Brevet FR2523508A1 — publié le 19830923

Dispositif d'équilibrage pour presse mécanique La présente invention concerne un dispositif d'équilibrage pour pres- se mécanique, et plus particulièrement un dispositif antivibration destiné aux presses dans lesquelles le coulisseau est mû par un mécanisme à vile- brequin. Dans ce type de presse mécanique, lorsque le coulisseau monte et des- cend, des oscillations sont provoquées par le mouvement excentrique du vi- lebrequin, et il en résulte que l'ensemble de la presse vibre La vibration de la presse a non seulement des effets néfastes sur la précision des objets fabriqués et la durabilité des matrices de la presse, mais devient aussi, fréquemment, une cause majeure de détériorations des conditions de travail là o la presse est installée En particulier dans le cas des presses à poinçonner à grande vitesse, dans lesquelles le nombre des courses du cou- lisseau est de 200 à 300 coups/minute pour les presses de grande taille et de 400 à 500 coups/minute pour les presses de petite taille, les vibra- tions de la presse sont extrêmement violentes, et ses effets néfastes sont naturellement plus nombreux. Le moyen le plus simple d'empêcher les vibration est de former une partie du vilebrequin dans une position opposée à celle de l'arbre du vilebrequin, et de prévoir un coulisseau sur chaque vilebrequin de manière à égaliser leur masse, ce qui permet de réaliser l'équilibre entre eux Mais cette méthode est très peu efficace et en même temps très peu économique, et n'est pas appropriée comme dispositif d'équilibrage. L'objectif de la présente invention est de procurer une presse dans laquelle les vibrations provoquées par le mécanisme à vilebrequin sont empchées, et dans laquelle un fonctionnement sans à-coups est obtenu. D'autres caractéristiques de l'invention seront mises en évidence dans la description suivante non limitative en référence aux dessins an- nexés dans lesquels: - La figure IA est une coupe transversale de l'ensemble du disposi- tif d'équilibrage selon la présente invention, La figure IB est une coupe transversale des engrenages d'équili- brage. La Figure 2 est une vue avant des engrenages d'équilibrage, et La Figure 3 est un schéma qui explique la structure des engrenages d'équilibrage. On va maintenant décrire la présente invention en détail en se référant à une forme de réalisation représentée sur les dessins Sur le corps 1 d'une presse mécanique, il est prévu un coulisseau 2 qui peut monter et descendre, et sous le coulisseau il est prévu un contre-poinçon 3 qui lui fait face Des matrices inférieures, non représentées sur les dessins, sont prévues sur le contre-poinçon 3, tandis que des matrices supérieures, qui ne sont pas représentées non plus, sont prévues sur le coulisseau 2 en vue du fonctionnement de la presse. Un vilebrequin 4 est monté à rotation sur le corps 1 de la presse, et des parties excentriques 4 a du vilebrequin 4 sont raccordées au coulisseau 2 par des bielles de manière à provoquer un mouvement de montée et descente du coulisseau sous l'effet de la rotation du vilebrequin 4. Sur la partie du corps 1 de la presse qui se trouve à l'extrémité du vilebrequin 4 (partie droite de la Figure 1), il est prévu un volant 6 qui tourne librement autour du vilebrequin Ce volant est raccordé par une courroie 8 en forme de V à une poulie de l'arbre de sortie d'un moteur d'entraînement 7 prévu sur le corps 1 de la presse Un embrayage 9 est prévu entre le volant 6 et le vilebrequin 4 _ Un frein 10 est prévu à l'autre extrémité du vilebrequin 4 (partie gauche de la Figure 1). Au centre du vilebrequin 4, il est prévu un premier engrenage 11, et audessus de ce premier engrenage 11 un second engrenage 12 et un troisième engrenage 13, destinés à l'équilibrage, ayant le même nombre de dents, sont disposés de façon à engrener linéairement l'un avec l'autre Le second et le troisième engrenages 12, 13 sont montés par des axes respectifs sur un carter 14 du corps 1 de la presse au-dessus du premier engrenage 11 Le carter 14 est fixé au corps 1 de la presse par un boulon 15. De part et d'autre du premier engrenage il du vilebrequin 4, il est prévu des contrepoids 21, tandis que de part et d'autre du second et du troisième engrenages 12 et 13, il est prévu des contrepoids 22 et 23 Comme les contrepoids 22 et 23 sont en forme de demi-tores, comme le montre la Figure 2, ils ne se gênent pas mutuellement lorsque les engrenages tournent Dans la forme de réalisation représentée, les contrepoids 21 sont prévus sur le vilebrequin 4, mais ils pourraient être montés directement sur le premier engrenage 11, comme c'est le cas pour le second et le troisième engrenages 12 et 13, en vue du même résultat. On va maintenant décrire l'agencement, ainsi que la masse de chacun des contrepoids 21, 22, 23, en se reportant à la Figure 3 qui vise à donner une meilleure compréhension de la structure susmentionnée Sur cette figure, les repères ml, m 2 t m 3 et rl, r 2, '3 désignent respectivement la masse des contrepoids 21, 22 et 23 et leur distance respective entre leur centre de rotation et leur centre de gravité Le repère m désigne la masse du coulisseau 2, e le degré d'excentricité du vilebrequin 4, 1 la distance entre les centres de rotation des bielles, et e un angle de rotation variable Les contrepoids 21, 22 et 23 sont disposés dans leur position la plus haute, c'est-à-dire au point mort haut lorsque le coulisseau se trouve au point mort bas. Dans la présente forme de réalisation, chaque élément est dimensionné de façon que les équations suivantes soient vérifiées em = r 1 m 1 + r 2 m 2 + r 3 m 3 ( 1) r ml = r m = 2 m ( 2) Supposons maintenant que la vitesse angulaire de rotation est w, et désignant pas FH l'énergie d'oscillation de chaque élément dans la direction horizontale et par FV cette énergie d'oscillation dans la direction verticale, avec pour condition que i est très petit (car habituellement la longueur des courses du coulisseau dans les presses à poinçonner à grande vitesse est petite), on obtient les équations suivantes: FH = W (r mlcos e r 2 m 2 cos e + r 3 m 3 cos e) = W (r 1 m 1 + r 3 m 3r 2 m 2) cos e ( 3) FV = W ( em sin e + rm 1 sin e + r 2 m 2 sin e +r 3 m 3 sin e) = W 2 (-em + rm 1 + rm 2 m 2 + r 3 m 3) sin e ( 4) A partir des équations 2 et 3 ci-dessus on obtient FH= 0, tandis qu'à partir des équations 1 et 4, on obtient - FV= O Ainsi, l'énergie d'oscillation ou de vibration se trouve compensée aussi bien dans la direction horizontale que dans la direction verticale, et on se rend compte qu'un effet anti"oscillatoire est réalisé. Comme décrit ci-dessus, dans la présente invention les oscillations ou les vibrations dues au mécanisme à vilebrequin sont empêchées, et on obtient ainsi d'excellents résultats, par exemple une amélioration de la précision des produits de la presse, un allongement de la durabilité des matrices, une amélioration des conditions de travail, ainsi qu'une diminution de l'abrasion des paliers. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'équilibrage pour presse mécanique, caracté- risé en ce qu'il comporte un premier engrenage ( 11) prévu sur un vilebrequin ( 4) qui est raccordé à un coulisseau ( 2) par des bielles ( 5), et au moins deux engrenages d'équilibrage ( 12, 13) montés sur le corps ( 1) de la presse par des axes et munis du même nombre de dents que ledit premier engrenage, pour pouvoir engrener avec celui-ci, ledit premier engrenage et les- dits engrenages d'équilibrage étant munis de contrepoids ( 21, 22, 23) qui agissent dans des directions propres à absor- ber l'énergie d'oscillation du coulisseau. 2 Dispositif d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits engrenages d'équilibrage sont logés dans et montés par des axes sur un carter ( 14) fixé au corps de la presse, de manière à empêcher des oscillations de se produire. 3 Dispositif d'équilibrage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que lesdits engrenages d'équilibrage sont dis- posés linéairement au-dessus du vilebrequin. 4 Dispositif d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits engrenages d'équilibrage sont au nombre de deux, appelés second engrenage et troisième engrenage ( 12, 13), et engrènent avec le premier engrenage ( 11) prévu sur le vilebrequin. Dispositif d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits contrepoids ( 21, 22, 23) sont en forme de demi-tores de manière à ne pas se gêner mu- tuellement.