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Dispositif compensateur et variateur du volume et de la pression pour le fonctionnement automatique des commandes hydrauliques ou pneumatiques .
L'objet de la présente invention est un dispositif compensateur et variateur du volume et de la pression du fluide moteur pour déterminer la vitesse de la course à vide, dite course d'approche,- de la course de travail et, éventuellement de la course de recul des commandes hydrauliques et/ou pneuma- tiques de toutes les machines à mouvement alternatif de trans- lation, rotation, translation et rotation combinées, en particulier des machines-outils.
La majorité des dispositifs connus pour régler la vitesse-de la course de travail consistent en un obturateur, monté sur la conduite d'amenée du fluide moteur entre la génératrice et le servo-moteur, et en un bye-pass, le dit obturateur ne permettant l'arrivée au servo-moteur que du.volume de fluide moteur nécessaire pour déterminer la vitesse désirée, tandis que le bye-pass, tout en assurant la pression maximum du fluide moteur, permet d'en évacuer l'excédent de volume que le servo-moteur ne peut on ne-doit pas absorber.
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L'emploi d'un tel circuit ou de tous autres, basés sur l'évacuation de l'excédent du volume de fluide moteur non absorbé, au travers d'un dispositif actionné ou commandé par un ressort ou organe similaire, ayant pour fonction de maintenir à son maximum la pression du dit fluide moteur, indépendamment du fait que souvent, la majeure partie du fluide moteur est évacuée en pure perte vers les conduites de décharge, est onéreux parce qu'ils nécessitent l'emploi de pompes surpuis- santes travaillant continuellement au maximum de leur puissance, alors qu'une partie seulement de leur rendement est réellement mise à contribution.
D'autre part, la variation des vitesses de déplacement est presque toujours obtenue par l'emploi de pompes à plusieurs étages, dont on fait selon les besoins travailler un seul ou plusieurs de ceux-ci, ce qui nécessite par ailleurs de recourir à des cames, tringles, rochets etc, organes fort coûteux et sujets à usure et à de fréquents déréglages.
L'objet de la présente invention évite ces inconvé- nients.
Il consiste à brancher sur la donduite d'alimentation de fluide moteur, entre le distributeur et la chambre de travail du servo-moteur, une dérivation retournant directement vers le réservoir du dit fluide moteur et à intercaler sur les dites conduite et dérivation, un organe obturateur constitué par deux pistons coulissant dans un cylindre, le premier à commande manuelle, le second se déplaçant automatiquement sous l'action des variations de pression qui s'établissent entre la conduite et la dérivation pour les différents stades opératoires successifset qui agissent respectivement sur les deux faces opposées de ce second piston, dont les sections terminales différentes sont judicieusement déterminées,
de manière que les déplacements réciproques des deux pistons créent sur la dite dérivation un étranglement complet ou une ouverture appro- priée plus ou moins grande,-de telle taçon que notamment ¯pendant la course d'approche de l'outil, la dérivation soit
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entièrement obturée, tout le fluide moteur étant alors envoyé au servo-moteur pour donner à son piston la vitesse la plus grande possible,alors que pendant le travail de l'outil, la dérivation est ouverte d'une quantité judicieusement déterminée et réglable afin que le servo-moteur soit alimenté de la ga quantité de fluide moteur convenable à lui donner la vitesse la mieux appropriée aux conditions du travail, tandis que enfin lors de la course de recul,
la dérivation est ouverte en grand pour permettre l'échappement aussi rapide que possible du fluide moteur de la chambre de travail én même temps que la plus grande vitesse de retrait de l'outil.
Dans une variante de réalisation, le dispositif suivant l'invention comporte une conduite supplémentaire munie d'un clapet d'arrpt et reliant la chambre de travail du servo- moteur au réservoir à fmuide moteur, de telle façon que lors de la course d'approche de l'outil, le piston du servo-moteur se déplace par son propre poids de,haut en bas, à une vitesse accélérée, le dit clapet de retenue s'ouvrant alors pour permettre l'arrivée à la chambre de travail du fluide moteur nécessaire pour compenser le vide créé derrière le piston dans celle-ci.
Dans une autre réalisation de ce dernier mode d'exé- cution, suivant l'invention, lorsque le déplacement du piston du servo-moteur est horizontal, un ressort à compression est logé dans la chambre de travail de manière que son expansion presse sur le piston pendant la course d'approche et ajoute son action à celle du débit maximum de fluide moteur pour l'obtention de la vitesse accélérée pendant cette course.
Afin d'en mieux,faire ressortir les particularités, nous décrirons ci-dessous, à titre d'exemple, en nous référant aux dessins.ci-annexés, deux formes préférées de réalisation du dispositif suivant l'invention adapté à une commande hydrau- lique ou pneumatique.du type tel que décrit dans la. demande de brevet belge d'invention présentée le 13.2.1947 , sous n .provisoire 366.026.
La fig. 1 représente en coupe le compensateur propre- @
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ment dit, la fige 2, le schéma de raccordement d'une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention qui permet d'assu- rer deux vitesses normales, l'une pour la course - active, l'autre pour la course de recul de l'outil, et la fig. 3, le schéma de raccordement d'une autre réalisation du dispositif qui assure en plus une vitesse accé- lérée pendant la coutse d'approche de l'outil avant qu'il soit en prise.
Le dispositif compensateur, suivant l'invention, dans sa forme représentée aux fig. 1 et 2, comporte essentiellement un cylindre 1 que traverse la conduite "B" amenant le fluide moteur du distributeur D vers la chambre T du servo-moteur.
La conduite W1 raccorde le distributeur D avec la chambre T1 du servo-moteur. La conduite Q amène le fluide du réservoir Z à la pompe P, d'où celui-ci va par la conduite R au distribu- teur, raccordé d'autre part à la conduite de décharge W abou- tissant dans le réservoir Z.
La dérivation A, branchée sur la conduite B, conduit à la lumière 5 du cylindre 1 et peut être, selon la position du piston obturateur 11, en continuité avec la lumière 6 et la conduite de décharge A1. Le second piston obturateur 2 est commandé manuellement par la manette 14.
Le cylindre 1 contient d'autre part le piston-valve 3, dont les deux surfaces opposées M et N, inégales entre elles, sont soumises aux pressions du fluide-moteur qui s'établissent respectivement dans la conduite B et dans la chambre 12.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Lorsque le distributeur D envoie le fluide moteur par la conduite B dans la chambre T du servo-moteur, la pression qui, à la suite de l'avance libre du piston X,s'établira dans la conduite B sera selon le phénomène physique bien connu, supé- rieure à celle qui règnera dans la dérivation A et la chambre 12.
Cette pression dans la conduite B, agissant sur la surface N du piston-valve 3, enverra celui-ci vers la droite sur la fig. l, -complètant ainsi l'obturation de la lumière 6, préalablement
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réglée par la manoeuvre manuelle du'piston obturateur 11. Ainsi la totalité du volume engendré par la génératrice P arrivera dans la chambre T du servo-moteur et communiquera au piston X le maximum de la vitesse prévue. Dès que le susdit piston X ou l'outil qu'il commande rencontre une résistance, la pression dans la dérivation A augmente jusqu'au moment où son action résultante sur la surface M du piston-valve 3, plus grande que la face N, dépassera la force qui agit sur cette dernière.
A cet instant le piston-valve (voir fig. 1) se déplace vers la gauche et démasque à nouveau la lumière 6, permettant à un certain volume du fluide moteur de s'écouler par cette lumière 6 vers la conduite d'évacuation A1. Comme conséquence la vitesse du piston X est automatiquement ralentie en raison du degré d'ou- verture de la lumière 6 par le piston obturateur 11, préalable- ment réglé d'ailleurs au moyen de la manette 14.
Dans la réalisation de la fig. 3, il est possible de donner au piston X pendant sa course d'approche, avant que l'outil soit en prise, une vitesse accélérée supérieure à celle qui correspond au débit maximum de la pompe génératrice.
Dans ce cas, une conduite supplémentaire C raccorde la chambre T du servo-moteur au réservoir Z et sur cette con- duite est placée une soupape de retenue 13. D'autre part un ressort K logé dans la chambre T est prévu pour les cas où le piston X doit se mouvoir horizontalement; le dit ressort K n'est pas nécessaire lorsque le piston X se déplace verticalement et lorsque sa descente correspond avec la course de travail.
Aussitôt que le distributeur D dirige le fluide moteur vers la chambre T et la chambre T1 en continuité avec l'échap- pement, le piston X sous l'effet de sa masse ou le cas échéant, sous l'effet du ressort K, se met en mouvement accéléré. A ce moment, la génératrice P ne peut envoyer dans la chambre T le volume du fluide moteur correspondant et sous l'effet du vide créé par le piston X, la soupape de retenue 13 s'ouvre, établit ainsi.la continuité.entre la chambre T, la.conduite C et le réservoir Z, et un.volume supplémentaire de fluide moteur est ainsi aspiré. Cependant dès qu'une résistance s'oppose à l'a-
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vancement du piston X, une pression s'établit dans la chambre T; la soupape de retenue 13 se ferme et interrompt la continuité entre la chambre T, la conduite C et le réservoir.Z.
A ce moment la pression augmente dans la dérivation A; le piston-valve 3 se déplace vers la gauche (fig. 1) et un certain volume de fluide moteur s'échappe vers A1 et le réservoir Z. La vitesse de l'outil est donc diminuée automatiquement, mais elle repren- drait automatiquement sa vitesse accélérée grâce à un processus inverse, si pour une cause quelconque la résistance à l'avan- cement du piston X cessait avant la fin de la course de travail.
Les autres phénomènes seront ceux qui ont été décrits précédemment en ce qui concerne la réalisation de la fig. 2.
Lorsqu'au moment voulu et prédéterminé par le réglage des cames "23" et "24" la course de travail est terminée, le distributeur "B" rétablit l'état de continuité entre la géné- ratricê "P" et la chambre "T" du cylindre du servo-moteur par les conduites W1 et R, le piston "X" refoule le fluide de la chambre "T" par les conduites "B", "A" et A1, le piston-valve 3 restant dans la position représentée à la fig. 1.
Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation ci-dessus décrites à titre d'exemple, mais qu'elle englobe également toutes autres formes équivalentes d'exécution basées sur les mêmes principes et qui n'en différeraient que par des variantes constructives ou le choix d'autres organes ayant des fonctions semblables.