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" Perfectionnements aux presses hydrauliques"
La présente invention a pour objet des perfectionne- ments apportés aux presses hydrauliques en vue, notamment, d'en rendre la marche plus rapide et la commande plus simple et plus aisée que ce n'est habituellement le cas jusqu'à présent.
A cet effet, l'invention comprend principalement une disposition particulière du piston et du cylindre de presse ca- ractérisée par un piston double constitué par un corps cylin- drique formant piston de travail et comportant, sensiblement au milieu de sa longueur, une partie annulaire saillante ser- vant à la fois à la commande dé la course d'approche et à la commande de la remontée du piston, et un cylindre dans lequel le piston est monté de manière à se déplacer axialement et qui comporte des chambres de diamètres différents correspondant respectivement aux parties de différents diamètres du piston, la chambre située au-dessus du piston de travail étant reliée,
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par une soupape d'aspiration à un réservoir de fluide liqui- de alimentant la pompe ou le compresseur qui actionne la pres- se,
de façon à s'emplir de ce fluide pendant la course d'ap- proche du piston. Le clapet d'aspiration est avantageusement disposé directement dans le fond du réservoir placé en char- ge sur le cylindre de la presse, afin de réduire les pertes de charge.
Avec les dispositions ci-dessus définies est combi- né, conformément à l'invention, un distributeur assurant une marche à la volée entièrement automatique de la presse et qui comprend à cet effet un tiroir de distribution dont le dépla- cement dans l'un et l'autre sens est déterminé par un mécanis- me à déclenchement à billes ou équivalent commandé, en fin de course ascendante et descendante du piston de la presse, par deux doigts reliés à celui-ci. Un levier à main est prévu pour permettre la commande manuelle de ce distributeur dans le sens correspondant à la descente du piston de la presse, aux lieu et place du doigt correspondant relié audit piston, afin de réaliser une marche coup à coup semi automatique (la remontée du piston restant commandée automatiquement).
Un distributeur double à commande manuelle, distinct du distributeur automa- tique, peut être prévu par ailleurs pour permettre une marche en sensitive, c'es-à-dire avec descente, arrêt et remontée du piston commandée entièrement à la main et possibilité d'arrêt et de remise en route dans toute position de fonctionnement du piston.
Le distributeur à tiroir peut aussi être agencé de façon qu'il puisse être utilisé, à volonté, non seulement pour la commande de la marche à la volée automatique de la presse et pour la commande coup à coup semi automatique, mais égale- ment pour la commande entièrement manuelle, sans l'interven- tion d'un autre distributeur spécialement prévu à cet effet.
Pour cela, le levier à main combiné avec le distributeur à tiroir est relié positivement à l'un des poussoirs de ce der- nier, afin de permettre sa commande manuelle dans les deux sens après effacement des doigts de commande automatique reliés au piston de la presse, et un mécanisme approprié permet le dégagement des billes d'enclenchement qui servent à immobili- ser le tiroir de distribution dans les deux positions qu'il est susceptible d'occuper en marche automatique.
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Dans la réalisation de l'installation d'ensemble, un clapet de fuite peut être Intercalé sur le conduit de re- foulement de la pompe ou du compresseur, entre ce dernier et le distributeur automatique, pour mettre en relation ce con- duit avec un conduit ,',,aboutissant à la chambre de travail principale du cylindre de presse lorsque la pression du fluide dans la chambre d'approche atteint une valeur prédéterminée.
Sur le conduit d'alimentation de la chambre de travail prin- cipale peut être intercalé un blapet de vidange dont l'ouver- ture est commandée par un dispositif hydraulique en relation avec la chambre de relevage du piston, de façon à mettre le conduit en question en relation avec le réservoir de liquide pour permettre la vidange de la chambre de travail lors de la remontée du piston.
Suivant une variante, le clapet de fuite précité peut être combiné avec un clapet de vidange mettant en rela- tion la chambre de travail principale de la presse avec un conduit de retour allant au réservoir de liquide, ces deux clapets étant avantageusement montés dans un boîtier commun intercalé entre la chambre de travail principale et le conduit reliant la chambre d'approche au distributeur. Il résulte de cette dernière disposition une simplification notable dans l'agencement de l'ensemble de la distribution.
Ces différentes dispositions seront mieux comprises à l'aide de la description détaillée faite ci-après avec ré- férence aux dessins ci-annexés, lesquels représentent, à ti- tre d'exemples non limitatifs :
Fig. 1, une coupe schématique d'une forme de réali- sation de l'ensemble de la presse et de l'appareillage de com- mande;
Fig. 2, une coupe axiale d'un distributeur automa- tique à double effet servant à diriger le fluide sous pres- sion venant de la pompe ou du compresseur vers les chambres d'approche et de relevage du piston;
Fig. 3, soupe schématique d'une variante de l'ensem- ble de la presse et de la distribution.
Tel qu'il est représenté au schéma de la fig. le dispositif suivant l'invention comprend un piston double dont les deux parties 1a et 1b sont de préférence exécutées en une seule pièce cylindrique constituant le piston principal. Sen-
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siblement au milieu de cette pièce sont disposés des seg- ments 2 formant un piston annulaire qui constitue le pis- ton d 'approche.
La pièce l - 1b coulisse à sa partie supé- rieure dans un cylindre de travail 3 et à sa partie infé- rieure dans un cylindre de guidage tandis que les seg- ments 2 coulissent dans un cylindre de plus grand diamètre 3. Les cylindres 3a, 3, et 3c peuvent être construits en trois pièces assemblées par brides, comme représenté au dessin, ou en deux pièces seulement, les parties 3a et 3c pouvant être exécutées en une seule pièce à la base de la- quelle serait rapporté le cylindre inférieur 3b.
Au-dessus du cylindre supérieur 3a est monté un réservoir 4 de fluide liquide (huile ou eau par exemple) avec lequel la chambre 5 située au-dessus du piston 1a peut communiquer par un clapet d'aspiration 6 à bille ou équiva- lent. Oe réservoir alimente par ailleurs, par une tuyaute- rie 7, une pompe ou un compresseur 8 destiné à actionner le dispositif.
La chambre annulaire 9 ménagée au-dessus du pis- ton d'approche 2 et la chambre 10 ménagée au-dessous de ce dernier sont reliées respectivement par des tuyauteries 11 et 12 à un distributeur 13 dont la construction sera décri- te en détail ci-après. Ce distributeur reçoit par une tuyau- terie 14 le fluide sous pression venant du compresseur 8 et est relié d'autre part au réservoir 4 par une tuyauterie 15.
Sur la tuyauterie d'arrivée 14 est intercalée une boite à clapet 16 dans laquelle est agencée une soupape 17 maintenue fermée par un ressort 18 et solidaire d'un petit piston 19 qui peut se mouvoir dans une chambre 20 reliée par une dérivation 21 à la tuyauterie d'arrivée 14 Le déplace- ment du piston 19 peut être réglé par réglage du ressort 18.
Une tuyauterie 22 débouchant sous la soupape 17 relie la boî- te 16 à la chambre 5 située au-dessus du piston 1a
Sur la tuyauterie 22 est branché un cylindre 23 dont la partie inférieure est reliée par un conduit 24 à la tuyauterie 12. Dans le cylindre est montée une soupape de décharge 25. Celle-ci est solidaire d'un piston 26 suscepti- ble de se déplacer dans le cylindre 23 et on 'un ressort 26a maintient normalement vers le bas dana position correspon- dant à la fermeture de la dite soupape. La partie du cylin- dre 23 située au-dessus du piston 26 est en relation par une @
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tuyauterie 27 avec le réservoir 4.
Le distributeur 13 (fig. 2) comprend un corps 28 muni d'oreilles de fixation 28a qui permettent de le fixer, par exemple, au bâti de la presse. Ce corps 28 présente suivant son axe longitudinal un alésage 28 dans lequel est ajusté à frottement doux un tiroir cylindrique creux 29 qui constitue le distributeur proprement dit. Le tiroir 29 est susceptible de se déplacer axialement dans l'alésage 28b entre deux bouchons à vis 30,31 formant presse-étoupe, qui obturent de façon étanche les'deux extrémités de cet alésa- ge. Ce déplacement est commandé, dans les deux sens, par deux poussoirs évidés 32,33 coulissant respectivement dans les bouchons presse-étoupe 30-31 et dans les extrémités con- respondantes du tiroir 29.
Les poussoirs 32,33 présentent extérieurement des épaulements 32a, 33a qui forment butées contre les bouchons presse-étoupe 30;31 et intérieurement des épaulements 32b, 33b, sur lesquels viennent prendre ap- pui des ressorts 34,35 s'appuyant d'autre part, par l'in- termédiaire des bagues 36,37, sur un épaulement intérieur 29 du tiroir 29. Dans les poussoirs évidés 32,33 est en outre engagée une tige 38, et des ressorts comprimés 39,40 dont la force est plus grande que celle des ressorts 34-35 sont interposés entre les extrémités de cette tige et le fond de chacun des poussoirs 32,33.
Le tiroir 29 est sus- ceptible d'occuper deux positions différentes de fonction- nement dans chacune desquelles il est- immobilisé par des bil- les 41 s'enclenchant, sous l'action de ressorts 42, dans des encoches 29b, 29 ménagées sur le tiroir 29. L'action des ressorts 42 est réglée au moyen de vis 43, de telle fa- çon que les billes 41 s'effacent et libèrent le tiroir 29 lorsque la poussée exercée sur ce dernier par l'intermédiai- re de l'un ou l'autre des poussoirs 32,33 et des ressorts correspondants 39-34 ou 40-35 atteint une certaine valeur.
Le tiroir 29 présente latéralement une série de chambrages annulaires, à savoir : un chambrage supérieur 29d dont la disposition et la longueur sont telles que, d'une part, il reste en communication permanente, quelle que soit la position occupée par le tiroir 29, avec un orifice 28c percé dans le corps 28 du distributeur et auquel est reliée, par l'intermédiaire d'un raccord 44, la tuyauterie 15 reliant
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le distributeur 13 au réservoir 4 et que, d'autre part, il vienne en communication, dans la position basse du tiroir 29, avec un second orifice 28 percé dans le corps 28 du dis- tributeur et auquel est reliée, par l'intermédiaire d'un raccord 45, la tuyauterie 11 allant à la chambre 9 du cylin- dre de presse ;
un chambrage médian 29 dont la disposition et la longueur sont telles que, d'une part, il reste en com- munication permanente avec un orifice 28 percé dans le corps 28 et auquel est relié, par l'intermédiaire d'un raccord 47, la tuyauterie 14 amenant le fluide sous pression du compres- seur, et que, d 'autre part, il vienne. en communication, dans la position haute du tiroir 29, avec l'orifice 28d précité et, dans la position basse de ce tiroir, avec un orifice 28f per- cé dans le ccrps 28 et auquel est reliée, par l'intermédiai- re d'un raccord 48, la tuyauterie 12 allant à la chambre 10 du cylindre de presse ; enfin, un chambrage inférieur 29f disposé de façon à communiquer, dans la position haute du ti- roir 29, avec l'orifice 28f précité.
Les chambrages 29 et 29f communiquent respectivement avec l'intérieur du tiroir 29 par des orifices 29g et 29h, et ils communiquent entre eux par un passage annulaire 29i ménagé dans l'épaulement 29 autour de la tige 38. Des orifices 32c et 33c sont en ou- tre pratiqués dans les parois des poussoirs 32 et 33 pour permettre les communications nécessaires lorsque ces derniers se trouvent en regard des orifices 29g ou 29h.
Pour la commande automatique du distributeur ainsi constitué, le piston de la presse porte à sa partie inférieu- re (Fig. 1) une bague 48 à laquelle est assujetti un bras 49 portant une tige 50 aux extrémités de la quelle sont fixés des doigts 51 et 52 susceptibles de venir respectivement appuyer sur les poussoirs 32 et 33 lorsque le piston l et 1b arrive en bas ou en haut de sa course. Pour la marche coup à coup, un levier 53 à commande manuelle est prévu au droit du pous- soir inférieur 33.
Par ailleurs, pour la marche de la presse en sensi- tive, un robinet à trois voies 54 est prévu sur la conduite 14, entre la botte à clapet 16 et le distributeur 13, pour permettre d'isoler ce dernier de l'arrivée de fluide sous pression venant du compresseur 8 et diriger celui-ci dans une dérivation 55 alimentant un distributeur à double effet à
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commande manuelle.
Ce distributeur comprend deux cylindres symétriques 56,57 auxquels la dérivation 55 est raccordée par des conduits 55, 55. Les cylindres 56,57 sont reliés, d'une part, par des conduits 58a, 58b à une tuyauterie 59 al- lant au réservoir 4 et, d'autre part, par des tuyauteries 60, 61 aux tuyauteries 11 et 12 alimentant les chambres 9 et 10 de la presse, des robinets à t rois voies 62, 63 étant pré- vus aux points de jonction de ces dernières tuyauteries pour permettre d'isoler le distributeur automatique 13 de la pres- se et de relier celle-ci au distributeur à commande manuelle.
Dans les cylindres 56-57 composant ce dernier, sont agencés des pistons 64, 65 dont les tiges, placées en regard l'une de l'autre, peuvent être commandées simultanément et en sens inverse par un levier à main 66. Ces pistons 64 et 65 compor- tent respectivement des chambrages 64a et 65 destinés à met- tre en communication les conduits 55a, 55b d'arrivée de flui- de sous pression avec les tuyauteries 60,61 allant à la presse.
Entre le compresseur 8 et la boite à clapet 16 est enfin intercalé sur la conduite 14 un robinet à trois voies 67 qui permet, en cas de besoin, de mettre en communication le refoulement du compresseur avec la tuyauterie 7 pour une marche à contre-courant dudit compresseur.
Le fonctionnement de l'installation ainsi consti- tuée est le suivant :
1 ) Marche à la vol ée automatique.
Là vanne 67 est ouverte sur la boite à clapet 16 et les vannes 54, 62 et 63 sont ouvertes sur le distributeur automatique 13 et fermées sur le distributeur manuel .56-57.
Au début du fonctionnement, le piston 1a, 1b de la presse est en haut de sa course, dans la position représentée à la fig. 1. Pour commander le premier coup, on appuie sur le levier à main 53 de façon à soulever le poussoir inférieur 33 du distributeur'automatique. Lorsque loussée des ressorts comprimés par ce déplacement atteint une valeur suffisante, les billes fil sont repoussées latéralement et le tiroir 29 - qui était verrouillé par ces billes dans sa position supé- rieure - est déclenché vers le bas par la détente du ressort 34 et vient s'enclencher dans sa position inférieure.
Dans cette position, le conduit de refoulement 14 du compresseur est mis en relation par le chambrage 29d du tiroir 29 avec la tuyauterie 11 allant à la chambre d'approche 9 du cylindre de
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la presse. Le fluide sous pression arrivant dans cette cham- bre chasse rapidement le piston de la presse vers le bas sous une pression suffisante pour vaincre les résistances de frottement. Lorsque le piston 1b rencontre à sa base la résistance provenant de l'objet à comprimer, la pression dans la chambre 9 et par suite dans les tuyauteries 11, 14 et 21, augmente jusqu'à une valeur talle qu'elle détermine le dépla- cement vers le bas du petit piston 19 de la boite à clapet 16.
Ce déplacement du piston 19 ouvre la soupape 17 et le fluide sous pression arrive directement par le conduit 22 à la chambre de travail 5 du cylindre de presse, laquelle, pendant la course d'approche du piston 1a, 1b, s'est emplie du fluide provenant du réservoir 4 par l'intermédiaire du clapet d'aspiration 6.
Le piston 1a, 1b effectue alors sa course de tra- vail dont la puissance est fonction de la pression du flui- de fournie par le compressaur 8 et de la somme des surfaces du piston 1a et du piston annulaire 2.
Lorsque le piston arrive au bas de sa course, le doigt 51 vient agir sur le poussoir supérieur 32 du distribu- teur 13. Le déplacement de ce poussoir provoque, par un dé- clenchement en sens inverse de celui précédemment décrit, le déplacement vers le haut du tiroir 29 leqiel renverse la dis- tribution du fluide sous pression en interrompant la commu- nication entre la tuyauterie 11 et le conduit 14 et en met- tant ce dernier en relation avec la tuyauterie 12 qui va à la chambre 10 du cylindre de presse. Le fluide contenu dans la chambre 5 ne pouvant passer à travers le clapet d'aspira- tion 6, il se produit une surpression dans la chambre 10 et par suite dans la tuyauterie 24 allant au cylindre 23 de la soupape de décharge 25. Le piston 26 de cette soupape est poussé et ouvre le clapet 25.
Le fluide contenu dans la cham- bre 5 peut alors s'écouler vers le réservoir 4 par les tuyau- teries 22 et 27, et le piston de la presse peut remonter librement sous la poussée du fluide sous pression arrivant dansla chambre 10.
Lorsque le piston de presse arrive en haut de sa course, le doigt 52 agit sur le poussoir inférieur 33 du distributeur 13 et la distribution se trouve à nouveau ren- versée. Le piston 1a 1b effectue ses c ourses d'approche et
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de travail de la façon précédemment décrite et le même fonctionnement se renouvelle automatiquement.
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2 ) Marche aou3 à coup semi-automat3.gue.-
Pour réaliser ce fonctionnement, on supprime le doigt 52 de la tige de commande automatique 50. Le fonction- nement s'effectue alors dans les mêmes conditions que ci- dessus, mais la commande du distributeur 13 pour chaque mou- vement de descente du piston de la presse doit être assurée au moyen du levier à main 53 qui sert à commander le coup de départ; seul le mouvement de remontée du piston est com- mandé automatiquement par le doigt 51.
3 ) Marche en sensitive.
On supprime les deux doigts de commande automati- que 51 et 52, et l'on isole le distributeur automatique 13 au moyen des robinets 54, 62 et 63e ceux-ci mettant simultané- ment les tuyauteries 14, 11 et 12 en relation avec le distri- buteur manuel double 56-57. On commande alors à volonté la descente, l'arrêt et la montée du piston la- - 1b au moyen du levier à main 66, la soupape d'aspiration 6, la botte à cla- pet 16 et la soupape de décharge 25 agissant dans les mêmes conditions que dans la marche automatique.
Dans la variante de la fig. 3, la chambre de tra- vail 5 de la presse est reliée par un conduit 68 à une boite à clapets 69 qu'un conduit 70 relie d'autre part à la tuyau- terie 11 venant du distributeur 13. Dans la boite 69 est mon- té un clapet de fuite réglable 71 'commandant la communication entre les conduits 68 et 70 et dont le ressort 72 est taré de manière à permettre le passage de l'huile arrivant du compres- seur 8 à travers le distributeur 13 et la tuyauterie 11 vers la chambre de travail 5, lorsque la pression de la chambre 9 atteint une valeur prédéterminée.
La boite 69 renferme en ou- tre un clapet de vidange 73 qui obture normalement un conduit intérieur 74 mettant en relation le conduit 68 avec le con- duit 70 et qui est disposé de façon à s'ouvrir sous l'effet de la pression de l'huile contenue dans la chambre 5, lors de la remontée du piston 1a, 1b.
D'autre part, dans cette variante, un levier de manoeuvre 75 articulé sur une oreille 76 solidaire du corps du distributeur 13 est relié par un axe 77 au poussoir supé- rieur 32 de ce dernier. Pour permettre le dégagement des
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billes d'enclenchement 41, les ressorts 42 agissant sur celles-ci prennent appui sur de petits pistons 78 qui sont prolongés extérieurement par des tiges 79 prenant elles-mê- mes appui sur un levier 80, maintenu dans la position cor- respondant à la marche automatique par un verrou 81. (Un seul des leviers 80 est représenté au dessin pour l'une des billes 41; la disposition du levier correspondantà l'autre bille est analogue).
Le fonctionnement d'ensemble de l'installation ainsi modifiée est le suivant :
1 ) Marche à la volée automatique.
Le fonctionnement du distributeur 13 a lieu, dans ce cas, comme dans l'exemple de la Fig. 1, sous l'action des doigts 51 et 52. Lorsque le tiroir 29 est dans sa position supérieure (représentée sur le schéma), le conduit de refou- lement 14 du compresseur est mis en relation avec la tuyaute- rie 11 allant à la chambre d'approche 9 du cylindre de la presse. L'huile sous pression arrivant dans cette chambre chasse rapidement le piston vers le bas sous une pression suffisante pour vaincre les résistances passives. Lorsque le pistnn 1b rencontre à sa base la résistance provenant de l'objet à comprimer, la pression dans la chambre 9 et par suite dans les tuyauteries 11 et 70 augmente jusqu'à une va- leur telle qu'elle détermine le soulèvement du clapet de fuite 71.
L'huile sous pression arrive alors directement par les conduits 70 et 68 à la chambre de travail 5 qui s'est déjà emplie d'huile provenant du réservoir 4 par l'intermé- diaire du clapet d'aspiration 6, pendant la descente du pis- ton.
Le piston 1a 1b effectue sa course de travail et lorsqu'il arrive au bas de sa course, le doigt 51 agissant sur le poussoir 32 du distributeur provoque le déplacement vers le bas du tiroir 29. La communication entre la tuyaute- rie 14 et la tuyauterie 11 se trouve alors interrompue,et le refoulement du compresseur est mis en relation avec la tuyau- terie 12 qui va à la chambre 10 de relevage. Le piston, en remontant, chasse l'huile des chambres 9 et 5. L'huile de la chambre 9 retourne au réservoir 4 à travers la tuyauterie 11, le distributeur 13 et la tuyauterie 15, et l'huile de la cham- bre 5 retourne à ce même réservoir, en soulevant le clapet 73, par les tuyauteries 68, 70, 11, le distributeur 13 et la tu- yauterie 15.
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2 ) Marche coup coup semi-automatique.
Pour réaliser ce fonctionnement, on supprime, com- me dans l'exemple de la Fig. 1, le doigt de commande automa- tique, et l'on commande le distributeur 13 au moyen du levier à main 75 pour chaque mouvement de descente'du piston, le mou- vement de remontée continuant à être commandé automatiquement par le doigt 51.
3 ) Marche en sensitive.
On supprime les deux doigts de commande automatique 51 et 52 et on libère les billes d'enclenchement 41 endéver Bouillant les leviers 80. On commande alors à volonté la des- cente, l'arrêt et la montée du piston au moyen du levier à main 75, l'ensemble de la distribution agissant par ailleurs comme dans la marche automati que.
REVENDICATIONS
1. Presse hydraulique à marche rapide, caractérisée par un piston double constitué par un corps cylindrique for- mant piston de travail et comportant, sensiblement au milieu de sa longueur, une partie annulaire saillante servant à la fois à la commande de la course d'approche et à la commande de la remontée du piston, et un cylindre dans lequel le piston est monté de manière à se déplacer axialement et qui comporte des chambres de diamètres différents correspondant respectivement aux parties de différents diamètres du piston, la chambre si- tuée au-dessus du piston de travail étant reliée par une sou- pape d'aspiration à un réservoir de fluide liquide alimentant la pompe ou le compresseur qui actionne la presse, de façon à s'emplir de ce fluide pendant la course d'approche du piston.