Brevet FR3028589A1 — publié le 20160520

1. BREVET D'INVENTION POUR VERIN HYDRAULIQUE A TRANSFERT DE VOLUME INTERNE DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention concerne un vérin hydraulique à transfert de volume interne, adapté à tous les fluides hydrauliques tels que huiles minérales, fluides aqueux ou de synthèse, destiné au guidage et au verrouillage du plateau mobile, installé sur les presses à injecter et les machines de moulage à déplacement horizontal. Traditionnellement, les mouvements dynamiques d'ouverture et de fermeture sont obtenus par un vérin hydraulique qui déplace le plateau mobile coulissant sur des colonnes passives de guidage. Le même vérin est souvent aussi utilisé pour la fonction statique de maintien du plateau durant la phase d'injection ou de moulage. L'écart de puissance transmise durant les phases statique et dynamique est globalement compris entre trois et quatre ; il peut tendre vers huit pour certaines applications. Les dimensions de ce vérin commun sont déterminées à partir des grandeurs statiques. De ce fait, cette technologie est ainsi fortement énergivore. Notre invention, « Vérin Hydraulique à Transfert de Volume Interne », dénommé par la suite « VHTVI », permet de rationnaliser l'assemblage et diminuer la puissance installée dans les machines d'injection et de moulage grâce aux spécificités évoquées ultérieurement. Les vérins « VHTVI » remplaceront les colonnes passives de guidage pour assurer le rôle de colonnes actives, à savoir : guidage, fermeture, verrouillage et ouverture du plateau mobile porte outil. Le vérin hydraulique « VHTVI » est de conception à double effet et à double tige, disposant d'un piston actif solidaire des tiges. La section de chaque chambre est égale. Le piston dispose d'un clapet piloté, permettant la communication entre les deux chambres. Le clapet est piloté hydrauliquement par une liaison percée dans l'une des tiges. Deux modes de montage peuvent être réalisés : - Montage avec fûts actifs : l'ensemble piston -tiges est solidaire du bâti de la machine, le fut de vérin se déplace en entrainant le plateau mobile porte outil. - Montage avec tiges actives : le fût du vérin est solidaire du bâti de la machine, l'ensemble piston - tiges se déplace en entrainant le plateau mobile porte outil, Par présence de pression de pilotage, le clapet est ouvert et permet ainsi le transfert de volume entre les deux chambres. Le déplacement de l'ensemble piston - tiges, obtenu par un petit vérin indépendant « PVHT » solidaire du plateau mobile porte outil, ne nécessite qu'un effort minimal pour vaincre les faibles frottements internes du ou des « VHTVI » installés. 3028589 2. Le coefficient de passage dans le clapet étant élevé, le débit de transfert pourra être important, permettant des vitesses élevées d'ouverture et de fermeture du plateau 5 mobile et permet ainsi une productivité accrue grâce à la réduction des temps improductifs d'ouverture et de fermeture. Lorsque le pilotage est hors pression, le clapet est fermé et assure ainsi l'étanchéité entre les deux chambres. En mettant la chambre coté travail sous pression, le vérin assurera le verrouillage du plateau durant la phase d'injection ou de moulage. 10 Ainsi, la présente invention « Vérin Hydraulique à Transfert de Volume Interne », regroupe quatre fonctions vitales dans les procédés d'injection et de moulage sous pression réalisées à faible coût énergétique : - guidage du plateau mobile porte outil, 15 - fermeture du plateau mobile par le petit vérin « PVHT », - verrouillage du plateau mobile durant la phase de moulage, - ouverture du plateau mobile par le petit vérin « PVHT », Les caractéristiques de l'appareil présenté sont les suivantes : 20 Piston : diamètre D = 140 mm tiges : diamètre d = 90 mm Course nominale : s = 430 mm Pression de travail : 25 Mpa Vitesse maximale : 0,5 m/s 25 Il est à noter que la gamme de nos « Vérin Hydraulique à Transfert de Volume Interne », se décline en appareils de dimensions et de forces différentes selon les applications, impliquant des débits et des pressions adaptés. 30 Les plans en coupe (Figure-1, Figure-2 et Figure-3 joints en annexe) présentent les particularités inventives du « Vérin Hydraulique à Transfert de Volume Interne » : Le « Vérin Hydraulique à Transfert de Volume Interne » est composé d'un fût (1) en tube d'acier mécanique avec glaçage ou rodage interne et de deux tiges (2) (3) solidaire 35 du piston actif (10). Chaque tige est maintenue à son extrémité par un palier de guidage (12) (13) comportant un empilage de joints qui assure l'étanchéité de la chambre correspondante. Les extrémités de tiges sont usinées selon le montage choisi. L'alimentation hydraulique de chacune des chambres se fera par les orifices (4) (5). Il 40 n'y a pas de drainage externe ; le système est clos et parfaitement étanche pour assurer la tenue mécanique (voir Figure-1). Le clapet (14) assurant l'étanchéité ou le transfert de volume entre les deux chambres est inséré entre les parties composants le pistons. La liaison entre le clapet et les deux chambres de vérin est assurée par les canaux (17) et (18). 3028589 3. Le clapet (14) assurant l'étanchéité ou le transfert de volume entre les deux chambres est inséré entre les parties composants le pistons. La liaison entre le clapet et 5 les deux chambres de vérin est assurée par les canaux (17) et (18). La tête de pilotage (15) est solidaire du clapet et est reliée vers l'extérieur par un tube de liaison (16) traversant la tige de vérin (2) et débouchant par le raccord (6). La liaison (7) assurera le pilotage hydraulique du clapet selon la procédure comme suit : 10 - ouverture par mise sous pression, - fermeture par mise hors pression. L'intégration de l'invention « Vérin Hydraulique à Transfert de Volume Interne » dans le procédé d'injection ou de moulage est représenté dans les synoptiques fonctionnels 15 (figures 5 à 10) selon les deux modes de montage proposés : - Montage avec fût de vérin actif : - Fermeture rapide (Figure-5) : les deux chambres de chaque vérin « VHTVI » sont hors pression car les orifices (A1) (B1) (A2) (B2) sont reliés au réservoir 20 hydraulique via les orifices (A) (B) du distributeur de commande ; le transfert de volume est activé par la pression de pilotage (px) qui ouvre le clapet intégré dans chaque piston ; les fûts de chaque vérin « VHTVI » se déplace librement grâce au petit vérin de transmission « PVHT » dont la chambre (B3), coté piston, est activée hydrauliquement ; le plateau mobile solidaire du fût 25 de chaque vérin « VHTVI » ferme le moule. - Fermeture haute pression (Figure-6) : les chambres (B1) (B2) des vérins « VHTVI » sont activées hydrauliquement tandis que les chambre opposées (A1) (A2) sont hors pression car relié au réservoir via l'orifice (A) du 30 distributeur de commande ; le transfert de volume est désactivé car le pilotage (px) est hors pression, le clapet intégré dans chaque piston est fermé ; les fûts de chaque vérin « VHTVI » se déplace sous pression dans le sens fermeture afin de verrouiller le moule lors de l'injection ou du moulage ; les deux chambres (A3) (B3) du petit vérin de transmission « PVHT » sont hors 35 pression et reliées au réservoir afin que cet actionneur puisse se déplacer librement avec le plateau mobile ; le plateau mobile verrouille le moule. - Ouverture rapide (Figure-7) : après décompression des chambres (B1) (B2), les deux chambres de chaque vérin « VHTVI » seront hors pression car les 40 orifices (A1) (B1) (A2) (B2) sont reliés au réservoir hydraulique via les orifices (A) (B) du distributeur de commande ; le transfert de volume est activé par la pression de pilotage (px) qui ouvre le clapet intégré dans chaque piston ; les fûts de chaque vérin « VHTVI » se déplace librement grâce au petit vérin de transmission « PVHT » dont la chambre (A3), coté tige, est activée hydrauliquement ; le plateau mobile ouvre le moule. 3028589 4. Montage avec tiges actives : - Fermeture rapide (Figure-8) : les deux chambres de chaque vérin « VHTVI » 5 sont hors pression car les orifices (A1) (B1) (A2) (B2) sont reliés au réservoir hydraulique via les orifices (A) (B) du distributeur de commande ; le transfert de volume est activé par la pression de pilotage (px) qui ouvre le clapet intégré dans chaque piston ; l'ensemble tige-piston de chaque vérin « VHTVI » se déplace librement grâce au petit vérin de transmission « PVHT » dont la 10 chambre (B3), coté piston, est activée hydrauliquement ; le plateau mobile solidaire de l'ensemble tige-piston de chaque vérin « VHTVI » ferme le moule. - Fermeture haute pression (Figure-9) : les chambres (B1) (B2) des vérins « VHTVI » sont activées hydrauliquement tandis que les chambre opposées 15 (A1) (A2) sont hors pression car relié au réservoir via l'orifice (A) du distributeur de commande ; le transfert de volume est désactivé car le pilotage (px) est hors pression, le clapet intégré dans chaque piston est fermé ; les fûts de chaque vérin « VHTVI » se déplace sous pression dans le sens fermeture afin de verrouiller le moule lors de l'injection ou du moulage ; 20 les deux chambres (A3) (B3) du petit vérin de transmission « PVHT » sont hors pression et reliées au réservoir afin que cet ensemble piston-tige puisse se déplacer librement avec le plateau mobile ; le plateau mobile verrouille le moule. 25 - Ouverture rapide (Figure-10) : après décompression des chambres (B1) (B2), les deux chambres de chaque vérin « VHTVI » seront hors pression car les orifices (Al) (B1) (A2) (B2) sont reliés au réservoir hydraulique via les orifices (A) (B) du distributeur de commande ; le transfert de volume est activé par la pression de pilotage (px) qui ouvre le clapet intégré dans chaque piston ; 30 l'ensemble tige-piston de chaque vérin « VHTVI » se déplace librement grâce au petit vérin de transmission « PVHT » dont la chambre (A3), coté tige, est activée hydrauliquement ; le plateau mobile ouvre le moule. 35 40 REVENDICATIONS1. « Vérin Hydraulique à Transfert de Volume Interne », dénommé par la suite « VHTVI », permet de rationnaliser l'assemblage et diminuer la puissance installée dans les machines d'injection et de moulage. Le vérin est de conception à double effet et à double tige (2) (3) disposant d'un piston actif (10) avec clapet piloté (14) (15) permettant la communication entre les deux chambres. Le piston (10) coulisse dans un tube (1) glacé intérieurement. La vitesse d'ouverture et de fermeture de la presse est réglable jusqu'à 0,5 m/s et l'effort de verrouillage jusqu'à 250 bar. 2. « VHTVI », selon la revendication 1. , caractérisé en ce que la liaison entre le clapet (14) (15) et les deux chambres de vérin est assurée par les canaux (17) et (18). Le pilotage hydraulique du clapet (14) (15) est assuré par les canaux (17) et (18). 3. « VHTVI», selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transfert de volume entre les deux chambres sera uniquement possible lorsque le clapet (14) aura été activé par une commande hydraulique externe transmise par la liaison (7) à la tête de pilotage (15). 4. « VHTVI», selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que deux modes de montage peuvent être réalisés : a) Montage avec fûts actifs qui déplace le plateau mobile alors que l'ensemble piston tiges est solidaire du bâti de la machine (voir les figures 5, 6 & 7) b) Montage avec tiges actives dont le corps du « VHTVI » est solidaire du bâti de la machine alors que l'ensemble piston - tiges se déplace en entrainant le plateau mobile (voir les figures 8, 9 & 10). 5. « VHTVI», selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fonctions de fermeture et d'ouverture rapide du plateau mobile sont réalisées à faible coût énergétique par un petit vérin hydraulique dénommé « PVHT ».