11, tandis que les sorties 12, 13 du distributeur pneumatique 7 sont reliées aux enceintes pneumatiques 3, 4 du multiplicateur 2. Le multiplicateur 2 possède des sorties 5a , 6a des enceintes hydrauliques 5, 6, qui sont branchées par l'intermédiaire de conduites hydrauliques de refoulement 14 et d'évacuation 15 aux entrées d'un distributeur hydraulique à six circuits et à trois positions 1t exécuté selon une conception connue en soi et appropriée à l'application considérée, et dont les sorties sont reliées aux enceintes correspondantes du moteur opératoire hydraulique Les conduites hydrauliques 14, 15 comportent un appareillage de commande hydraulique comprenant un pont 17 de soupapes de retenue hydrauliques 17a, 17b, 17c, 17d, exécutées selon une conception connue. Les diagonales du pont 17 de soupapes de retenue hydrauliques sont branchées sur les sorties 5a, 6a du multiplicateur 2. Les secteurs 18, 19 des conduites hydrauliques 14, 15 reliant les sorties 5a, 6a du multiplicateur 2 au pont 17 selon les pressions régnant dans les enceintes hydrauliques 5, 6, servent,à tour de rdle, de secteurs de refoulement ou d'évacuation, tandis que chaque autre secteur des conduites hydrauliques 14, 15, reliant le pont 17 au distributeur hydraulique 16, fait fonction constamment de conduite de refoulement, désignée par le même chiffre de référence 14, et de conduite d'évacuation, désignée par le même chiffre de référence 15. Aux enceintes hydrauliques 5, 6 du multiplicateur 2 sont raccordées les entrées des soupapes de retenue hydrauliques commandées 20, 21. Les soupapes de retenue commandées 20, 21 possèdent elles-aussi des sorties 20a, 21a et des enceintes de commande 20b, 21b. L'enceinte 2Ob de la soupape de retenue commandée 20 est mise en communication avec le secteur 19 de la conduite hydraulique 15, tandis que l'enceinte 20b de la soupape de retenue commandée 21 est reliée au secteur 18 de la conduite hydraulique 14. Les soupapes de retenue commandées 20, 21 sont destinées à assurer le remplissage alterné des enceintes hydrauliques 5, 6 du multiplicateur 2 au moment où chacune desdites enceintes 5, 6 est reliée à tour de roule au secteur d'évacuaticn 18 ou 19 de la conduite hydraulique 15. Suivant la présente invention, l'installation de pompage pneumohydraulique comporte un accumulateur pneumohydraulique 22 destiné à alimenter en liquide moteur sous pression le moteur opératoire hydraulique 1 au moment correspondant à l'inversion du multiplicateur 2. L'accumulateur pneumohydraulique 22, exécuté selon une conception connue appropriée, est branché sur la conduite de refoulement hydraulique 14 par l'intermédiaire d'une soupape de retenue hydraulique commandée 23 et d'une soupape de réduction hydraulique 24 de conception connue en soi. La soupape de retenue hydraulique commandée 23 est mise en communication par son entrée 23a avec la sortie de l'accumulateur pneumohydraulique 22, tandis que sa sortie est reliée à l'entrée de la soupape de réduction hydraulique 24 réalisée selon une conception connue. La soupape de retenue hydraulique commandée 23 comporte une enceinte de commande 23b. L'enceinte de commande 23b de la soupape 23 est mise en communication avec la sortie de la soupape de séparation pneumatique "OU" 25 réalisée également selon une conception connue. Le multiplicateur 2 comporte deux interrupteurs de fin de course pneumatiques 26, 27 exécutés selon une conception connue, dont les sorties 26a, 27a sont reliées aux enceintes de commande 8, 9 du distributeur de puissance pneumatique 7 et aux entrées de la soupape de séparation pneumatique "OU" 25. Le multiplicateur 2 possède deux tiges 2a, 2b destinées à actionner les interrupteurs de fin de course 26 , 27. Les entrées 26b, 27b des interrupteurs de fin de course pneumatiques 26 et 27 sont reliées à travers un réducteur pneumatique 28, exécuté selon une conception connue, à un récipient de compensation 29. Le récipient de compensation 29 est destiné à compenser la différence des volumes de l'enceinte côté tige et de l'enceinte coté piston du moteur opératoire hydraulique 1 pendant son mouvement d'inversion et pendant que les enceintes hydrauliques 5, 6 du multiplicateur 2 se remplissent, tout à tour, lors de l'évacuation, ainsi qu'à compenser les fuites de la conduite hydraulique 15 de l'installation de pompage. L'installation de pompage comporte aussi un multiplicateur pneumohydraulique à simple effet 30, exécuté selon une conception connue en soi, contenant une enceinte pneumatique 30a cbté piston, une enceinte pneumatique 30b côté tige , et une enceinte hydraulique 30c. Le multiplicateur 30 sert à amener le liquide moteur dans l'enceinte hydraulique de l'accumulateur pneumohydraulique 22 après sa décharge. L'enceinte hydraulique 30c du multiplicateur 30 est reliée par 1'intermédiaire d'une soupape de retenue hydraulique 31 à l'accumulateur 22,etàtravers une soupape de retenue hydraulique 32, au récipient de compensation 29. Le multiplicateur 30 est muni d'un interrupteur de fin de course 33 dont l'entrée est mise en communication avec la source d'air compriméll . Le multiplicateur 30 renferme une tige 30d destinée à actionner l'interrupteur de fin de course 33. L'installation de pompage pneumohydraulique conforme à la présente invention comporte un distributeur à quatre circuits et à deux positions 34 d'une conception connue en soi, qui comporte une enceinte de commande 34a reliée par une autre soupape de séparation "OU" 35 aux sorties 26a, 27a des interrupteurs de fin de course pneumatiques 26, 27 du multiplicateur 2. L'autre enceinte de commande 34b du distributeur pneumatique 34 est reliée à la sortie de l'interrupteur de fin de course pneumatique 33. L'enceinte pneumatique 30a côté piston du multiplicateur 30 est mise en communication à l'aide d'un relais temporisé 36 et d'une soupape de retenue pneumatique 37, exécutés selon une conception connue et reliés à ladite enceinte en parallèle, avec les sorties du distributeur pneumatique à quatre circuits et à deux positions 34. L'enceinte penumatique 30b cté tige du multiplicateur 30 est mise en communication directement avec les sorties du distributeur pneumatique 34. L'entrée du distributeur pneumatique 34 est reliée à la source de gaz comprimé 11. Le multiplicateur 30 est choisi de manière que son taux de multiplication soit supérieur au taux de multiplication du multiplicateur pneumohydraulique 2, ce qui assure le maintien de la pression de l'installation de pompage à un niveau qui n'est pas inférieur à la valeur de la pression du liquide moteur refoulé du multiplicateur 2. L'installation de pompage pneumohydraulique réalisée conformément à la présente invention fonctionne de la manière suivante. A la mise en action de l'installation, le piston du multiplicateur à double effet 2 se déplace dans un sens ou dans l'autre. Le liquide moteur est refoulé de son enceinte hydraulique 5 ou 6, à travers la soupape de retenue 17a ou 17b du pont 17 de soupapes de retenue, dans la conduite de refoulement hydraulique 14, et ensuite, à travers le distributeur hydraulique à six circuits et trois positions 16, dans le moteur opératoire hydraulique 1. Lors de son évacuation de l'installation, le liquide moteur, à travers le distributeur hydraulique 16 et successivement à travers les soupapes de retenue 17d, 17c du pont 17 de soupapes de retenue, arrive dans l'enceinte d'évacuation hydraulique correspondante 5 ou 6 du multiplicateur 2. La compensation des différences de volume entre le liquide moteur refoulé dans la conduite de refoulement 14 et le liquide évacué de la conduite d'évacuation 15 se fait à l'aide du récipient de compensation 29 à travers les soupapes de retenue hydrauliques commandées 20, 21. Une certaine pression excédentaire est maintenue dans le récipient de compensation 29 à l'aide du réducteur pneumatique 28. En se rapprochant de l'une de ses positions extrêmes, le piston du multiplicateur 2 agit sur l'un ou l'autre interrupteur de fin de course pneumatique 26 ou 27, en provoquant ainsi le passage du distributeur de puissance pneumatique 7 à son autre position et, par conséquent, l'inversion du multiplicateur 2. Pour compenser la chute de pression (autrement dit, la pression nulle) et la diminution du débit dans la conduite de refoulement 14 pendant l'inversion du multiplicateur 2, le signal pneumatique de l'enceinte de commande de la soupape de retenue hydraulique commandée 23, appliqué précédemment par les sorties 26a ou 27a de l'interrupteur correspondant 26 ou 27, est annulé, la soupape 23 se ferme, le multiplicateur à simple effet 30, qui commence à ce moment à fonctionner sous l'action de la pression de l'air comprimé arrivantàtravers le distributeur 34 et le relais temporisé 36 dans son enceinte 30a cOté piston, commence à charger l'accumulateur hydraulique 22, en le préparant ainsi à l'inversion suivante du multiplicateur à double effet 2. Après que le multiplicateur à simple effet 30 ait terminé son cycle de travail, et après que le multiplicateur 2 ait terminé l'inversion, l'interrupteur de fin de course pneumatique 33 entre en action et réalise l'inversion du distributeur pneumatique à quatre circuits et à deux positions 34 et, par conséquent, le rappel du piston du multiplicateur à simple effet 30 à sa position de départ. L'enceinte hydraulique 30c du multiplicateur 30 se remplit alors de liquide depuis le récipient de compensation 29 à travers la soupape de retenue hydraulique 32. De l'enceinte 30a coté piston du multiplicateur à simple effet 30, l'air est évacué à travers la soupape de retenue pneumatique 37. Le taux de multiplication du multiplicateur à simple effet 30 est quelque peu supérieur au taux de multiplication du multiplicateur à double effet 2, ce qui assure une certaine pression excédentaire du chargement de l'accumulateur pneumohydraulique 22. Ainsi, le schéma de commande réalise une transmission hydraulique en circuit fermé, dans laquelle la source de pression du liquide moteur (le multiplicateur à double effet 2) fonctionne indépendamment du cycle de travail. L'accumulateur pneumohydraulique 22, au moment de la chute de pression dans a conduite de refoulement hydraulique 14 par suite de l'inversion du multiplicateur 2, envoie une dose de liquide moteur dans la conduite 14,du fait que le signal de commande en provenance de 1 'interrup- teur pneumatique de fin de course 26 ou 27 arrive simultanément dans 1 'enceinte de commande pneumatique 8 ou 9 du distributeur de puissance pneumatique 7, et à travers la soupape de séparation pneumatique "OU" 25, dans l'enceinte de commande 23b de la soupape de retenue commandée 23, qui s'ouvre et laisse passer le liquide moteur de l'accumulateur pneumohydraulique 22 à travers la soupape de réduction hydraulique 24 réglée pour la pression de service dans la conduite de refoulement 14. Le signal pneumatique en provenance de l'interrupteur de fin de course 26 ou 27 arrive simultanément à travers une autre soupape de séparation "OU" 35 dans l'enceinte de commande pneumatique 34a de gauche (d'après le dessin) du distributeur pneumatique à quatre circuits et à deux positions 34, en le faisant ainsi passer à sa position de droite (d'après le dessin), A ce moment, l'air comprimé arrive dans l'enceinte pneumatique 30a côté piston du multiplicateur à simple effet 30, avec un retard -de temps déterminé par le réglage du relais temporisé 36. Ce retard de temps doit être quelque peu supérieur à la durée de l'inversion du multiplicateur à double effet 2. A la fin de l'inversion du multiplicateur 2, l'interrupteur de fin de course pneumatique 26 ou 27 se met en position de repos. Un modèle expérimental de l'installation de pompage conforme à la présente invention a été fabriqué et soumis à des essais dont les résultats ont confirmé la possibilité d'assurer un régime continu de fonctionnement fiable du moteur opératoire hydraulique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1.- Installation de pompage pneumohydraulique, comportant un multiplicateur pneumohydraulique à double effet dont les enceintes pneumatiques sont mises en communication avec les sorties d'un distributeur de puissance pneumatique comprenant des enceintes de commande et une entrée reliée à une source de gaz comprimé, les enceintes hydrauliques du multiplicateur pneumohydraulique à double effet étant mises en communication, par l'intermédiaire de conduites de refoulement et d'évacuation munies d'un appareillage de commande hydraulique, avec un moteur opératoire hydraulique, caractérisée en ce qu'elle comporte un accumulateur pneumohydraulique (22) branché sur la conduite de refoulement (14) à travers une soupape de retenue hydraulique (23) et une soupape de réduction hydraulique (24), le multiplicateur pneumohydraulique à double effet (2) possédant des interrupteurs pneumatiques de fin de course (26, 27) dont les sorties (26a, 27a) sont raccordées aux enceintes de commande (8, 9) du distributeur de puissance pneumatique (7) et aux entrées d'une soupape de séparation pneumatique "OU" (25) dont la sortie est reliée à l'enceinte de commande (23b) de la soupape de retenue hydraulique (23) de l'accumulateur pneumohydraulique (22), tandis que les entrées (26b, 27b) de ces interrupteurs de fin de course pneumatiques sont raccordées par un réducteur pneumatique (28) à un récipient de compensation (29), et en ce que ladite installation possède en outre un multiplicateur pneumohydraulique à simple effet (30) muni d'un interrupteur de fin de course pneumatique (33) relié par son entrée à la source de gaz comprimé (11) l'enceinte pneumatique (3Oa) côté piston et l'enceinte pneumatique (30b) coté tige dudit multiplicateur pneumohydraulique à simple effet étant reliées, la première par l'intermédiaire d'un relais temporisé (36) et d'une soupape de retenue pneumatique (37) reliés à eLeenprliffe, et la deuxième, directement, aux sorties d'un distributeur pneumatique (34) à quatre circuits et à deux positions, dont 1'entrée est reliée à la source de gaz comprimé (11), une enceinte de commande (34a) de ce distributeur pneumatique étant mise en communication, à travers une autre soupape de séparation pneumatique "OU" (35), avec les sorties (26a, 27a) des interrupteurs de fin de course pneumatiques (26, 27) du multiplicateur pneumohydraulique à double effet (2), tandis que l'autre enceinte de commande (34b) dudit distributeur pneumatique est reliée à la sortie de l'interrupteur de fin de course pneumatique (33) du multiplicateur pneumohydraulique à simple effet (30), l'enceinte hydraulique (30c) de ce dernier étant mise en communication, à travers une soupape de retenue hydraulique (32), avec le récipient de compensation (29). 2.- Installation de pompage pneumohydraulique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le multiplicateur pneumohydraulique à simple effet (30) est choisi de manière que son taux de multiplication soit supérieur au taux de multiplication du multiplicateur pneumohydraulique à double effet (2).