Brevet FR2637841A2 — publié le 19900420

FR 2637841 A2 19900420 FR 8913487 A 19891016 PRESSE HYDRAULIQUE A ARCADE A COURSE RAPIDE POUR LE FORMAGE, LE DOUBLAGE ET LA COMPRESSION DE PIECES DE FAIBLE EPAISSEUR A BASE DE MATIèRE PLASTIQUE. La présente invention se rapporte à un perfectionnement d'une presse hydraulique suivant la demande de brevet n0 87 15 232 déposée le 3 novembre 1987. La presse hydraulique a carcade à course rapide suivant la demande de de brevet précitée comprend une table de presse, un chapiteau et un coulisseau mobile entre le chapiteau et la table de presse pour mettre en forme, doubler et comprimer des pieces de matériau de grande étendue et de faible épaisseur, en matiere plastique ou en matériaux composites a base de matiere plastique ou de mats de fibres imprégnés de matiere plastique, sous forme de pieces profilées, la moitie superieure du moule étant portee par le coulisseau qui peut être abaissé et soulevé a l'aide d'un dispositif hydraulique a mouvement rapide pour la course a vide et d'un dispositif hydraulique à petite course pour la course de travail. Suivant un mode de réalisation de cette presse, le coulisseau est soulevé et abaissé pendant la course a vide par un systeme d'entrainement hydraulique a mouvement rapide agissant de façon centrale dans le chapiteau, et est guidé coulissant a l'aide de tiges de poussée dans le chapiteau. Apres la course a vide, les tiges de poussée sont couplées en synchronisme et par serrage, en passant par des verrouillages hydrauliques a douilles de serrage, avec les pistons annulaires de cylindres différentiels ancrés dans le chapiteau.La course de travail est exécutée par lesdits cylindres différentiels par l'intermédiaire des pistons annulaires et des tiges de poussée verrouillées avec ces pistons, lesdits pistons étant, avant le verrouillage, précontraints sous contrepression hydraulique par rapport aux cylindres différentiels. Les dispositions de construction et de commande appliquées sur cette presse font que l'on obtient pratiquement un couplage sans chocs et sans usure par un serrage synchrone des tiges de poussée, avec des masses actives réduites, la réalisation technique étant rendue possible par l'amortissement hydraulique et la compensation automatique des masses couplées par des coussins de pression précontraints. La neutralisation du poids des tiges de poussée et des pistons favorise des temps de freinage plus courts, une vitesse plus élevée pour la course a vide a effectuer, ainsi que des vitesses de fermeture élevées.Pour empêcher l'échappement d'huile sous haute pression depuis les chambres de pression délimitées dans les pistons par des membranes, par exemple des manchettes en "Nylon", entourant les douilles de serrage, vers la zone de serrage comprise entre les douilles de serrage et les tiges de poussée, ces membranes comportent deux joints toriques extérieurs a leurs extrémités. En cas de fuite d'un joint torique, de huile haute pression pénetre de façon incontrôlée dans la zone de serrage et provoque un couplage par serrage d'efficacité réduite entre les douilles de serrage et les tiges de poussée.Les systemes de verrouillage a douilles de serrage du type en question n1 assurent pas un serrage exempt de glissement si, en raison d'un film d'huile de lubrification incontrolé, un film hydrostatique s'établit entre la tige de poussée et la douille de serrage du fait que le film d'huile ne peut pas être éliminé, c'est -dire que l'huile ne peut pas être évacué, pendant la durée de serrage requise d'environ 0,5 a 1 seconde. Normalement, un couplage suffisant par serrage est assuré, même en cas de lubrification, en raison des conditions de frottement.Toutefois, en cas de fuites incontrolées, un glissement peut se produire, a savoir du fait de la formation d'un film hydrostatique, sur lequel la douille de serrage peut glisser sur la tige de poussée pendant un court intervalle de temps jusqu a ce que ce film hydrostatique soit chassé. Sf cet effet se produit, un glissement sur une course d'environ 20 a 30 mm provoque localement des températures de frottement si élevées qu'il se produit un craquage (décomposition, dégradation) de cette huile. L'huile craquée se fixe sous forme de déport sur les tiges de poussée et entrasse ainsi des conditions de frottement encore plus incontrôlées, ce qui conduit a une défaillance de l'ensemble du système, c'est-à-dire que la presse doit être arrêtée et la fabrication suspendue. La présente invention a pour objet d'améliorer, sur une presse du type défini ci-dessus, la structure superficielle des douilles de serrage et l'évacuation de l'huile de fuite de maniere à empêcher avec certitude l'établissement d'un film d'huile hydrostatique nuisible entre les tiges de poussée et les douilles de serrage. Selon 11invention, la surface de serrage par laquelle les douilles de serrage cooperant avec les tiges de poussée est munie de gorges d'huile de lubrification séparées les unes des autres par un intervalle d'environ 3,5 mm et présentant une largeur d'environ 1 a 2 mm et une profondeur d'environ 0,5 mm, indépendamment du diamètre de serrage des douilles de serrage. Deux premiers joints toriques sont disposés entre chaque membrane et le piston annulaire et deux jeux de seconds joints toriques sont disposés sur chaque douille de serrage.De plus, des canaux axiaux d'huile de fuite sont prévus, entre les fentes des douilles de serrage et en alignement avec ces fentes, dans les pistons annulaires ainsi que dans des bagues de fixation inférieures des systèmes de verrouillage a douilles de serrage, ces canaux débouchant dans des cuves de récupération. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque fois deux joints toriques sont disposés dans des gorges annulaires sur le pourtour extérieur d'une douille de serrage, en tant que barrage contre l'huile de fuite par rapport aux fentes de la douille de serrage. De préférence, chaque fois deux joints toriques sont disposés dans des gorges annulaires sur les côtés frontaux d'une douille de serrage, en tant que barrage contre l'huile de fuite vers la zone de serrage intérieure de la douille. Des capteurs photoélectriques peuvent avantageusement disposés, en tant que détecteurs de niveau, sur les cuves de récupération de l'huile de fuite. Par ailleurs, des rainures d'écoulement d'huile peuvent être disposées sur les cotés frontaux des douilles de serrage et/ou dans les surfaces annulaires opposées des pistons annulaires ou des bagues de fixation. Enfin, il est avantageux, dans le cadre de l'invention, d'utiliser une huile ayant une viscosité inférieure ou égale a celle d'une huile hydraulique normale de 40 cSt. Les avantages obtenus suivant l'invention consistent en particulier dans le fait que la réalisation conforme à l'invention de la surface des douilles de serrage empêche, en combinaison avec la réalisation conforme à l'invention du verrouillage par douille de serrage en vue de l'évacuation de l'huile de fuite, avec une sécurité optimale une pénétration de l'huile de fuite dans la zone de serrage. En outre, il est empêché, lors du verrouillage par serrage, qu'une épaisseur de film hydrostatique nuisible puisse se former à partir du film d'huile de lubrification entre les tiges de poussée et les douilles de serrage, du fait qu'en raison de la pression de serrage élevée entre les surfaces de serrage, de l'intervalle extrêmement faible entre les gorges d'évacuation d'huile de lubrification et du volume de réception important de ces gorges, l'huile se trouve immédiatement repoussée d'entre les surfaces de serrage. En d'autres termes, compte tenu de la durée de serrage d'environ 0,5 à 1 seconde, les gorges d'évacuation d'huile ont un volume suffisant pour évacuer avec certitude un film d'huile hydrostatique d'une épaisseur de 0,1 mm et davantage. Il en est ainsi indépendamment du diametre de serrage des douilles de serrage. Les intervalles réguliers de 3,5 mm entre les gorges, indépendamment du diametre des tiges de poussée, sont motivés techniquement par les points ci-apres. 1) L'intervalle minimal entre les gorges, intervalle qui est approximativement égal/inférieur à 3,5 mm, est conditionné par la pression superficielle admissible des tiges de poussée en acier allié du type 42 Cr Mo 4. 2) Par la pression de serrage hydraulique dans les membranes, le film hydrostatique (0,1 mm) est refoulé dans les gorges jusqu'à l'établissement d'un contact métallique entre les tiges de poussée et les douilles de serrage. Le matériau des douille de serrage est constitué de préférence par un bronze ayant des valeurs de résistance supérieures à celles des tiges de poussée. 3) Les conditions de refoulement du fluide liquide sont constantes par rapport à a) l'épaisseur du film d'huile environ égale/inférieure à 0,1 min, b) le trajet de refoulement S12 environ égal/ inférieur à 3,5 c'est-à-dire qu'avec 1 1accroissement du diamètre de serrage, l'intervalle s ne soit pas augmenter dans la même proportion. Ce n'est qu'en cas d'utilisatipn d'aciers fortement alliés et trempés en surface que l'intervalle s peut être choisi inférieur à 3,5 mm. Il en résulterait que le film hydrostatique d'une épaisseur environ égale/inférieure à 0,1 mm pourrait être refoulé dans les gorges en l'espace d'un temps inférieure à 0,5 seconde. Un autre avantage important de I1 invention consiste dans le fait qu'en cas d'entrée d'huile de fuite par les canaux d'évacuation d'huile de fuite dans une cuve de récupération dthuile de fuite, des capteurs de niveau prévus dans cette cuve déclenchent immédiatement une alarme, ce qui permet de changer le joint défectueux. En particulier grâce à cette dernière caractéristique, il est possible de prévenir un endommagement important, c'est-à-dire une panne importante de la presse, et donc un arrêt de fabrication prolongé, car une surveillance des cuves de récupération d'huile de fuite permet de vérifier à tout moment si les étanchéités vis-à-vis de l'huile de fuite sont en ordre. En cas d'installation de capteurs photoélectriques, cette surveillance peut même se fait automatiquement à l'aide d'un système d'alarme électrique. Des essais ont démontré qu'en cas de lubrification contrôlée du système de verrouillage par douille de serrage, on peut utiliser une quantité d'huile dosée limitée avec une viscosité inférieure ou égale à celle d'une huile hydraulique normale d'environ 40 cSt, permettant l'établissement d'une épaisseur de film d'huile d'environ 0,01 mm. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-apres plus en détail un exemple de réalisation de l'invention; sur le dessin la figure I est une coupe axiale d'un système hydraulique de verrouillage à douilles de serrage, montrant schématiquement le système d'étanchéité conforme à l'invention contre l'huile de fuite; la figure 2 est une coupe d'une presse à course rapide conforme à l'invention; la figure 3a représente à plus grande échelle le détail F de la figure 1; la figure 3b est une coupe suivant A-A de la figure 3a; la figure 4 représente à plus grande échelle le détail E de la figure 1 concernant l'étanchéité et l'évacuation de l'huile de fuite. La figure 2 représente une presse hydraulique à course rapide du type à arcade, comprenant un bâti de presse 1, un chapiteau ou sommier supérieur 15 et une table 14. Entre le chapiteau 15 et la table 14 est disposé un coulisseau 6 supportant la moitié supérieure de moule ou matrice et susceptible d'ètre soulevé et abaissé à l'aide d'un système d'entratnement hydraulique rapide 9, 10. Le système d'entratnement rapide comprend un poussoir 9 fixé en position centrale au coulisseau 6, et un agencement de cylindre-piston hydraulique 10 ancré dans le chapiteau 15. Le coulisseau 6 est fixé à deux (ou quatre) tiges de poussée 5 guidées dans le chapiteau 15. La figure 1 est une coupe de l'agencement d'une tige de poussée 5, d'un verrouillage hydraulique à deux douilles de serrage 3, 3' et d'un cylindre hydraulique différentiel 2 avec piston annulaire 4 pour la pression de compression. Par l'envoi de fluide sous pression dans la conduite d'arrivée, les membranes 7 et 7' exercent une pression sur les douilles de serrage 3 et 3', la tige de poussée 5 étant ainsi couplée par frottement avec le piston annulaire 2 du cylindre différentiel 4. Etant donné que le cylindre différentiel 4 est ancré dans le chapiteau 15, la tige de poussée 5 est alors également reliée à ce dernier. Le système de verrouillage à douilles de poussée 3,3' avec les membranes 7 et 7' est fixé sur la tige de poussée 5 dans le piston annulaire 2 à l'aide de bagues de fixation 16 et 19. Aux emplacements indiqués par E et F, des étanchéités et d'évacuations d'huile de fuite sont prévues. La référence 17 désigne un canal d'évacuation d'huile de fuite dans les douilles de serrage 3, 3', le piston annulaire 2 et les bagues de fixation 16 et 19. L'huile de fuite s échappant en cas de défaut d'étanchéité d'un joint torique tombe ou s'écoule par gravité par le canal d'évacuation d'huile de fuite 17 dans la cuve de récupération 13. Des capteurs photoélectriques (non représentés) installés sur ou à proximité de cette cuve en tant que détecteur de niveau peuvent servir de déclencheur pour un système d'alarme électrique. Les figures 3a, 3b et 4 représentent plus en détail la réalisation conforme à l'invention de la surface de serrage des douilles de serrage. Afin d'empêcher l'établissement d'un film d'huile incontrôlé d'une épaisseur supérieure/égale à 0,1 mm sur la surface latérale de la tige de poussée 5, par exemple en cas de fuites incontrôlées ou de défaillance du système d'étanchéité constitué par des joints toriques 8 entre les membranes 7, 7' et le piston annulaire 2, un système de blocage contre l'huile de fuite est prévu avec réalisation appropriée des douilles de serrage 3 et 3'. La référence 8 désigne le joint torique qui, en contact avec le piston annulaire ou les bagues de fixation 16 et 19, applique la membrane 7, 7' contre la douille de serrage 3, 3'. Selon l'invention, deux autres jeux de joints toriques li et 12 sont prévus dans des gorges 20 et 21 dans la périphérie extérieure dans les faces frontales des douilles de serrage 7, 7'. Le joint torique 12 empêche le passage d'huile de fuite dans les fentes des douilles de serrage 3, 3', afin que cette huile de fuite ne puisse pas arriver par les fentes des douilles de serrage sur la surface intérieure 23 des douilles de serrage. Le joint torique Il empêcher par contre ltentrée incontrôlée d'huile de fuite directement dans la zone de la surface intérieure 23 des douilles de serrage, par une extrémité de ces douilles. Si malgré tout de l'huile de fuite s'échappe en direction de la zone de serrage, cette huile parvient d'abord dans le canal d'évacuation d'huile de fuite 17 et passe de là dans la cuve de récupération 13. Compte tenu du système de serrage sollicité par la pression de serrage oléohydraulique élevée, la disposition axiale des canaux d'évacuation d'huile de fuite 17 est d'une importance toute particulière. En effet, en raison de l'effet d'entaille que des canaux radiaux provoqueraient, en particulier dans le piston annulaire 2, de tels canaux radiaux pourraient conduire à une défaillance. Compte tenu d'une défaillance possible des joints toriques principaux 8, des rainures d'écoulement 22 sont prévues frontalement sur les douilles de serrage 3, 3' etjou dans les surfaces annulaires opposées du piston annulaire 2 ou dans les bagues de fixation 16 et 19, ces rainures évacuant l'huile de fuite par les canaux d'évacuation 17 axiaux, ctest-à-dire parallèles à l'axe médian des douilles de serrage 3 et 3'. Les gorges d'évacuation d'huile de lubrification 18 sont destinées à empêcher l'établissement, lors de l'opération de serrage, d'un film hydrostatique d'huile de lubrification ou d'huile de fuite ayant pénétré dans la zone de serrage. A cet effet, l'intervalle ou pas s des gorges d'évacuation 18 ménagées en hélice dans la surface de serrage 23 des douilles de serrage 3 et 3' est choisi, avec une valeur d'environ 3,5 mm, si petit que le film d'huile se trouve avec certitude déchiré et refoulé dans les gorges 18 lors de l'opération de serrage. REVENDICATIONS 1. Presse hydraulique à acarde à course rapide comprenant une table de presse, un chapiteau et un coulisseau mobile entre le chapiteau et la table de presse pour mettre en forme, doubler et comprimer des pièces de matériau de grande étendue et de faible épaisseur de paroi, en matière plastique ou en matériaux composites à base de matière plastique ou de mats de fibres imprégnés de matière plastique, sous la forme de pièces profilées, la moitié supérieure de moule étant portée par le coulisseau qui peut être abaissé et soulevé à l'aide d'un dispositif hydraulique à mouvement rapide pour la course à vide et d'un dispositif hydraulique à petite course pour la course de travail, le coulisseau étant soulevé et abaissé pendant la course à vide par un système d'entraînement hydraulique à mouvement rapide agissant de façon centrale dans le chapiteau, et étant guidé à l'aide de tiges de poussée dans le chapiteau, les tiges de poussée étant, après la course à vide, couplées en synchronisme et par serrage en passant par des verrouillages hydrauliques à douilles de serrage, avec les pistons annulaires de cylindres différentiels ancrés dans le chapeau, et la course de travail étant exécutée par lesdits cylindres différentiels par l'intermédiaire des pistons annulaire et des tiges de poussée verrouillées avec ces pistons, lesdits pistons étant, avant la verrouillage, précontraints sous contrepression hydraulique par rapport aux cylindres différentiels, suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7 de la demande de brevet n0 87 15232 du 2 novembre 1987, chaque douille de serrage (3, 3') étant entourée d'une membrane (7, 7') délimitant une chambre de pression pour le serrage de la douille à l'aide d'huile sous pression, caractérisée par le fait que a) des gorges d'huile de lubrification (18) sont ménagées dans la surface de serrage intérieure (23) des douilles de serrage (3, 3') avec un intervalle (s) d'environ 3,5 mm entre les gorges, avec une largeur des gorges comprise entre 1 et 2 mm et avec une profondeur des gorges d'environ 0,5 min, indépendamment du diamètre de serrage des douilles de serrage (3, 3'), b) deux premiers joints toriques (8) sont disposés, pour chaque douille de serrage (3, 3'), entre la membrane (7, 7') et le piston annulaire (2) et deux jeux de seconds joints toriques (11 et 12) sont disposés sur chaque douille de serrage (3, 3'), et c) des cannaux d'huile de fuite (17) sont disposés axialement entre les fentes des douilles de serrage (3, 3'), en alignement avec lesdites fentes, dans le piston annulaire (2) ainsi que dans les bagues de fixation inférieure (16) des douilles de serrage, ces canaux débouchant dans des cuves de récupération (13). 2. Presse suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que deux seconds joints toriques (12) disposés dans des gorges annulaires (20) sur le pourtour extérieur d'une douille de serrage (3, 3') sont prévus en tant que barrage d'huile de fuite par rapport aux fentes de la douille de serrage (3, 3'). 3. Presse suivant la revendication I ou 2, caractérisée par le fait que deux seconds joints toriques (11) sont disposés dans des gorges annulaires (21) ménagées dans les faces frontales d'une douille de serrage (3, 3') en tant que barrage d'huile de fuite vers la zone intérieure de serrage. 4. Presse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que des capteurs photoélectriques sont disposés, en tant que détecteurs de niveau, sur les cuves de récupération d'huile de fuite (13). 5. Presse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que des rainures d'écoulement d'huile (22) sont ménagées dans les faces frontales des douilles de serrage (3, 3') et/ou dans les surfaces annulaires opposées du piston annulaire (2) ou des bagues de fixation (16, 19). 6. Presse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par l'utilisation d'une huile ayant une viscosité inférieure ou égale à celle d'une huile hydraulique normale de 40 cSt.