Brevet FR2514691A1 — publié le 19830422

La présente invention concerne un coussin d'emboutissage, pouvant être commandé, pour des presses, notamment pour des presses mécaniques de formage de tôles, servant à maintenir les pièces de tôle pendant le processus de formage et à les éjecter après terminaison du processus de formage. Lors de l'utilisation du coussin d'emboutissage sur des presses à double effet pour l'éjection des pièces en tôle après le façonnage, il est nécessaire de verrouiller le coussin d'emboutissage dans la position limite inférieure de manière qu'il ne puisse se produire aucun mouvement de retour élastique de la plaque de coussin après la décharge en pression afin d'éviter des endommagements des pièces en tôle. Le processus d'éjection doit s'effectuer seulement lorsque le poinçon de presse s'est déplacé vers le haut suffisamment loin pour que la pièce en tôle ne puisse plus toucher l'outil supérieur pendant l'éjection, ce qui exclut ainsi un endommagement de cet outil. Dans une solution connue de ce type (brevet en République Démocratique Allemande 104 471 > , il est prévu au moins un cylindre de pression dans lequel est guidé un piston A. double effet dont la tige est reliée à la plaque de coussin. La partie inférieure du cylindre est reliée à un accumulateur d'huile sous pression sollicité par un gaz, tandis que la partie supérieure du cylindre est reliée par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt, pouvant être commandée, avec un réservoir d'huile à faible pression. Par fermeture de la soupape d'arrêt lors de l'atteinte de la position limite inférieure du poinçon de la presse, la décharge de l'huile à partir de la partie supérieure du cylindre est arrêtée et en conséquence le coussin d'emboutissage est bloqué dans cette position. Un tel coussin d'emboutissage ne convient pas pour être utilisé dans des presses à double effet car, lors de la décharge du coussin pendant la course de montée du poinçon de la presse, il se produit, du fait de la compressibilité de l'huile et d'une perte par dépassement de course dans la soupape d'arrêt commandée, une reprise élastique du volume d'huile sous pression se trouvant dans la partie inférieure du cylindre, qui fait monter la plaque de coussin d'une distance déterminée de sorte qu'il peut en résulter des déformations et endommagements indésirables des pièces en tôle. Dans une autre solution connue (brevet en République Démocratique Allemande 82 108), une ou plusieurs unités à cylindre et piston, pouvant être sollicitées par de l'air comprimé en vue de produire la force de coussin nécessaire, ainsi que, pour chaque unité, un piston à double effet sollicité par de l'huile sous pression, guidé dans une autre chambre cylindrique et relié à la tige de piston commune, sont disposés dans la position limite inférieure en vue du verrouillage et de la commande de retour du coussin.La partie inférieure de la chambre cylindrique remplie d'huile sous pression est reliée à sa partie supérieure ainsi qu'à un accumulateur d'huile sous pression sollicité par du gaz par l'intermédiaire d'un tuyau qui est pourvu d'un clapet anti-retour et d'un distributeur commandé et qui est traversé, pendant la course de descente du coussin, par l'huile sous pression s'écoulant de la partie inférieure de la chambre cylindrique dans sa partie supérieure. Lorsque la position limite inférieure du poinçon de presse est atteinte, la liaison entre la partie inférieure et la partie supérieure de la chambre est coupée par actionnement du distributeur commandé et l'huile sous pression est déchargée de la partie inférieure de la chambre cylindrique dans un réservoir d'huile sans pression de sorte que la surface inférieure du piston n'est plus en charge. L'huile sous pression agissant unilatéralement sur la surface supérieure de piston produit une force agissant en sens opposé à la force de coussin, en contrebalançant les forces des unités à cylindres et pistons sollicitées par de l'air comprimé et en tirant plus vers le bas, d'une distance déterminée, la plaque de coussin. Aussitôt que le poinçon de presse s'est déplacé vers le haut suffisamment loin, un nouvel actionnement du distributeur ouvre la liaison entre la partie supérieure et la partie inférieure de la chambre cylindrique et l'huile sous pression peut refluer de la partie supérieure vers la partie inférieure de la chambre cylindrique. Ainsi le verrouillage du coussin est supprimé et la plaque de coussin est à nouveau relevée jusque dans sa position initiale par la forcedes unités à cylindres et pistons sollicitées par de l'air comprimé.L'huile fortement comprimée qui est soutirée de l'accumulateur d'huile sous pression pour comprimer l'huile placée de part et d'autre du piston à double effet dans le cylindre de verrouillage et l'huile sous pression qui est refoulée dans le volume supérieur de cylindre pendant le retour jusque dans la position limite inférieure est pompée en retour dans l'accumulateur d'huile sous pression, pendant la période s'écoulant jusqu'à la course suivante, à l'aide d'une pompe à huile actionnée pneumatiquement ou électriquement. Un inconvénient de cette solution consiste dans la consommation supplémentaire d'énergie, qui est nécessaire pour le complément de remplissage de l'accumulateur d'huile sous pression avec de l'huile à pression élevée après chaque course du coussin. Un autre inconvénient consiste dans la complication technique relativement grande des appareils et de la commande et dans la grande hauteur de construction d'un tel coussin. Par application de l'invention, on doit augmenter la sécurité de fonctionnement et la renta bilité d'un coussin d'emboutissage commandé, du fait que la plaque de coussin est tirée plus vers le bas d'une distance déterminée sans consommation additionnelle d'énergie, par exemple sous la forme d'air comprimé, d'un entrainement électro-hydraulique ou semblable, lorsque le poinçon de presse atteint sa position limite inférieure. L'invention a pour but d'agencer la structure de construction et la commande du coussin d'emboutissage de telle sorte que l'énergie emmagasinée pendant que le poinçon de presse occupe la position limite inférieure soit utilisée pour produire une force de précontrainte agissant en sens opposé à la force de coussin et qui assure le mouvement additionnel de descente de la plaque de coussin. Selon l'invention, ce problème est résolu, dans le cas d'un coussin d'emboutissage pour presses comportant au moins un accumulateur d'huile sous pression chargé par du gaz et comportant une chambre cylindrique remplie d'huile sous pression dans laquelle est disposé un piston à double effet, qui est relié par l'intermédiaire d'une tige à la plaque de coussin et qui peut être arrêté dans sa position limite inférieure à l'aide d'un distributeur commandé, en ce que le piston est agencé sous forme d'un piston différentiel dont la petite face est tournée vers la plaque de coussin, en ce que la partie inférieure de la chambre cylindrique est reliée à la partie supérieure de celle-ci et à l'accumulateur d'huile sous pression sollicité par du gaz par l'intermédiaire d'un tuyau qui est muni d'un clapet anti-retour empêchant une décharge d'huile sous pression de l'accumulateur et de la partie supérieure de la chambre cylindrique vers sa partie inférieure ainsi qu'avec un distributeur commandé, branché en parallèle au clapet anti-retour (12) et qui est de n référence branché en série avec une soupape d'étranglement réglable, ladite partie inférieure de la chambre cylindrique étant reliée par l'intermédiaire d'un autre tuyau et d'un distributeur commandé avec un autre accumulateur d'huile à faible pression pour recevoir une quantité dosée d'huile provenant de la partie inférieure de la chambre cylindrique de manière que, lorsque le poinçon de presse atteint sa position limite inférieure, la face inférieure du piston soit déchargée et par conséquent la plaque de coussin soit tirée plus vers le bas d'une distance définie. Selon d'autres particularités avantageuses de l'invention a) l'accumulateur d'huile sous pression sollicité par du gaz se compose d'un cylindre étagé dans lequel est disposé un piston différentiel, qui est monté de manière à coulisser axialement sur la tige précitée reliée à la plaque de coussin et dont la grande face, tournée vers la plaque de coussin, peut être sollici tée par de l'air comprimé tandis que la petite face opposée du piston obture vers le haut la partie supérieure de la chambre cylindrique remplie d'huile sous pression b) comme autre accumulateur d'huile sous pression destiné à recevoir une quantité dosée d'huile, il est prévu un convertisseur de pression hydraulique ou hydropneumatique dont la course de piston est limitée par une butée réglable. La fonction du coussin d'emboutissage consiste en ce que, pendant le mouvement d'avance du poinçon en opposition à l'action de maintien du coussin, l'huile sortant de la partie inférieure de la chambre cylindrique est refoulée par l'intermédiaire du clapet anti-retour dans la partie supérieure de la chambre et, en opposition à la pression d'air existante, dans l'accumulateur d'huile sous pressionchargé par du gaz, de sorte que le coussin produit une force s'opposant au mouvement du poinçon et simul tapement la petite face du piston tournée vers la plaque de coussin est sollicitée par une pression de précontrainte.Lorsque le poinçon de presse atteint la position limite inférieure, la partie inférieure de la chambre cylindrique est reliée, par actionnement d'un distributeur commandé, avec un autre accumulateur d'huile sous pression dans lequel il n'existe qu'une faible pression d'huile de sorte qu'une quantité dosée d'huile est déchargée de la partie inférieure de la chambre cylindrique, ce qui provoque une baisse sensible de pression dans celle-ci. Du fait de la forte pression de précontrainte régnant dans la partie supérieure de la chambre cylindrique, il se produit, en cas de baisse de pression simultanée dans la partie inférieure de ladite chambre, un mouvement additionnel de descente de la plaque de coussin d'une distance définie, qui est déterminée par le volume d'huile pouvant être reçu par l'accumulateur. Aussitôt que le poinçon de presse a remonté suffisamment loin, par exemple pour un angle de vilebrequin d'environ 2400, la liaison entre la partie supérieure et la partie inférieure de la chambre cylindrique est ouverte par actionnement de l'autre distributeur, ce qui assure un équilibrage de pression entre les deux parties de la chambre cylindrique, de sorte que la plaque de coussin, du fait de la différence entre les surfaces des deux faces actives du piston, est relevée et que le processus d'éjection est réalisé. Peu avant que la plaque de coussin n'atteigne sa position limite supérieure, la capacité de l'accumulateur d'huile sous pression chargé par du gaz est consommée et la pression d'huile régnant dans la chambre cylindrique diminue de sorte que, pendant que le poinçon est placé en position basse, de l'huile à faible pression est refoulée de la partie inférieure de la chambre dans l'autre accumulateur et la plaque de coussin est à nouveau amenée dans sa position initiale. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique du coussin d'emboutissage, avec un accumulateur d'huile sous pression séparé, - la figure 2 représente une variante du coussin d'emboutissage comportant un accumulateur d'huile sous pression qui est intégré directement à l'ensemble de coussin. Un mode de réalisation du coussin d'emboutissage comportant un accumulateur d'huile sous pression séparé 1 - figure 1 - se compose d'une chambre cylindrique 2 dans laquelle est disposé un piston différentiel 3 à double effet, qui est relié par l'intermédiaire d'une tige 4 à la plaque de coussin 5 et dont la petite face 6 est tournée vers la plaque de coussin 5. La partie inférieure 7 de la chambre de cylindre 2 est reliée par un tuyau à la partie supérieure 8 de celle-ci et à un accumulateur d'huile sous pression 1 chargé par du gaz. L'accumulateur d'huile sous pression 1 se compose d'une chambre cylindrique de profil étagé, dans laquelle est disposé un piston différentiel 9 dont la grande face 10 peut être sollicitée par de l'air comprimé et dont la petite face Il agit sur un volume d'huile. Dans le tuyau reliant les deux parties de la chambre cylindrique 2, il est prévu un' clapet anti-retour 12 par l'intermédiaire duquel l'huile sous pression se trouvant dans la partie inférieure 7 de la chambre cylindrique 2 est refoulée, pendant la course de descente du poinçon de presse, dans la partie supérieure 8 de la chambre ainsi que dans l'accumulateur 1.De la même manière, le clapet anti-retour 12 pourrait naturellement être également monté directement dans le piston 3 et ainsi il permettrait une décharge directe de l'huile sous pression de la partie inférieure 7 vers la partie supérieure 8 de la chambre cylindrique 2 Pour la commande du mouvement de montée de la plaque de coussin 5, il est prévu dans le tuyau, en parallèle au clapet anti-retour 12, un distributeur commandé 13. L'ouverture du distributeur commandé 13 est effectuée d'une manière connue électriquement à l'aide de cames de commande, non représentées sur les dessins, en fonction de la position du poinçon, de préférence pour un angle de vilebrequin d'environ 2400. Pour pouvoir adapter la vitesse du mouvement de montée de la plaque de piston 5 aux conditions technologiques existantes, il est prévu en addition au distributeur 13 une soupape d'étranglement réglable 14 branchée en série avec celui-ci. Simultanément la partie inférieure 7 de la chambre cylindrique 2 est reliée par l'intermédiaire d'un tuyau et d'un autre distributeur commandé 15 à un autre accumulateur d'huile sous pression 16, dans lequel il ne règne qu'une pression d'huile très faible en comparaison avec le premier accumulateur 1 et qui ne peut recevoir qu'une faible quantité dosée d'huile. Cet accumulateur d'huile sous pression 16 pourrait par exemple être agencé sous la forme d'un convertisseur de pression hydraulique ou hydro-pneumatique, pourvu d'un piston différentiel 17 et dont la capacité serait réglable par limitation de la course du piston à l'aide d'une vis de réglage 18. En faisant décharger une quantité dosée d'huile à partir de la partie inférieure 7 de la chambre cylindrique 2 dans l'accumulateur 16 pendant que le poinçon est en position basse, la pression d'huile dans la partie inférieure 7 de la chambre diminue et il en résulte que la face inférieure 19 du piston différentiel 3 à double effet, relié rigidement à la plaque de coussin 5, est déchargée et que la plaque de coussin 5 est déplacée plus vers le bas d'une distance déterminée. Dans une autre variante comportant un accumulateur d'huile sous pression 1 intégré directement à l'ensemble de coussin - figure 2 -, le cylindre de profil étagé est disposé entre la plaque de coussin 5 et la chambre cylindrique 2 remplie d'huile sous pression et le piston différentiel 9 est monté de façon à pouvoir coulisser axialement sur la tige 4. La grande face 10 du piston peut être sollicitée par de l'air comprimé tandis que la face inférieure plus petite 11 agit directement sur le volume d'huile se trouvant dans la partie supérieure 8 de la chambre cylindrique 2 de sorte que cette partie supérieure 8 de la chambre 2 sert simultanément de volume de réception d'huile de l'accumulateur 1 et de moyen de génération d'une force de précontrainte agissant en sens opposé à la force de coussin sur la face supérieure 6 du piston différentiel 3 relié rigidement à la tige 4. Des pertes se produisant sous l'effet de fuites dans le circuit d'huile sont compensées par un retour d'huile à faible pression provenant d'un réservoir d'équilibrage 20 précontraint-avec de l'air comprimé, via un tuyau pourvu d'un clapet anti-retour 21, lorsque le coussin se trouve dans la position limite supérieure. REVENDICATIONS 1 - Coussin d'emboutissage pour presses comme portant au moins un accumulateur d'huile sous pression chargé par du gaz et comportant une chambre cylindrique remplie d'huile sous pression dans laquelle est disposé un piston à double effet, qui est relié par l'intermédiaire d'une tige à la plaque de coussin et qui peut être arrêté dans sa position limite inférieure à l'aide d'un distributeur commandé, caractérisé en ce que le piston est agencé sous forme d'un piston différentiel (3) dont la petite face (6) est tournée vers la plaque de coussin (5), en ce que la partie inférieure (7) de la chambre cylindrique (2) est reliée à la partie supérieure (8) de celleci et à l'accumulateur d'huile sous pression sollicité par du gaz (1) par l'intermédiaire d'un tuyau qui est branché en série avec un clapet anti-retour (12) empêchant une décharge d'huile sous pression de l'accumulateur (1) et de la partie supérieure (8) de la chambre cylindrique (2) vers sa partie inférieure (7) ainsi qu'avec un distributeur commandé (13), branché en parallèle au clapet anti-retour (12) et qui est de préférence branché en série avec une soupape d'étranglement réglable (14), ladite partie inférieure (7) de la chambre cylindrique étant reliée par l'intermédiaire d'un autre tuyau et d'un distributeur commandé (15) avec un autre accumulateur d'huile (16) à faible pression pour recevoir une quantité dosée d'huile provenant de la partie inférieure (7) de la chambre cylindrique (2) de manière que, lorsque le poinçon de presse atteint sa position limite inférieure, la face inférieure (19) du piston (3) soit déchargée et par conséquent la plaque de coussin (5) soit tirée plus vers le bas d'une distance définie. 2 - Coussin d'emboutissage pour presses, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur 'huile sous pression sollicité par du gaz (1) se compose d'un cylindre étagé dans lequel est disposé un piston différentiel (9), qui est monté de manière à coulisser axialement sur la tige (4) précitée reliée à la plaque de coussin (5) et dont la grande face (10), tournée vers la plaque de coussin (5), peut être sollicitée par de l'air comprimé tandis que la petite face opposée du piston (9) obture vers le haut la partie supérieure (8) de la chambre cylindrique (2) remplie d'huile sous pression. 3 - Coussin d'emboutissage pour presses, selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, comme autre accumulateur d'huile sous pression (16) destiné à recevoir une quantité dosée d'huile, il est prévu un convertisseur de pression hydraulique ou hydro-pneumatique dont la course de piston est limitée par une butée réglable (18).