Brevet FR2504606A1 — publié le 19821029

La présente invention concerne les installations de pompage utilises dans les équipements technologiques et a notamment pour obJet une installation de pompage pneumohydrauli que. Il est plus efficace d'appliquer la présente invention notamment à la commande de robots industriels. L'installation de pompage pneumohydraulique exécutée selon la présente invention peut être utilisée aussi dans les commandes des machines-outils d'usinage des métaux par enlèvement de copeaux, des soudeuses, des machines de forgeage et d'estampage, dans les systèmes de formage de soufflets, les machines automatiques d'assemblage nécessitant des installations de pompage d'une puissance élevée. On connait une installation de pompage pneumohydraulique (cf.;par exemple, le brevet Grande-Bretagne N 1477556, cl. CIB2 F 15 b 3/00, publié le 22 Juin 1977), qui comporte deux multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet, dont chacun renferme un piston qui les partage en deux enceintes pneumatiques d'un volume variable, et qui comportent aussi des cylindres hydrauliques abritant des tiges de pistons. Les cylindres hydrauliques de chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet sont reliés par l'intermé paire de ponts de soupapes de retenue hydraulique à des canalisations de refoulement et d'évacuation hydrauliques avec lesquelles sont mis en communication un organe opératoire et un multiplicateur hydraulique. Les enceintes du multiplicateur hydraulique sont reliées auxdites canalisations en série à travers un circuit de régulation automatique de la pression de service, branché sur l'enceinte de refoulement du multiplicateur hydraulique. Ce circuit de régulation automatique comporte un multiplicateur hydraulique et un distributeur hydraulique à deux positions branché sur les enceintes du multiplicateur hydraulique. Ce circuit comprend aussi un distributeur hydraulique à "n" circuits, l'entrée et une sortie duquel sont raccordées aux canalisations de refoulement et d'évacuation, respectivement, de l'installation de pompage pneumohydraulique, tandis que les autres sorties sont reliées au régulateur hydraulique de pression, les sorties des régulateurs hydrauliques de pression étant mises en communication par l'intermédiaire des soupapes de retenue hydrauliques avec l'entrée du distributeur hydraulique à deux positions du multiplicateur hydraulique.Il y a aussi des éléments de distribution hydrauliques reliant les enceintes hydrauliques des multiplicateurs pneumohydrauliques à un réservoir de compensation et aux ponts précités des soupapes de retenue hydrauliques. Les éléments de distribution hydrauliques des multiplicateurs pneumohydrauliques comptBnt des soupapes de retenue hydrauliques commandées reliées au réservoir de compensation. L'enceinte de refoulement du multiplicateur hydraulique est mise en comauication à travers des distributeurs hydrauliques à "n" positions avec un organe opératoire. Les entrées des distributeurs hydrauliques à wnW positions sont raccordées à la canalisation de refoulement de l'installation de pompage pneumohydraulique par l'intermédiaire d'une soupape de retenue hydraulique. Cette installation connue comporte un système de commande pneumatique qui comprend deux distributeurs de puissance à deux positions, à raison d'un pour chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet, destinés à commander le déplacement du piston d'un multiplicateur pneumohydraulique à double effet en conformité prescrite avec le déplacement du piston de l'autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet. L'entrée de chaque distributeur de puissance à double effet est reliée à une source de gaz comprimé, la sortie de chacun d'eux étant mise en communication avec l'enceinte pneumatique correspondante de chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet. Le système de commande pneumatique de l'installation pneumohydraulique comporte aussi deux distributeurs de commande pneumatiques à deux positions, destinés chacun à changer la position des distributeurs de puissance à deux positions en fonction de la position des pistons des deux multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet. Lesdits distributeurs de commande pneumatiques sont reliés par leurs enceintes de commande à l'entrée et à la sortie du distributeur de puissance pneumatique à deux positions correspondant, par leurs entrées, au vérin pneumatique de chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet, et par leurs sorties, à l'enceinte de commande correspondante du distributeur pneumatique de puissance à deux positions de l'autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet. Cette installation de pompage pneumohydraulique connue ne supprime pas le risque de formation de faux signaux dans le système de commande pneumatique des multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet, qui comportent des distributeurs de puissance et de commande à deux positions et des éléments de régulation de la pression de gaz comprimé dans les conduites pneumatiques. Les faux signaux, dans l'installation de pompage considérée, sont des signaux de pression de gaz comprimé arrivant dans les enceintes de commande des distributeurs de puissance à deux positions par suite du changement intempestif de la position des distributeurs de commande pneumatiques à deux positions. Ce changement de position intempestif desdits distributeurs peut être provoqué par la suppression de la pression dans leurs enceintes de commande à travers le distributeur de puissance à deux positions branché à ce moment sur l'enceinte pneumatique du multiplicateur pneumohydraulique à double effet correspondant, dans laquelle est supprimée la pression. Par suite des faux signaux pouvant avoir lieu pendant l'utilisation de l'installation de pompage pneumohydraulique, peuvent se produire des fluctuations notables de la pression du liquide moteur ou de travail dans la canalisation de refoulement hydraulique de ladite installation et empêcher aussi les pistons des multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet de réaliser des courses de refoulement complètes. Ceci peut entrainer des changements assez fréquents de position de tous les dispositifs du système de commande pneumatique, ce qui réduit le rendement de l'installation de pompage pneumohydraulique et sa durée de service. On s'est donc proposé de mettre au point une installation de pompage pneumohydraulique dans laquelle le système de commande pneumatique serait réalisé de manière à supprimer le risque de formation de faux signaux arrivant dans les enceintes de commande des distributeurs de puissance à deux positions. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une installation de pompage pneumohydraulique comportant deux multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet, dont le vérin pneumatique de chacun renferme un piston à tige formant dans ce vérin deux enceintes pneumatiques de volume variable reliées aux sorties du distributeur correspondant d'une paire de distributeurs de puissance à deux positions comportant des enceintes de commande et des entrées mises en communication avec une source de gaz comprimé, et destinés à la commande du déplacement du piston de l'un des multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet suivant une conformité prescrite avec le déplacement du piston de l'autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet, et les vérins hydrauliques de ces multiplicateurs , renfermant les tiges desdits pistons, sont reliés, par l'intermédiaire d'éléments de distribution hydrauliques, à des canalisations de refoulement et d'évacuation hydrauliques auxquelles est relié un organe opératoire, caractérisée, suivant l'invention, en ce que, dans le vérin pneumatique de chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet, est monté sur la tige du piston un autre piston qui partage l'une des enceintes pneumatiques à volume variable en deux parties qui sont mises en communication, à tour de rôle, avec l'atmosphère pendant le déplacement commun des pistons, ces deux parties de chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet étant mises en communication avec les enceintes de commande correspondantes du distributeur de puissance à deux positions de l'autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet. Cette réalisation de l'installation de pompage pneumohydraulique supprime pratiquement le risque d'apparition de faux signaux dans le système de commande automatiqua Ceci est dû à la présence dudit piston partageant l'une des enceintes pneumatiques à volume variable du vérin pneumatique de chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet en deux parties, ainsi qu'à la mise en communication alternée de ces parties avec l'atmosphère et par le branchement alterné direct des parties de l'une et l'autre des enceintes pneumatiques du vérin pneumatique de l'un des multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet sur les enceintes de commande correspondantes du distributeur de puissance à deux positions de l'autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet. C'est ainsi qu'est assuré le fonctionnement réglementé des multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet et notamment leur inversion plus rapide par suite de la liaison directe de leurs enceintes pneumatiques aux enceintes de commande des distributeurs de puissance à deux positions et la vidange des parties de l'une des enceintes pneumatiques à volume variable directement à l'atmosphère. Dans ce cas, les signaux de commande sont appliqués aux enceintes de commande des distributeurs de puissance à deux positions non pas à travers les distributeurs de commande pneumatiques, comme dans le cas de l'installation de pompage pneumohydraulique connue, mais directement à partir des cylindres pneumatiques de l'un et l'autre multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet. L'absence de distributeurs de commande pneumatiques dans l'installation de pompage pneumohydraulique exclut en principe leur fonctionnement faux et inopportun tandis que la vidange opportune des enceintes pneumatiques des multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet assure leur fonctionnement correct conformément au cycle de travail des distributeurs de puissance à deux positions. L'installation de pompage pneumohydraulique exécutée selon la présente invention assure des caractéristiques très stables quant à la pression du liquide moteur arrivant à l'organe opératoire, sa construction est assez simple et suffisamment fiable en utilisation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en se référant au dessin unique annexé représentant un schéma de l'installation de pompage pneumohydraulique exécutée conformément à la présente invention. L'installation de pompage pneumohydraulique revendiquée est destinée au refoulement continu d'un liquide moteur à un organe opératoire 15 L'installation de pompage pneumohydraulique réalisée conformément à la présente invention comporte un multipli- cateur pneumohydraulique à double effet 2 et un autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet 3. Le multiplicateur 2 comporte un vérin pneumatique 4 et des vérins hydrauliques 5 et 6 disposés coaxialenient au vérin pneumatique 4 de part et d'autre de ce dernier. Le vérin pneumatique 4 abrite un piston 7 et un autre piston 8. La tige 9, sur laquelle sont fixés les pistons 7 et 8 à une certaine distance l'un de l'autre, passe à travers les vérins hydrauliques 5 et 6. Un piston 7 partage le vérin pneumatique 4 en deux enceintes pneumatiques 10 et Il de volume variable, tandis que l'autre piston 8 partage l'enceinte pneumatique Il en deux parties 12 et 13. Le multiplicateur 3 comprend un vérin pneumatique 14 et des vérins hydrauliques 15, 16 disposés coaxialement au vérin pneumatique 14 de part et d'autre de ce dernier. Un piston 17 et un autre piston 18 sont logés dans le vérin pneumatique 14. La tige 19, sur laquelle sont fixés les pistons 17 et 18 à une certaine distance l'un de l'autre, traverse les vérins hydrauliques 15 et 16. Le piston 17 partage les vérins pneumatiques 14 en deux enceintes pneumatiques 20 et 21 de volume variable, tandis que l'autre piston 18 partage l'enceinte pneumatique 21 en deux parties 22 et 23. Les vérins hydrauliques 5, 6 du multiplicateur 2 et les vérins hydrauliques 15, 16 du multiplicateur 3 sont reliés par l'intermédiaire d'éléments de distribution hydrauliques 24 et 25 aux canalisations de refoulement 26 et d'évacuation hydrauliques 27. Les éléments de distribution hydrauliques 24 et 25 constituent des ponts (désignés par les mêmes chiffres de référence 24 et 25) de soupapes de retenue hydrauliques 24a, 24b, 24c, 24d et 25a, 25b, 25c, 25d , respectivement, d'une conception connue et appropriée quelconque. Les diagonales des ponts 24 et 25 sont branchées sur les vérins hydrauliques 5, 6 du multiplicateur 2 et sur les vérins hydrauliques 15 et 16 du multiplicateur 3. Les canalisations de refoulement 26 et d'évacuation 27 sont mises en communication avec l'organe opératoire 1 par l'intermédiaire d'un distributeur hydraulique à quatre circuits et à trois positions 28 d'une conception connue. Les canalisations hydrauliques 29 et 30, reliant les vérins hydrauliques 5 et 6 du multiplicateur 2 et les vérins hydrauliques 15 et 16 du multiplicateur 3 aux ponts 24 et 25 des soupapes de retenue hydrauliques, sont tantôt des canalisations de refoulement, tantôt des canalisations d'évacuation, selon les pressions dans les enceintes desdits vérins hydrauliques. Des soupapes de retenue hydrauliques commandées 31 et 32 réalisées selon une conception connue appropriée quelconque, sont reliées aux vérins hydrauliques 5 et 6 du multiplicateur 2. Des soupapes de retenue hydrauliques commandées 33 et 34, d'un type approprié connu en soi, sont mises en communication avec les vérins hydrauliques 15 et 16 du multiplicateur 3. Les soupapes de retenue hydrauliques commandées 31, 32, 33 et 34 comportent des entrées 31a, 32a, 33a et 34a commandant les enceintes 31b, 32b, 33 et 34b et des sorties 31c, 32c, 33c et 34c. Les soupapes de retenue hydrauliques commandées 31, 32, 33 et 34 sont destinées à assurer un remplissage alterné des vérins hydrauliques 5 et 6 du multiplicateur 2 et des vérins hydrauliques 15 et 16 du multiplicateur 3 au moment où chacune des enceintes se trouve reliée successivement à la canalisation d'évacuation 29 ou 30. L'installation de pompage pneumohydraulique comporte un réservoir de compensation 35 destiné à compenser la difiérence entre les volumes de l'enceinte côté tige et de l'enceinte côté piston (non représentées) de l'organe opératoire 1 pendant l'inversion de son piston, et à remplir à tour de rôle les vérins hydrauliques 5 et 6 du multiplicateur 2 et les vérins hydrauliques 15 et 16 du multiplicateur 3 pendant la vidange, ainsi qu'à compenser les fuites de la canalisation hydraulique d'évacuation 27 de l'installation de pompage pneumohydraulique. Par son entrée 35a, le réservoir de compensation 35 est branché en parallèle sur une soupape de décharge pneumatique 36 de conception connue, et sur un réducteur pneumatique 37 mis en communication avec une source de gaz comprimé 38. Par sa sortie 35b, le réservoir de compensation 35 est relié aux entrées 31a, 32a, 33a, 34a des soupapes de retenue hydrauliques commandées 31, 32, 33, 34. Le système de commande pneumatique de l'installation de pompage pneumohydraulique comporte un distributeur de puissance à deux positions 39 pour le multiplicateur 2 et un distributeur de puissance à deux positions 40 pour le multiplicateur 3, comportant des entrées 39a, 40a, des sorties 39b, 40b, d'autres sorties 39c, 40c, des enceintes de commande 39d, 39e, 40d, 40e, et réalisées selon une conception connue appropriée. Ces distributeurs de puissance 39 et 40 sont destinés à commander le déplacement des pistons 7, 8 du multiplicateur 2 en fonformité prédéterminée avec le déplacement des pistons 17, 18 de autre multiplicateur 3 et vice versa. Par leurs entrées 39a, 40a, les distributeurs de puissance à deux positions 39 et 40 sont reliés en série, par l'intermédiaire de réducteurs pneumatiques 41 et 42, à une valve d'admission 43 mise en communication avec la source de gaz comprimé 38. Les sorties 39b, 39c, 40b, 40c des distributeurs 39 et 40 sont reliées aux enceintes pneumatiques 10, Il et 20, 21, respectivement , des vérins pneumatiques 4 et 14 des multiplicateurs 2, 3. Les parties 10, 13 et 20, 23 des enceintes pneumatiques 11, 21 des vérins pneumatiques 4, 14 sont, pendant le déplacement des pistons 7, 8 et 17, 18 des multiplicateurs 2, 3, reliées à tour de rôle à l'atmos phère à travers les orifices 44 et 45 pratiqués dans les parois des vérins pneumatiques 4 et 14 approximativement au milieu de la longueur de chaque vérin pneumatique 4 et 14. La partie 12 de l'enceinte pneumatique 11 du vérin pneumatique 4 du multiplicateur 2 et la partie 22 de l'enceinte pneumatique 21 du vérin pneumatique 14 du multiplicateur 2 sont mises en communication directe, à travers les orifices de commande 46 et 47 pratiqués dans les parois des vérins pneumatiques 4 et 14, avec les enceintes de commande 39d et 40e des distributeurs de puissance à deux positions 39 et 40. La partie 13 de l'enceinte pneumatique Il du vérin pneumatique 4et la partie 23 de enceinte pneumatique du vérin pneumatique 14 sont mises directement en communication, respectivement à travers les orifices de commande 48, 49 pratiqués dans les parois des vérins pneumatiques 4, 14, avec les enceintes de commande 39e et 40d des distributeurs de puissance à deux positions 39 et 40. Une telle communication entre les parties 12, 13 et 22, 238s enceintes pneumatiques Il et 21 simplifie le système de commande pneumatique gracie à la suppression des distributeurs de commande pneumatiques, acé b processus de vidange des enceintes pneumatiques 10, 13 et 20, 23 des multiplicateurs, et supprime le risque de formation de signaux "faux". Ceci assure la mise en action opportune des distributeurs de puissance à deux positions 39 et 40 et le fonctionnement réglementé des éléments de l'installation de pompage. L'installation de pompage pneufohydraulltue réalisée conformément à la présente invention fonctionne de la manière suivante. Pour faire démarrer l'installation de pompage pneumohydraulique, on ouvre la valve 43 et le gaz comprimé de la source 38 arrive à travers les réducteurs pneumatiques 41 et 42 aux entrées 39a, 40a des distributeurs de puissance à deux positions 39, 40. Ensuite, le gaz comprimé débouchant des sorties 39b , 40b desdits distributeurs 39, 40 arrive dans la partie 13 de l'enceinte Il du vérin pneumatique 4 et simultanément dans la partie 23 de l'enceinte pneumatique 21 du vérin pneumatique 14 (dans la position représentée sur la figure). Les pistons 7, 8 du multiplicateur 2 et les pistons 17, 18 du multiplicateur 3 se trouvent dans la position gauche extrême représentée sur la figure. De la partie 23 de l'enceinte pneumatique 21 du vérin pneumatique 14, le gaz comprimé arrive à travers 1 t orifice de commande 49 dans 1 'enceinte de commande 39e du distributeur de puissance à deux positions 39 et le retient dans la position représentée sur la figure. De la partie 13 de l'enceinte pneumatique Il du vérin pneumatique 4, le gaz comprimé arrive à travers 1 'orifice de commande 48 dans 1 'enceinte de commande 40d du distributeur de puissance à deux positions 40 en le déplaçant 3usqu'à sa position gauche (d'après la figure) du fait qutà ce moment l'enceinte de commande 40e du distributeur 40 est mise en communication avec l'atmosphère à travers l'orifice de commande 46, la partie 12 de l'enceinte pneumatique 11 et ltorifice d'échappement 44. Du fait. de ce changement de position du distributeur de puissance 40, le gaz comprimé parvient à l'enceinte pneumatique 20 du vérin pneumatique 14. A ce moment, la partie 23 de l'enceinte pneumatique 21 se trouve reliée à l'atmosphère,et les pistons 17, 18 commencent à se déplacer à-droite (d'après la figure) en chassant l'huile du vérin hydraulique 16 à travers la soupape de retenue hydraulique 25b vers la conduite de refoulement hydraulique 26 et ensuite, à travers le distributeur hydraulique 28 à trois positions et à quatre circuits, vers l'organe opératoire 1. L'évacuation du liquide de l'organe opératoire 1 se fait par la canalisation d'évacuation hydraulique 27 à travers la soupape de retenue hydraulique 25d vers le vérin hydraulique 15 du multiplicateur 3. La compensation de la différence entre les volumes du liquide moteur refoulé dans la canalisation de refoulement 26 et du liquide moteur évacué dans la canalisation d'évacuation 27 s'effectue à travers le réservoir de compensation 35 mis en communication, à ce moment, avec le vérin hydraulique 15 du multiplicateur 3 à travers la soupape de retenue hydraulique commandée 33, du fait que son enceinte de commande 33b est reliée à ltenceinte de refoulement-hydraulique du vérin hydraulique 16 du multiplicateur 3. Après que les pistons 17, 18 du multiplicateur 3 aient dépassé les orifices de commande 47, 49 du vérin pneumatique 14, l'enceinte pneumatique 20 est mise en communication avec la source de gaz comprimé 38 à travers la sortie 40c du distributeur 40 et l'orifice de commande 49 de l'enceinte pneumatique 21 est relié à l'atmosphère à travers l'orifice d'échappement 45. A ce moment, le gaz comprimé va de l'orifice de commande 47 du vérin pneumatique 14 à 1 'enceinte de commande 39d du distributeur de puissance 39, et met celui-ci dans la position assurant la communication entre l'enceinte pheumatique 10 et la source de gaz comprimé 38 à travers la sortie 39ç du distributeur 39, alors que les parties 12, 13 de l'enceinte pneumatique Il du vérin hydraulique 4 sont mises à l'atmosphère. En conséquence, les pistons 7, 8 du multiplicateur 2 se déplacent à droite simultanément avec le mouvement des pistons 17, 18 du multiplicateur 3, en chassant le liquide moteur du vérin hydraulique 6 de la manière décrite plus haut. En se déplaçant, les pistons 17, 18 du multiplicateur 3 atteignent le butoir droit (d'après la figure) dont la fonction est remplie par la paroi frontale du vérin pneumatique 14, alors que les pistons 7, 8 du multiplicateur 2 continuent leur mouvement et dépassent les orifices de commande 46 et 48 du vérin pneumatique 4. En conséquence, l'orifice de commande 46 du vérin pneumatique 4 se trouve relié à la source de gaz comprimé 38 de manière décrite plus haut. Ensuite s'effectuent le changement de position du distributeurde puissance à deux positions 40 et l'inversion de marche des pistons 17, 18. Les réducteurs pneumatiques 41 et 42 maintiennent une pression stable dans l'enceinte pneumatique 10, 11, 20, 21 des vérins pneumatiques 4 et 14 des multiplicateurs 2 et 3, quelles que soient ses fluctuations dans la canalisation d'amenée pneumatique. Le réducteur pneumatique 37 et la soupape de décharge 36 maintiennent une certaine surpression stable dans l'enceinte de compensation 35, quelle que soit la quantité de liquide moteur dans celle-ci. Un modèle expérimental de l'installation de pompage pneumohydraulique conforme à l'invention a subi des essais exhaustifs dont les résultats ont prouvé son fonctionnement fiable et réglementé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui nta été adonné 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. REVENDICATION Installation de pompage pneumohydraulique comportant deux multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet, dont le vérin pneumatique de chacun renferme un piston dont la tige forme, dans le vérin correspondant, deux enceintes pneumatiques de volume variable reliées aux sorties d'un distributeur correspondant d'une paire de distributeurs de puissance à deux positions comportant des enceintes de commande et des entrées mises en communication avec une source de gaz comprimé et destinés à la commande du déplacement du piston de l'un des multiplicateurs pneumohydrauliques à double effet en conformité prédéterminée avec le déplacement du piston de l'autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet, les vérins hydrauliques desdits multiplicateurs renfermant les tiges desdits pistons étant reliés par l'intermédiaire d'éléments de distribution hydrauliques aux canalisations de refoulement et d'évacuation hydrauliques auxquelles est relié un organe opératoire, caractérisée en ce que dans le vérin hydraulique (4, 14) de chaque iultiplicateur pneumohydraulique à double effet (2, 3) est monté sur la tige (9, 19) du piston (7, 17) un autre piston (8, 18) qui partage l'une des enceintes pneumatiques à volume variable (11, 21) en deux parties (12, 13, 22, 23) qui, pendant le déplacement commun des pistons (7, 8, 17, 18), sont mises à tour de rôle en communication avec l'atmosphère, les deux parties (12, 13, 22, 23) de chaque multiplicateur pneumohydraulique à double effet (2, 3) étant mises en communication avec les enceintes de commande correspondantes (39d, 39e, 40d, 40e) du distributeur de puissance à deux positions (39, 40) de l'autre multiplicateur pneumohydraulique à double effet (2, 3).