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" APPAREIL REGULATEUR OU AMORTISSEUR DE PRESSION
La présente invention concerne des appareils régulateurs ou amortisseurs de pression applicables aux presses pour l'éti- rage ou l'emboutissage d'objets en feuillard en partant d'é- bauches, en vue d'opposer au mouvement de descente de la bague d'étirage une pression résistante commandée, mais également applicables en vue d'opposer une résistance commandée à un organe mobile en général, lesdits appareils étant du genre dans lequel un fluide hydraulique est soumis à l'action d'un bélier ou plongeur dans un cylindre principal, et refoulé, à travers un orifice ou passage de résistance, dans un cylindre auxiliaire pour agir sur un piston de ce cylindre dans le sens de son
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abaissement,
ce piston se déplaçant à l'encontre de l'action d'un ressort ou d'un autre moyen élastique qui le rappelle et refoule le fluide lorsque la force appliquée au bélier ou plengeur du cylindre principal est annulée.
Dans certains appareils connus de ce genre, le fluide est refoulé d'un cylindre dans l'autre à travers un orifice dont la section est modifiée par les mouvements du piston du cylin- dre auxiliaire ou d'une autre manière, mais cet agencement ne tient aucun compte des variations de la pression du fluide provenant des variations de la vitesse du bélier, ou de l'iner- tie du fluide au moment du démarrage, et il en résulte que la pression opposée au mouvement du bélier varie inversement avec la vitesse de ce bélier, et augmente, par suite de l'inertie du fluide, lorsque le bélier démarre.
Le principal but de la présente invention est de créer un appareil régulateur ou amortisseur de pression perfectionné du genre précité, dans lequel la résistance opposée au passage du fluide varie inversement avec la pression produite dans le cylindre principal par le déplacement du bélier, de sorte qu'elle varie avec la vitesse du bélier et avec l'inertie du fluide de façon à maintenir une pression sensiblement constante opposée au déplacement du bélier.
Dans un appareil régulateur ou amortisseur de pression suivant l'invention, du genre précité, un passage entre les deux cylindres est commandé par un obturateur à ressort soumis à la pression du fluide régnant dans le cylindre principal, et intervenant pour réduire l'écoulement du fluide d'un cylindre dans l'autre dans une proportion qui varie inversement avec ladite pression du fluide agissant sur l'obturateur.
La fig.l du dessin annexé est une coupe verticale à tra- vers un mode de réalisation de l'appareil régulateur de pression suivant l'invention.
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La fig. 2 est une vue partielle en coupe d'une variante de réalisation.
Dans le cas de la fig. 1, qui montre un mode de réalisa- tion approprié de l'objet de l'invention, dans lequel les cy- lindres principal et auxiliaire sont réunis en un ensemble, et qui est destiné à amortir le mouvement de descente de la bague de pression ou d'étirage d'une presse, les poinçons usuels (non représentés) descendant de la bague d'étirage reposent sur un plateau de pression 1 porté par l'extrémité supérieure d'une tige creuse 2 du bélier 3 mobile verticalement dans un cylindre supérieur ou principal 4, ladite tige étant guidée dans un couvercle 5 fixé à la bague 6 du banc de la presse, et avec lequel le cylindre 4 est solidarisé par des boulons.
Dans la tige creuse du bélier est logé un ressort de compres- sion 7 destiné à rappeler ce bélier vers la position supérieu- re.
A l'extrémité inférieure du cylindre supérieur ou princi- pal 4 est fixé un autre cylindre 8, dit cylindre auxiliaire, d'un diamètre plus grand et contenant un piston 9 mobile ver- ticalement. Ce piston 9 repose sur l'extrémité supérieure d'un ressort hélicoïdal de compression 10 qui s'appuie lui-même sur le fond 11 du cylindre, et qui est destiné à s'opposer au mouvement de descente du piston et à le rappeler vers la posi- tion supérieure normale. Le piston 9 présente une tige centrale descendante 12 de forme tubulaire qui est engagée à l'intérieur du ressort.
Dans le fond 13 du cylindre supérieur ou principal 4 est vissé un ajutage central fixe 14 percé d'un conduit 15, et l'orifice inférieur de ce conduit 15 est commandé par un obtu- rateur à ressort. Cet obturateur est constitué par une tige verticale centrale 16 reposant par son extrémité inférieure sur un ressort hélicoïdal 17 logé dans une douille (ou un
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godet) 18 descendant du fond 11 du cylindre auxiliaire, et vissé dans ce fond de façon à pouvoir être réglée. La tige 16 de l'obturateur est guidée de façon à coulisser dans une ou- verture centrale pratiquée dans le fond 19 de la tige de piston 12, et son extrémité supérieure est conique en 20 pour coopérer avec l'orifice inférieur du conduit 15 qu'elle maintient norma- lement fermé.
Le cylindre principal supérieur 4 est rempli d'huile ou d'un autre fluide hydraulique. Lorsque le bélier 3 descend, cette huile est refoulée à travers le conduit central 15 de l'ajutage 14 et agit sur l'extrémité supérieure de l'obturateur à ressort 16, qui est alors écarté d'une distance dépendant de la pression du fluide. L'obturateur s'ouvre donc plus ou moins et permet au fluide de pénétrer dans la chambre au-dessus du piston 9, qui est ainsi abaissé à l'encontre de la résistance de son ressort 17. Au fur et à mesure que l'obturateur s'ouvre davantage, il oppose une résistance de moins en moins forte au passage du fluide, et la résistance varie automatiquement et inversement avec la pression du fluide.
En conséquence, si le bélier se déplace rapidement, la pression du fluide a tendance à augmenter, mais l'obturateur s'ouvre davantage pour réduire la résistance, et inversement, et la résistance est réduite d'une manière similaire lorsque la pression du fluide a ten- dance à augmenter par suite de l'inertie de ce fluide au démar- rage du bélier. Grâce à ce moyen, la pression du fluide oppo- sée au déplacement du bélier peut être maintenue sensiblement constante.
Lorsque la pression exercée sur le bélier est annulée, le ressort amortisseur 10 agissant sur le piston 9 se détend et élève ce piston qui refoule le fluide dans le cylindre supé- rieur 4. Cependant, pour assurer un retour rapide du fluide, on prévoit une dérivation. Celle-ci est réalisée par des
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passages 21 pratiqués dans le fond 13 et qui sont commandés par des clapets à billes 22 ouvrant de bas en haut, et fermés pendant la descente du bélier.
Une pompe est, de préférence, prévue pour ramener le fluide de fuite ayant pu passer au-delà des pistons principal et auxiliaire. Cette pompe ne fait pas partie de l'invention, mais elle est construite suivant les indications de la Demande au même nom et de même date que la présente. Elle comporte un piston formé par la tige 12 du piston 9 et coulissant dans un cylindre fixe 23 porté par le fond 11. Ce piston est formé par une tête inférieure pleine 24 dans le pourtour de laquelle sont pratiquées des rainures longitudinales 25 qui se prolon- gent vers le haut. Le cylindre présente deux alésages de dia- mètres différents en ce sens que l'alésage supérieur est d'un diamètre égal à celui de la tête du piston, tandis que l'alé- sage inférieur est d'un diamètre plus grand, sa paroi étant évidée en 26.
Un passage 27, commandé par un clapet à bille 28 ouvrant de bas en haut, fait communiquer la face inférieure du piston avec l'intérieur de la tige creuse 12. Un autre passage 29, commandé par un clapet à bille 30 ouvrant de haut en bas, fait communiquer la face inférieure du piston avec le côté de celui-ci au-dessus la tête pleine 24. Une gorge périphérique 31 est taillée dans l'alésage de petit diamètre du cylindre et de cette gorge partent des orifices latéraux 32 qui traversent la paroi du cylindre. Lorsque le piston descend, le fluide du cylindre 23 est refoulé au-delà du plapet 28 dans la chambre au-dessus du piston 9, jusqu'à ce que les rainures 25 soient en communication avec l'alésage le plus large du cylindre.
A ce moment le refoulement s'arrête. Lorsque le piston s'élève, le fluide est aspiré dans le cylindre, d'abord en contournant la tête du piston. Dès que la tête du piston entre dans
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l'alésage de petit diamètre du cylindre, le fluide est aspiré à travers les rainures 25 et (ou) les orifices 32 et le conduit 29 .
Dans la variante que montre la fig. 2, le cylindre prin- cipal 4 contenant le bélier 3 est séparé du cylindre auxiliai- re 8 contenant le piston 9, et les deux cylindres sont reliés entre eux par des conduits 33, 34, entre lesquels est inter- calé un raccord de résistance commandé par un obturateur. Ce raccord est constitué par un corps ou une pièce de fonderie 35 à tubulures d'entrée et de sortie 36,37, respectivement rac- cordées aux conduits 33,34.
Le corps 36 contient un clapet à sens unique 38, ouvrant de bas en haut, pour le retour rapide du fluide du cylindre 8 dans le cylindre 4, et cet obturateur est court-circuité par une dérivation 39, communiquant avec l'espace au-dessus de l'obturateur 38 par un orifice 40 com- mandé par un obturateur à ressort 41 guidé dans la paroi d'une branche latérale 42 du corps et dont l'extrémité est soumise à la pression du fluide produite dans le cylindre du bélier. Le ressort 43 agissant sur cet obturateur, et sous l'action duquel ce dernier ferme normalement l'orifice 40, est logé dans la branche latérale 42 qui est convenablement fixée au corps 35 et comporte une vis 44 pour le réglage de la ten- sion du ressort.
L'obturateur 41 s'ouvre d'une distance qui est fonction de la pression du fluide agissant sur son extrémité, et il fait ainsi automatiquement varier la résistance au pas- sage du fluide de façon que la résistance opposée aux mouve- ments du bélier soit sensiblement constante.
L'obturateur 38 peut être soulevé de son siège et mainte- nu dans cette position par une tige filetée 46. Un robinet d'arrêt 47 est intercalé dans un conduit de dérivation 48 in- tercalé entre le conduit 34 et un réservoir à fluide 49 sur
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lequel est monté le cylindre 8, tandis qu'un clapet de retenue est intercalé en 50 dans le conduit 51 reliant la partie su- périeure du cylindre 4 au conduit de dérivation 48. Si on soulève l'obturateur 38, et si on ouvre le robinet 47, le poids du plateau de pression 1 et du bélier 3 du cylindre principal 4 est suffisant pour évacuer le fluide de ce cylin- dre 4 dans le réservoir 49. Ceci est nécessaire pour la mise en place et le réglage des outils de presses de grandes di- mensions.
Le clapet de retenue prévu en 50 empêche le retour du fluide dans le cylindre 4 et au-dessus du bélier 3 au cours de cette opération, mais tout fluide de fuite au-dessus du bélier 3 peut être évacué par le conduit 51 dans le réservoir 49.
En soulevant très légèrement l'obturateur 38, le robinet 47 étant fermé, on peut également obtenir des pressions infé- rieures à la pression normalement nécessaire à la fabrication de pièces embouties. En effet, suivant la hauteur de soulève- ment de l'obturateur 38, une quantité plus ou moins importante de fluide est dérivée par rapport à l'obturateur de résis- tance 41 sans passer par l'orifice de section réduite 40.
Dans cette variante de réalisation, la pompe assurant le retour du fluide de fuite est, de préférence, agencée de la manière indiquée en référence à la fig.l, mais modifiée du fait que l'obturateur de résistance ne la traverse pas. En l'espèce, l'extrémité inférieure du piston 12 ne présente qu'un seul passage 27 qui est commandé par un clapet à bille 28 et qui fait communiquer la face inférieure du piston avec la cavité de celui-ci. Le clapet d'admission 30a du cylindre 23 de la pompe est prévu dans un passage 29a pratiqué dans le fond 45 fermant l'extrémité inférieure du cylindre. Par ail- leurs, la construction et le fonctionnement sont sensiblement ceux de la pompe représentée sur la fig.l.
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REVENDICATIONS
1.- Appareil régulateur ou amortisseur de pression du genre décrit, dans lequel le cylindre principal communique avec le cylindre auxiliaire par un conduit commandé par un obturateur à ressort soumis à la pression du fluide régnant dans le cylindre principal et intervenant pour limiter le débit du fluide d'un cylindre à l'autre dans une proportion qui varie inversement avec la pression du fluide agissant sur cet obturateur.
2. - Le cylindre principal et le cylindre auxiliaire sont réunis en un ensemble, et l'obturateur à ressort est disposé au centre à l'intérieur du cylindre auxiliaire, son extrémité inférieure reposant sur un ressort hélicoïdal logé dans un godet porté par le fond du cylindre auxiliaire, tan- dis que l'extrémité supérieure de l'obturateur coopère avec un conduit venant du cylindre principal.
3. - L'obturateur à ressort traverse axialement le piston d'une pompe destinée à ramener le fluide de fuite dans la chambre au-dessus du piston du cylindre auxiliaire, un élé- ment de cette pompe étant porté par ce piston.
4. - Le cylindre principal et le cylindre auxiliaire sont séparés l'un de l'autre et reliés entre eux par une tuyauterie dans laquelle est intercalé un corps ou une boite contenant un obturateur à ressort commandant le passage du fluide du cylindre principal au cylindre auxiliaire.
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"REGULATORY OR PRESSURE DAMPER
The present invention relates to pressure regulating or damping devices applicable to presses for stretching or stamping objects in strip starting from blanks, with a view to opposing the downward movement of the ring d. 'stretching a controlled resistance pressure, but also applicable with a view to opposing a controlled resistance to a movable member in general, said apparatus being of the type in which a hydraulic fluid is subjected to the action of a ram or plunger in a cylinder main, and discharged, through an orifice or resistance passage, into an auxiliary cylinder to act on a piston of this cylinder in the direction of its
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lowering,
this piston moving against the action of a spring or other elastic means which recalls it and pushes back the fluid when the force applied to the ram or plunger of the main cylinder is canceled.
In certain known apparatuses of this type, the fluid is forced from one cylinder into the other through an orifice, the section of which is modified by the movements of the piston of the auxiliary cylinder or in any other way, but this arrangement does not. takes no account of the variations in the pressure of the fluid resulting from the variations in the speed of the ram, or of the inertia of the fluid at the time of start-up, and it follows that the pressure opposite to the movement of the ram varies inversely with the speed of this ram, and increases, owing to the inertia of the fluid, when the ram starts.
The main object of the present invention is to provide an improved pressure regulator or damper of the aforementioned type, in which the resistance to the passage of the fluid varies inversely with the pressure produced in the main cylinder by the displacement of the ram, so that 'it varies with the speed of the ram and with the inertia of the fluid so as to maintain a substantially constant pressure opposed to the displacement of the ram.
In a pressure regulating or damping device according to the invention, of the aforementioned type, a passage between the two cylinders is controlled by a spring shutter subjected to the pressure of the fluid prevailing in the main cylinder, and intervening to reduce the flow of the cylinder. fluid from one cylinder to the other in a proportion which varies inversely with said pressure of the fluid acting on the shutter.
Fig. 1 of the accompanying drawing is a vertical section through one embodiment of the pressure regulating apparatus according to the invention.
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Fig. 2 is a partial sectional view of an alternative embodiment.
In the case of fig. 1, which shows a suitable embodiment of the object of the invention, in which the main and auxiliary cylinders are united in an assembly, and which is intended to damp the downward movement of the pressure ring or drawing of a press, the usual punches (not shown) descending from the drawing ring rest on a pressure plate 1 carried by the upper end of a hollow rod 2 of the ram 3 movable vertically in a cylinder upper or main 4, said rod being guided in a cover 5 fixed to the ring 6 of the press bed, and with which the cylinder 4 is secured by bolts.
In the hollow rod of the ram is housed a compression spring 7 intended to return this ram to the upper position.
At the lower end of the upper or main cylinder 4 is fixed another cylinder 8, called an auxiliary cylinder, of a larger diameter and containing a piston 9 movable vertically. This piston 9 rests on the upper end of a helical compression spring 10 which itself rests on the bottom 11 of the cylinder, and which is intended to oppose the downward movement of the piston and to recall it towards the normal upper position. The piston 9 has a central descending rod 12 of tubular shape which is engaged inside the spring.
In the bottom 13 of the upper or main cylinder 4 is screwed a fixed central nozzle 14 pierced with a duct 15, and the lower orifice of this duct 15 is controlled by a spring shutter. This shutter is constituted by a central vertical rod 16 resting by its lower end on a helical spring 17 housed in a sleeve (or a
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bucket) 18 descending from the bottom 11 of the auxiliary cylinder, and screwed into this bottom so that it can be adjusted. The rod 16 of the shutter is guided so as to slide in a central opening made in the bottom 19 of the piston rod 12, and its upper end is tapered at 20 to cooperate with the lower orifice of the duct 15 which 'it normally keeps closed.
The upper main cylinder 4 is filled with oil or other hydraulic fluid. When the ram 3 descends, this oil is forced through the central duct 15 of the nozzle 14 and acts on the upper end of the spring shutter 16, which is then spaced a distance depending on the pressure of the fluid. . The shutter therefore opens more or less and allows the fluid to enter the chamber above the piston 9, which is thus lowered against the resistance of its spring 17. As the shutter opens more, it opposes less and less resistance to the passage of the fluid, and the resistance varies automatically and vice versa with the pressure of the fluid.
As a result, if the ram moves quickly, the pressure of the fluid tends to increase, but the shutter opens more to reduce the resistance, and vice versa, and the resistance is reduced in a similar way when the pressure of the fluid tends to increase as a result of the inertia of this fluid when starting the ram. By means of this means, the pressure of the fluid opposed to the displacement of the ram can be kept substantially constant.
When the pressure exerted on the ram is canceled, the damping spring 10 acting on the piston 9 expands and raises this piston which forces the fluid back into the upper cylinder 4. However, to ensure a rapid return of the fluid, provision is made for a derivation. This is carried out by
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passages 21 made in the bottom 13 and which are controlled by ball valves 22 opening from bottom to top, and closed during the descent of the ram.
A pump is preferably provided to return the leakage fluid which may have passed beyond the main and auxiliary pistons. This pump does not form part of the invention, but it is constructed according to the indications of the Application with the same name and the same date as the present one. It comprises a piston formed by the rod 12 of the piston 9 and sliding in a fixed cylinder 23 carried by the bottom 11. This piston is formed by a solid lower head 24 in the periphery of which are formed longitudinal grooves 25 which extend. gent up. The cylinder has two bores of different diameters in that the upper bore has a diameter equal to that of the piston head, while the lower bore has a larger diameter, its wall being hollowed out at 26.
A passage 27, controlled by a ball valve 28 opening from bottom to top, communicates the underside of the piston with the interior of the hollow rod 12. Another passage 29, controlled by a ball valve 30 opening from top to bottom. bottom, communicates the underside of the piston with the side of the latter above the solid head 24. A peripheral groove 31 is cut in the small diameter bore of the cylinder and from this groove leave side orifices 32 which pass through the cylinder wall. As the piston descends, the fluid from cylinder 23 is forced past plunger 28 into the chamber above piston 9, until grooves 25 are in communication with the larger bore of the cylinder.
At this time the backflow stops. As the piston rises, fluid is drawn into the cylinder, first bypassing the piston head. As soon as the piston head enters
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the small diameter bore of the cylinder, fluid is drawn through the grooves 25 and (or) the orifices 32 and the conduit 29.
In the variant shown in FIG. 2, the main cylinder 4 containing the ram 3 is separated from the auxiliary cylinder 8 containing the piston 9, and the two cylinders are connected to each other by conduits 33, 34, between which is interposed a resistance connection controlled by a shutter. This connector is formed by a body or a casting 35 with inlet and outlet pipes 36, 37, respectively connected to the conduits 33, 34.
The body 36 contains a one-way valve 38, opening from bottom to top, for the rapid return of the fluid from cylinder 8 to cylinder 4, and this shutter is short-circuited by a bypass 39, communicating with the space at- above the shutter 38 by an orifice 40 controlled by a spring shutter 41 guided in the wall of a side branch 42 of the body and the end of which is subjected to the pressure of the fluid produced in the ram cylinder. The spring 43 acting on this shutter, and under the action of which the latter normally closes the orifice 40, is housed in the lateral branch 42 which is suitably fixed to the body 35 and comprises a screw 44 for adjusting the tension. spring.
The shutter 41 opens by a distance which is a function of the pressure of the fluid acting on its end, and it thus automatically varies the resistance to the passage of the fluid so that the resistance opposed to the movements of the ram is substantially constant.
The shutter 38 can be lifted from its seat and held in this position by a threaded rod 46. A stopcock 47 is interposed in a bypass duct 48 interposed between the duct 34 and a fluid reservoir 49. sure
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which is mounted the cylinder 8, while a check valve is interposed at 50 in the duct 51 connecting the upper part of the cylinder 4 to the bypass duct 48. If we lift the shutter 38, and if we open the valve 47, the weight of the pressure plate 1 and of the ram 3 of the main cylinder 4 is sufficient to evacuate the fluid from this cylinder 4 into the reservoir 49. This is necessary for the installation and the adjustment of the press tools large dimensions.
The check valve provided at 50 prevents the return of the fluid in the cylinder 4 and above the ram 3 during this operation, but any fluid that leaks above the ram 3 can be discharged through the pipe 51 into the tank 49.
By lifting the shutter 38 very slightly, with the valve 47 closed, it is also possible to obtain pressures lower than the pressure normally required for the manufacture of stamped parts. In fact, depending on the lifting height of the shutter 38, a greater or lesser quantity of fluid is diverted relative to the resistance shutter 41 without passing through the orifice of reduced section 40.
In this variant embodiment, the pump ensuring the return of the leakage fluid is preferably arranged in the manner indicated with reference to FIG. 1, but modified owing to the fact that the resistance shutter does not pass through it. In this case, the lower end of the piston 12 has only a single passage 27 which is controlled by a ball valve 28 and which communicates the lower face of the piston with the cavity of the latter. The inlet valve 30a of the cylinder 23 of the pump is provided in a passage 29a made in the bottom 45 closing the lower end of the cylinder. Moreover, the construction and operation are substantially those of the pump shown in fig.l.
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CLAIMS
1.- A pressure regulating or damping device of the type described, in which the main cylinder communicates with the auxiliary cylinder by a conduit controlled by a spring shutter subjected to the pressure of the fluid prevailing in the main cylinder and intervening to limit the flow rate of the cylinder. fluid from one cylinder to another in a proportion which varies inversely with the pressure of the fluid acting on this shutter.
2. - The main cylinder and the auxiliary cylinder are united in a unit, and the spring shutter is arranged in the center inside the auxiliary cylinder, its lower end resting on a helical spring housed in a bucket carried by the bottom of the auxiliary cylinder, while the upper end of the shutter cooperates with a duct coming from the main cylinder.
3. - The spring shutter passes axially through the piston of a pump intended to return the leakage fluid to the chamber above the piston of the auxiliary cylinder, an element of this pump being carried by this piston.
4. - The main cylinder and the auxiliary cylinder are separated from each other and connected to each other by a pipe in which is interposed a body or a box containing a spring shutter controlling the passage of fluid from the main cylinder to the cylinder auxiliary.
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