Brevet FR2986848A1 — publié le 20130816

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne une soupape de surpression pour outil de presse hydraulique, et un outil de presse hydraulique incorporant une telle 5 soupape. ETAT DE LA TECHNIQUE On connait des outils portables de presse hydraulique permettant d'atteindre des forces de compression de l'ordre de 20 à 150 kiloNewtons. 10 Ces outils sont couramment utilisés pour réaliser des opérations de sertissage ou de coupe de câbles électriques. Ces outils comprennent généralement un corps dans lequel sont logés un réservoir de fluide, une pompe hydraulique, un cylindre, et un piston apte à être déplacé dans le cylindre sous l'effet d'une injection de 15 fluide sous pression à l'intérieur du cylindre. Ces outils comprennent également une tête d'outil fixée sur le corps et adaptée pour recevoir un jeu de matrices, l'une des matrices étant actionnée par le piston. Les matrices sont démontables et la tête peut recevoir différents jeux de matrices en fonction de l'opération à réaliser. 20 Ces outils comprennent généralement une soupape de retour de fluide actionnée manuellement, permettant de diminuer la pression dans le cylindre et de ramener le fluide contenu dans le cylindre vers le réservoir une fois l'opération terminée. L'actionnement manuel de la soupape de retour de fluide peut parfois être considéré comme fastidieux, en particulier 25 lorsque l'opérateur doit réaliser successivement un grand nombre d'opérations. Par ailleurs, ces outils comprennent une soupape de surpression permettant d'empêcher que la pression du fluide injecté dans le cylindre n'excède un seuil prédéterminé. Ces soupapes de surpression 30 comprennent un pointeau mobile obturant une ouverture d'échappement de fluide et un ressort maintenant le pointeau dans l'ouverture. La force exercée par le ressort sur le pointeau est calibrée de sorte que le pointeau n'est déplacé sous l'effet de la pression du fluide dans le cylindre que lorsque la pression atteint le seuil prédéterminé. RESUME DE L'INVENTION Un but de l'invention est de permettre un retour automatique et rapide du fluide contenu dans le cylindre vers le réservoir en fin d'opération. Ce problème est résolu dans le cadre de la présente invention grâce à une soupape de surpression pour outil de presse hydraulique, comprenant un corps de soupape, un canal de circulation de fluide, un pointeau et un siège, le pointeau étant mobile par rapport au siège entre une position d'obturation dans laquelle le pointeau est en contact avec le siège pour obturer le canal et une position d'ouverture dans laquelle le pointeau est écarté du siège pour autoriser une circulation du fluide dans le canal, caractérisée en ce que le siège est mobile par rapport au corps de soupape de sorte que, dès que du fluide circule dans le canal, le fluide provoque un déplacement du siège par rapport au corps de soupape tendant à écarter le siège du pointeau et empêche un retour du siège vers le pointeau, afin de maintenir la circulation du fluide dans le canal. La soupape de surpression est ainsi utilisée pour remplir une 20 fonction de retour de fluide. Grâce au siège mobile, la soupape de surpression reste ouverte tant que du fluide circule dans le canal, ce qui permet une évacuation complète du fluide contenu dans le cylindre de l'outil. Cela permet de concevoir un outil dans lequel le fluide retourne 25 automatiquement et rapidement vers le réservoir dès que la pression dans le cylindre a atteint le seuil de pression prédéterminé. La soupape peut en outre présenter les caractéristiques suivantes : - le canal de circulation de fluide comprend un orifice formé dans le corps de soupape, le siège étant mobile entre une position fermée dans 30 laquelle le siège obture l'orifice et une position ouverte dans laquelle le siège autorise la circulation du fluide à travers l'orifice, - la soupape comprend un ressort agencé pour solliciter le pointeau vers le siège, - la soupape comprend une butée pour limiter le déplacement du pointeau par rapport au corps de soupape vers le siège lorsque le siège est écarté du pointeau, - le siège est apte à être déplacé par rapport au corps de soupape 5 vers le pointeau pour ramener le siège en contact avec le pointeau, - la soupape comprend une butée pour limiter le déplacement du siège vers le pointeau lorsque le pointeau s'écarte du siège, - le siège comprend une tige propre à faire saillie à l'extérieur du corps de soupape lorsque le siège est écarté du pointeau, la tige étant apte 10 à être sollicitée par un piston de l'outil pour pousser le siège vers le pointeau, - le canal de circulation de fluide débouche par un orifice de la tige et la tige comprend des encoches autorisant une circulation du fluide dans le canal malgré une obturation de l'orifice par le piston lorsque piston 15 sollicite la tige, L'invention concerne en outre un outil de presse hydraulique comprenant : - un corps d'outil comprenant un cylindre, - un piston apte à être déplacé dans le cylindre sous l'effet d'une 20 injection de fluide sous pression à l'intérieur du cylindre, - un conduit de retour de fluide, et - une soupape de surpression telle que définie précédemment, agencée dans le conduit de retour de fluide pour provoquer une évacuation du fluide contenu dans le cylindre lorsque la pression du fluide dans le 25 cylindre excède un seuil prédéterminé. Dans un mode de réalisation de l'invention, le piston est apte à être déplacé par rapport au corps d'outil depuis une position rétractée vers une position déployée lors d'une montée en pression du fluide dans le cylindre. L'outil peut comprendre un ressort de rappel agencé pour solliciter 30 le piston vers la position rétractée. Le siège de la soupape peut être agencé de sorte que lorsque le piston revient en position rétractée, le piston sollicite le siège pour ramener le siège en contact avec le pointeau. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'outil comprend une tête d'outil montée sur le corps d'outil et des matrices de sertissage reçues dans la tête d'outil. PRESENTATION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative, et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : - les figures 1 et 1 a représentent de manière schématique, en 10 coupe longitudinale, un outil de presse hydraulique conforme à un mode de réalisation de l'invention (la figure la étant une vue de détail de la figure 1), - les figures 2 et 3 représentent de manière schématique une cartouche incluant une soupape de surpression, destinée à être incorporée dans l'outil de presse hydraulique de la figure 1, (la figure 3 étant une vue 15 en coupe longitudinale de la soupape), - les figures 4 à 8 représentent de manière schématique différentes étapes de fonctionnement de l'outil de la figure 1, (les figures 6a, 7a et 8a étant des vues de détail des figures 6, 7 et 8 respecteivement). 20 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Sur les figures 1 et 1 a, l'outil 1 de presse hydraulique représenté comprend un réservoir 2 de fluide, un corps d'outil 3, et une tête d'outil 4. Le réservoir 2 comprend une paroi souple 5 entourant une cavité 6 destinée à contenir du fluide, une ouverture 7 permettant de remplir le 25 réservoir et un bouchon 8 pour fermer l'ouverture. Le fluide est typiquement de l'huile. La tête d'outil 4 est montée sur le corps d'outil 3 et est adaptée pour recevoir un jeu de matrices, tel qu'une paire de matrices 4a et 4b de sertissage. 30 Le corps d'outil 3 comprend un cylindre 9 présentant une cavité 10. L'outil 1 comprend un piston 11 monté mobile à l'intérieur de la cavité 10. Le piston 11 est adapté pour actionner l'une des matrices 4a du jeu. Le piston 11 est mobile par rapport au corps d'outil 3 entre une position rétractée (représentée sur la figure 1) et une position déployée (représentée sur la figure 6) pour actionner la matrice. L'outil 1 comprend en outre un ressort hélicoïdal 12 de rappel sollicitant le piston 11 vers la position rétractée. Le piston 11 comprend par ailleurs un joint 13 et une bague anti-extrusion 14 permettant d'assurer une étanchéité entre le cylindre 9 et le piston 11. Le corps d'outil 3 peut comprendre également une butée 52 adaptée pour limiter le déplacement du piston 11 en position déployée. Toutefois, dans un outil de sertissage, cette butée 52 n'est généralement pas présente. En effet, ce sont les matrices 4a et 4b qui, en venant en contact l'une contre l'autre, limitent le déplacement du piston 11. Le corps d'outil 3 comprend un conduit 15 d'injection de fluide s'étendant entre le réservoir 2 et la cavité 10 du cylindre 9, et une pompe hydraulique 16 pour injecter du fluide depuis le réservoir 2 vers la cavité 10 via le conduit 15. La pompe hydraulique 16 comprend un cylindre de pompe 17 et un piston de pompe 18 apte à être animé d'un mouvement de va et vient dans le cylindre de pompe 17. Le corps d'outil 3 comprend en outre un conduit latéral 19 s'étendant entre le cylindre de pompe 17 et le conduit 15 d'injection. La pompe hydraulique 16 comprend également deux clapets 20 et 21 agencés dans le conduit 15 d'injection de part et d'autre d'un orifice 22 par lequel le conduit latéral 19 débouche dans le conduit d'injection 15. Le premier clapet 20 autorise une pénétration du fluide du réservoir 2 dans le conduit 15 lorsque le piston 18 se déplace selon un premier sens (sens d'aspiration du fluide) dans le cylindre 17 et empêche un retour du fluide aspiré du cylindre 17 vers le réservoir 2 lorsque le piston 18 se déplace dans un deuxième sens (sens de refoulement du fluide), opposé au premier sens. Le deuxième clapet 21 empêche un retour du fluide de la cavité 10 dans le conduit 15 lorsque le piston 18 se déplace dans le premier sens et autorise une injection du fluide refoulé par le piston 18 vers la cavité 10 lorsque le piston 18 se déplace dans le deuxième sens. Le corps d'outil 3 comprend également un conduit 23 de retour de fluide s'étendant entre la cavité 6 du réservoir 2 et la cavité 10 du cylindre 9 pour permettre un retour du fluide contenu dans le cylindre 9 vers le réservoir 2. L'outil 1 comprend une soupape de surpression 24 agencée dans le conduit 23 de retour de fluide, la soupape de surpression autorisant une circulation du fluide dans le conduit 23 de retour de fluide lorsque la pression dans la cavité 10 a atteint un seuil prédéterminé. Les figures 2 et 3 représentent plus en détail la soupape de surpression 24. Comme cela apparait sur la figure 2, la soupape de surpression 24 est réalisée sous la forme d'une cartouche 25 détachable du corps d'outil 3 et qui peut être insérée dans le conduit de retour de fluide 23 du corps d'outil 3. La soupape de surpression 24 peut ainsi être réglée de manière indépendante afin d'ajuster le seuil de pression de déclenchement du retour automatique de fluide. Comme illustré sur la figure 3, la soupape de surpression 24 comprend un corps de soupape 26 présentant une forme générale cylindrique et définissant une cavité interne 27. La soupape de surpression 24 comprend également un pointeau 28 et un siège 30, tous deux montés coulissant à l'intérieur de la cavité interne 27. Le pointeau 28 comprend une partie conique 29, et le siège 30 présente une ouverture 31 adaptée pour coopérer avec la partie conique 29 pour ouvrir ou fermer la soupape 26. La cavité interne 27 présente une première partie 32 de grand diamètre, qui reçoit le pointeau 28, et une deuxième partie 33 de petit diamètre qui reçoit une partie du siège 30. La première partie 32 et la deuxième partie 33 se rejoignent par un épaulement 53. Le siège 30 comprend une première partie 34 de grand diamètre (ou tête) s'étendant à l'intérieur de la première partie 32 de la cavité interne 27 et une deuxième partie 35 de petit diamètre (ou tige) s'étendant à l'intérieur de la deuxième partie 33 de la cavité interne 27. Le siège 30 comprend en outre un alésage 36 traversant la première partie 34 et la deuxième partie 35. L'alésage 36 débouche d'une part par l'ouverture 31 dans la partie 34 de grand diamètre et d'autre part par une ouverture 37 dans la cavité 10 au niveau de la partie 35 de petit diamètre. Le corps de soupape 26 comprend deux orifices latéraux 39 et 40 permettant un passage du fluide lorsque la soupape 24 est ouverte. Plus précisément, le siège 30 est mobile par rapport au corps de soupape 26 entre une position fermée dans laquelle le siège 30 obture les orifices latéraux 39 et 40 et empêche le passage du fluide et une position ouverte dans laquelle le siège 30 autorise le passage du fluide à travers les orifices latéraux 39 et 40. Le siège 30 passe de la position fermée à la position ouverte en s'écartant du pointeau 28. Ainsi, un canal de circulation de fluide 38 est formé par l'alésage 36 traversant le siège 30 et par les deux orifices latéraux 39 et 40 formés dans le corps de soupape 26. Par ailleurs, la soupape de surpression 24 comprend un ressort de compression 41 adapté pour solliciter le pointeau 28 vers le siège 30, et une butée 42 adaptée pour limiter le déplacement du pointeau 28 vers le siège 30. La butée 42 limite également le déplacement du siège 30 vers le 15 pointeau 28. La soupape de surpression 24 comprend en outre une vis 43 et un contre-écrou 44. La vis 43 présente une surface externe filetée adaptée pour coopérer avec une surface interne filetée de la première partie 32 de la cavité interne 27. Le contre-écrou 44 présente une surface interne filetée 20 adaptée pour coopérer avec la surface externe filetée de la vis. Le ressort de compression 41 s'étend entre le pointeau 28 et la vis 43. La force exercée par le ressort 41 sur le pointeau 28 peut être réglée par serrage de la vis 43. Le réglage de la force exercée par le ressort 41 détermine le seuil de pression de déclenchement de l'ouverture de la 25 soupape 24. Une fois le réglage de la force achevé, le contre-écrou 44 est monté sur la vis 43 et bloqué contre le corps 26 pour éviter un desserrage de la vis 43. La butée 42 comprend un anneau élastique 45 reçu dans une gorge 46 formée dans une surface interne de la cavité 27 du corps de soupape 30 26. La soupape de surpression 24 comprend également un joint torique d'étanchéité 47 et une bague anti-extrusion 48 agencés entre le siège 30 et le corps de soupape 26. Le joint torique 47 empêche un passage de fluide entre le corps de soupape 26 et le siège 30. La soupape de surpression 24 comprend également une bague d'extrémité 49 permettant de protéger le joint 47 et la bague 48, et de guider le siège 30 lors de son déplacement. Comme cela apparaît sur les figures 2 et 3, lorsque le siège 30 est écarté du pointeau 28, la tige 35 du siège 30 fait saillie hors du corps de soupape 26. Ainsi, la tige 35 est apte à être sollicitée par le piston 11 de l'outil pour repousser le siège 30 vers le pointeau 28 lorsque le piston 11 revient en position rétractée. En outre, la tige 35 comprend des encoches 50 et 51 autorisant une 10 circulation du fluide dans le canal 38 malgré une obturation de l'orifice 37 par le piston 11 lorsque piston 11 entre en contact avec la tige 35. Le fonctionnement de l'outil de presse hydraulique 1 est illustré sur les figures 1, 1 a, 4, 5, 6, 6a, 7, 7a, 8 et 8a. Initialement, l'outil 1 est au repos (figures 1 et 1 a). Le piston 11 est 15 en position rétractée. Le piston 11 est maintenu dans cette position par le ressort 12 de rappel. La soupape de surpression 24 est en position fermée : la partie conique 29 du pointeau 28 est en contact avec le siège 30 et obture l'orifice 31, empêchant toute circulation de fluide dans le canal de circulation de fluide 38. Par ailleurs, le siège 30 obture les orifices latéraux 20 39 et 40. Lorsque la pompe hydraulique est activée (figure 4), le piston de pompe 18 est animé d'un mouvement de va et vient dans le cylindre de pompe 17, ce qui a pour effet que du fluide prélevé dans le réservoir 2 est injecté dans le cylindre 9 via le conduit d'injection de fluide 15. L'injection du 25 fluide sous pression dans le cylindre 9 a pour effet de déplacer le piston 11 de l'outil vers la position déployée (flèche di), à l'encontre de la force de rappel exercée par le ressort 12. Le ressort de rappel 12 est comprimé à mesure du déplacement du piston 11. La pression du fluide contenue dans le cylindre 9 augmente. Le pointeau 28 est toujours en position fermée et 30 obture le canal de circulation de fluide 38. La montée en pression du fluide dans le cylindre 9 (figure 5) provoque la mise en appui du piston 11 contre la butée 52 ou la venue en butée mutuelle des matrices 4a et 4b. De plus, la montée en pression du fluide dans le cylindre 9 provoque également la mise en appui du siège 30 contre la butée 42. Lorsque la pression du fluide dans le cylindre 9 atteint un seuil de pression prédéterminé (figures 6 et 6a), la pression du fluide agit sur la 5 partie conique 29 du pointeau 28. La pression du fluide est alors suffisante pour déplacer le pointeau 28 par rapport au corps de soupape 26 à l'encontre du ressort de compression 41 (flèche d3). Sous l'effet de la pression exercée par le fluide, le pointeau 28 s'écarte de manière transitoire du siège 30 et laisse du fluide s'échapper du cylindre 9 via le canal de 10 circulation de fluide 38 vers la cavité interne 27 de la soupape. Cela a pour conséquence que du fluide sous pression pénètre entre le siège 30 et le pointeau 28. Cependant, le fluide ne peut s'échapper immédiatement par les orifices latéraux 39 et 40. 15 L'introduction brusque de fluide entre le siège 30 et le pointeau 28 provoque un déplacement du siège 30 par rapport au corps de soupape 26 tendant à écarter le siège 30 du pointeau 28 (flèche d5) par un effet d'embolie. Les orifices latéraux 39 et 40 sont dégagés et le fluide peut s'échapper. 20 La soupape de surpression 24 s'ouvre et du fluide contenu dans le cylindre 9 s'écoule vers le réservoir 2 via le conduit de retour de fluide 23. Cela a pour effet de ramener la pression dans le cylindre 9 en dessous du seuil prédéterminé. Dès que la pression du fluide dans le cylindre 9 retombe sous le 25 seuil de pression prédéterminé (figures 7 et 7a), le pointeau 28 revient dans sa position initiale contre la butée 42 sous l'effet de la force exercée par le ressort de compression 41 (flèche d4). Cependant, le siège 30 est maintenu en position ouverte du fait de la circulation du fluide dans le canal de circulation de fluide 38. En effet, le 30 siège 30 est soumis d'un côté à la pression du fluide présent à l'intérieur de la première partie 32 de la cavité interne 27, cette pression s'exerçant sur la partie 34 de grand diamètre du siège 30, et d'autre part à la pression du fluide présent dans la cavité 10 du cylindre 9, cette pression s'exerçant sur la partie 35 de petit diamètre du siège 30. Du fait de la différence de diamètre entre les parties 34 et 35 du siège 30, le siège 30 est maintenu écarté du pointeau 28 tant que du fluide circule dans le conduit 23 de retour de fluide. Cela a pour effet que le siège 30 vient en butée contre l'épaulement 53 du corps de soupape 26. Comme le pointeau 28 est maintenu à l'écart du siège 30 par la butée 42, la soupape de surpression 24 reste ouverte tant que du fluide circule dans le canal 38. La diminution de la pression du fluide dans le cylindre 9 provoque 10 un retour du piston vers la position rétractée sous l'action du ressort de rappel 12 (flèche d2). A mesure que le fluide retourne vers le réservoir 2, le piston 11 est ramené vers la position rétractée (figures 8 et 8a). Le retour du piston 11 vers la position rétractée entraine l'évacuation continue du fluide contenu 15 dans le cylindre 9 vers le réservoir 2 via le conduit 23 de retour de fluide. Comme la soupape de surpression est maintenu ouverte par la circulation du fluide dans le canal 38, le fluide retourne automatiquement et rapidement vers le réservoir 2. Lorsque le piston 11 approche de la position rétractée, le piston 11 20 vient en contact avec la partie d'extension du siège 30 qui fait saillie dans la cavité 10 du cylindre 9. Dans son déplacement, le piston 11 sollicite le siège 30 pour repousser le siège 30 vers le pointeau 28 (flèche d6). Une fois le piston en contact avec le siège 30, le fluide est évacué du cylindre 9 via les encoches 50 et 51 ménagées dans la partie d'extension, malgré la mise en 25 contact du piston 11 avec la partie d'extension. Cela permet une évacuation complète du fluide contenu dans le cylindre 9 et un retour de l'outil 1 en position de repos (figures 1 et 1 a). L'outil 1 qui vient d'être décrit est particulièrement adapté pour la réalisation d'opérations de sertissage, notamment pour le raccordement de 30 câbles électriques. REVENDICATIONS1. Soupape de surpression (24) pour outil de presse hydraulique (1), comprenant un corps de soupape (26), un canal de circulation de fluide (38), un pointeau (28) et un siège (30), le pointeau (28) étant mobile par rapport au siège (30) entre une position d'obturation dans laquelle le pointeau (28) est en contact avec le siège (30) pour obturer le canal (38) et une position d'ouverture dans laquelle le pointeau (28) est écarté du siège (30) pour autoriser une circulation du fluide dans le canal (38), caractérisée en ce que le siège (30) est mobile par rapport au corps de soupape (26) de sorte que, dès que du fluide circule dans le canal (38), le fluide provoque un déplacement du siège (30) par rapport au corps de soupape (26) tendant à écarter le siège (30) du pointeau (28) et empêche un retour du siège (30) vers le pointeau (28), afin de maintenir la circulation du fluide dans le canal. 2. Soupape selon la revendication 1, dans lequel le canal de circulation de fluide (38) comprend un orifice (39, 40) formé dans le corps de soupape (26), et le siège (30) étant mobile entre une position fermée dans laquelle le siège (30) obture l'orifice (39, 40) et une position ouverte dans laquelle le siège (30) autorise la circulation du fluide à travers l'orifice (39, 40). 3. Soupape selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre un ressort (41) agencé pour solliciter le pointeau (28) vers le siège (30). 4. Soupape selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre une butée (42) pour limiter le déplacement du pointeau (28) par rapport au corps de soupape (26) vers le siège (30) lorsque le siège (30) est écarté du pointeau (28). 5. Soupape selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle le siège (30) est apte à être déplacé par rapport au corps de soupape (26) vers le pointeau (28) pour ramener le siège (30) en contact avec le pointeau (28). 6. Soupape selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant une butée (42) pour limiter le déplacement du siège (30) vers le pointeau (28) lorsque le pointeau (28) s'écarte du siège (30). 7. Soupape selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le siège (30) comprend une tige (35) propre à faire saillie à l'extérieur du corps de soupape (26) lorsque le siège (30) est écarté du pointeau (28), la tige (35) étant apte à être sollicitée par un piston (11) de l'outil (1) pour pousser le siège (30) vers le pointeau (28). 8. Soupape selon la revendication 7, dans lequel le canal de circulation de fluide (38) débouche par un orifice (37) de la tige (35) et la tige (35) comprend des encoches (50, 51) autorisant une circulation du fluide dans le canal (38) malgré une obturation de l'orifice (37) par le piston (11) lorsque piston (11) sollicite la tige (35). 9. Outil de presse hydraulique (1) comprenant : - un corps d'outil (3) comprenant un cylindre (9), - un piston (11) apte à être déplacé dans le cylindre (9) sous l'effet d'une 20 injection de fluide sous pression à l'intérieur du cylindre, - un conduit de retour de fluide (23), et - une soupape de surpression (24) selon l'une des revendications 1 à 8 agencée dans le conduit de retour de fluide (23) pour provoquer une évacuation du fluide contenu dans le cylindre (9) lorsque la pression du 25 fluide dans le cylindre (9) excède un seuil prédéterminé. 10. Outil selon la revendication 9, dans lequel le piston (11) est apte à être déplacé par rapport au corps d'outil (3) depuis une position rétractée vers une position déployée lors d'une montée en pression du fluide dans le 30 cylindre (9). 11. Outil selon la revendication 10, comprenant un ressort de rappel (12) agencé pour solliciter le piston (11) vers la position rétractée. 12. Outil selon l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel le siège (30) de la soupape (24) est agencé de sorte que lorsque le piston (11) revient en position rétractée, le piston (11) sollicite le siège (30) pour ramener le siège 5 (30) en contact avec le pointeau (28). 13. Outil selon l'une des revendications 9 à 12, comprenant une tête d'outil (4) montée sur le corps d'outil (3) et des matrices de sertissage reçues dans la tête d'outil (4). 10