CH652647A5 - Presse a fonctionnement hydraulique, pneumatique, pneumatique/hydraulique, ou pneumatique/a explosion combinee. - Google Patents

Presse a fonctionnement hydraulique, pneumatique, pneumatique/hydraulique, ou pneumatique/a explosion combinee. Download PDF

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CH652647A5 CH7400/82A CH740082A CH652647A5 CH 652647 A5 CH652647 A5 CH 652647A5 CH 7400/82 A CH7400/82 A CH 7400/82A CH 740082 A CH740082 A CH 740082A CH 652647 A5 CH652647 A5 CH 652647A5
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Description

La présente invention concerne une presse à fonctionnement hydraulique, pneumatique, pneumatique/hydraulique ou pneumatique/à explosion combinée utilisée notamment pour fabriquer des produits par compactage, frittage, pressage, façonnage, emboutissage ou repoussage.
On connaît déjà de nombreuses presses, hydrauliques ou pneumatiques. Toutefois, ces presses présentaient généralement un encombrement important. De plus, si l'on désirait, au cours de la fabrication du produit, avoir plusieurs niveaux de pression successifs, il était nécessaire de prévoir un dispositif relativement coûteux et complexe pour programmer ces presses pneumatiques ou hydrauliques.
Par ailleurs, l'utilisation d'une presse à explosion pour la réalisation de produits métalliques, par exemple, a été simplement mentionnée dans l'ouvrage «Meyers Handbuch über die Technik» édité par le Bibliographisches Institut, Mannheim (p. 286). En effet, il semble que le problème principal posé par l'utilisation d'une presse à explosion pour la réalisation de produits métalliques pressés, emboutis ou façonnés, réside dans un dosage précis de la quantité d'explosif ou de la force de l'explosion nécessaire pour accomplir un travail bien déterminé, dans des intervalles de temps très courts et réguliers.
La présente invention a pour but de proposer une presse pouvant être utilisée comme une presse hydraulique, une presse pneumatique, une presse hydraulique/pneumatique ou une presse pneumatique/à explosion combinée, présentant un encombrement réduit et dont le fonctionnement peut être automatisé de manière très simple. De plusr avec la presse de l'invention, on peut obtenir plusieurs niveaux de pression au cours d'un cycle de travail, par un contrôle positif de la pression exercée sur l'outil de la presse, notamment lorsqu'elle est utilisée comme presse hydraulique.
A cet effet, l'invention a pour objet une presse notamment utilisée pour fabriquer des produits selon la définition énoncée dans la revendication 1.
Selon une forme d'exécution de l'invention, le cylindre mobile de la presse est monté coaxialement à l'intérieur d'un cylindre fixe de guidage, fixé de manière suspendue coaxialement à l'intérieur d'un cylindre formant l'enveloppe extérieure de la presse, ce cylindre fixe de guidage et le cylindre formant l'enveloppe extérieure étant fixés par leur évasement supérieur respectif sur une plate-forme de support de la presse.
Selon une autre forme d'exécution de l'invention, le cylindre mobile central de la presse comprend un rétrécissement sur lequel repose une cloison mobile comportant une partie cylindrique extérieure montée coulissante de manière sensiblement étanche contre la paroi interne du cylindre extérieur pour définir une première chambre à volume variable remplie avec un fluide hydraulique, et les moyens hydrauliques de la presse comprenant une pluralité de vérins hydrauliques disposés en couronne autour du cylindre mobile central, dans la première chambre à volume variable et traversant la cloison mobile, chaque vérin hydraulique comprenant un piston différentiel libre définissant une chambre supérieure et une chambre inférieure, la chambre supérieure de chaque vérin étant alimentée en fluide hydraulique sous pression par une pompe d'alimentation de fluide hydraulique, et la chambre inférieure étant en communication de fluide avec la première chambre à volume variable. La pompe d'alimentation de fluide hydraulique sous pression alimente successivement chaque vérin hydraulique.
Selon encore une autre forme d'exécution de l'invention, le cylindre de chaque vérin comprend un prolongement ayant une section réduite dans laquelle coulisse de manière sensiblement étanche la tige du piston libre associée au vérin hydraulique. Ce prolongement de section interne réduite débouche au-dessus de l'outil de presse pour former avec l'extrémité de la tige de piston une deuxième chambre à volume variable remplie avec un fluide hydraulique.
La presse peut comprendre un cylindre intermédiaire monté coaxialement dans le cylindre formant l'enveloppe extérieure de la presse, autour des vérins hydrauliques, ce cylindre intermédiaire étant fixé par son évasement supérieur sur la plate-forme de support de la presse et définissant avec le cylindre formant l'enveloppe extérieure une chambre annulaire contenant un fluide de refroidissement, la partie cylindrique de la cloison mobile coulissant contre la surface interne de ce cylindre intermédiaire.
Le cylindre formant l'enveloppe extérieure de la presse peut comprendre un élargissement s'étendant également vers l'intérieur du cylindre pour définir un réservoir auxiliaire de fluide de refroidissement tel que de l'eau, le cylindre intermédiaire présentant un collet venant reposer sur cet élargissement et une partie cylindrique de section réduite en contact avec la partie de prolongement des vérins hydrauliques pour définir ainsi une troisième chambre à volume variable. Cette troisième chambre à volume variable comprend une chambre supérieure définie par la cloison mobile, le cylindre intermédiaire et le rétrécissement de celui-ci, et une chambre inférieure communiquant avec la chambre supérieure à travers des orifices formés dans le rétrécissement du cylindre intermédiaire, cette chambre inférieure étant définie par l'élargissement du cylindre formant l'enveloppe extérieure, la partie de section réduite du cylindre intermédiaire et l'outil de presse. Avantageusement, cet outil de presse comprend une partie cylindrique supérieure s'étendant de manière coulissante dans l'espace défini entre la paroi interne de l'élargissement du cylindre extérieur et la partie de section réduite du cylindre intermédiaire.
Par ailleurs, la pompe d'alimentation d'un fluide hydraulique sous pression dans les vérins hydrauliques peut comprendre un piston fixé sur l'extrémité supérieure de la partie supérieure de
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section réduite du cylindre mobile central de la presse, ce piston étant actionné par une presse à vis, par exemple.
La presse peut comprendre un piston équipé de joints d'étan-chéité, monté coulissant dans le cylindre mobile central de la presse en dessous du rétrécissement de celui-ci, et d'une tige de piston disposée à l'intérieur de la partie supérieure de section réduite de ce cylindre central et du cylindre solidaire du piston de la pompe d'alimentation en fluide hydraulique sous pression. Des moyens d'actionnement de ce piston sont reliés à la partie supérieure de la tige de piston pour ainsi provoquer le déplacement de la tige et du piston dans le cylindre central mobile; ces moyens sont avantageusement une presse à vis, montée sur la presse à vis d'actionnement de la pompe d'alimentation en fluide hydraulique sous pression.
Pour utiliser la presse comme une presse pneumatique/à explosion combinée, les moyens d'explosion peuvent comprendre au moins un cylindre formé par un alésage de la partie élargie du cylindre formant l'enveloppe extérieure de la presse, ce cylindre étant pourvu d'une chemise dans laquelle coulisse de manière étanche un piston solidaire de l'outil de presse et formant saillie à la face supérieure d'une partie annulaire de cet outil de presse, des soupapes d'admission et d'échappement, des moyens d'allumage et d'alimentation en carburant du cylindre et un dispositif d'alimentation en air comprimé de chaque cylindre, et enfin un conduit d'échappement formé à la partie supérieure du cylindre de ces moyens d'explosion dans l'élargissement du cylindre formant l'enveloppe extérieure de la presse.
Les sièges de soupape pour la tète de la soupape d'admission et la tête de la soupape d'échappement peuvent être respectivement formés à l'extrémité supérieure du piston et à la face supérieure du cylindre des moyens d'explosion. Avantageusement, la soupape d'admission comprend un alésage longitudinal dans lequel est monté coaxialement et de manière coulissante le corps de la soupape d'échappement du cylindre, la tige de cette soupape d'échappement traversant la partie annulaire de l'outil de presse et comprenant un organe formant butée sur sa partie faisant saillie au-delà de l'outil de presse pour provoquer l'ouverture de la soupape d'échappement après une course prédéterminée de l'outil de presse et ainsi limiter ia course de cet outil de presse.
Par ailleurs, le dispositif d'alimentation en air comprimé de chaque cylindre peut être constitué par une soupape d'admission d'air frais, disposée dans un orifice du fond du cylindre central mobile de la presse, la chambre du cylindre mobile central étant en communication de fluide avec la chambre du piston par un conduit d'admission d'air.
Les détails et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement au vu de la description explicative qui va suivre de plusieurs modes de réalisation de la presse de l'invention, faite à titre d'exemple en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
— la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de la presse de l'invention utilisée comme presse hydraulique, l'outil de presse étant à son point mort haut;
— la fig. 2 est une vue semblable à celle de la flg. 1, dans laquelle l'outil de presse est à son point mort bas;
— la fig. 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la fig. 1 ;
— les fig. 4, 5 et 6 sont des vues en coupe longitudinale de la partie inférieure de la presse de l'invention fonctionnant comme une presse à explosion illustrant les différents stades de réalisation d'un produit pressé, respectivement au commencement de, pendant et à la fin de la fabrication du produit pressé.
La presse de l'invention illustrée dans son ensemble aux fig. 1 et 2 est montée sur une infrastructure de support par l'intermédiaire d'une plate-forme 1. Cette presse peut être utilisée isolément ou en * combinaison avec d'autres dispositifs permettant d'alimenter un produit en dessous de l'outil de presse 3 dans un moule pour la fabrication de produits moulés par frittage, pressage ou analogue, les moules pouvant être amenés un à un en dessous de l'outil de presse par un carrousel pour ainsi permettre une fabrication en continu d'articles. En effet, comme cela sera décrit ci-après, le fonctionnement de la presse de l'invention peut être facilement automatisé et programmé en fonction des cadences de travail d'une unité de fabrication de produits moulés.
En se référant aux fig. 1 à 3, on décrira la presse de l'invention et plus particulièrement un premier mode de réalisation de cette presse qui peut fonctionner comme presse hydraulique, pneumatique ou hydraulique/pneumatique.
Cette presse comprend un cylindre extérieur 5 formant l'enveloppe de la presse; il est fixé de manière suspendue par un évasement supérieur 5a sur la plate-forme 1 par des vis et des écrous 68.
La presse de l'invention comprend également un cylindre mobile central 2 monté coulissant à l'intérieur d'un cylindre fixe de guidage 4 disposé coaxialement à l'intérieur du cylindre 5 et fixé par s..n évasement supérieur 6 sur la plate-forme 1 au moyen des écrous 68. A l'extrémité inférieure du cylindre mobile central 2 est fixé de manière solidaire le piston moteur 64 de l'outil de presse 3 sur l'évasement 2b du cylindre 2.
La presse comprend également un cylindre intermédiaire 19 monté coaxialement aux cylindres 5, 4 et 2 et fixé par son évasement supérieur 20 sur la plate-forme 1 au moyen des écrous 68.
Le cylindre 5 formant l'enveloppe extérieure comprend un premier élargissement 25 s'étendant également vers l'intérieur du cylindre pour former un réservoir annulaire 26 d'un fluide de refroidissement tel que de l'eau. Ce réservoir comprend une paroi interne 31 équipée d'un joint d'étanchéité 101 pour permettre un coulissement étanche d'une partie cylindrique 30 du piston moteur 64 de la presse contre la surface interne de la paroi 31. Avantageusement, la paroi extérieure du réservoir 26 comprend un tuyau d'alimentation en fluide de refroidissement (non représenté).
Dans le mode de réalisation représenté, le cylindre 5 de la presse comprend un second élargissement inférieur 69 pour permettre, par exemple, le logement d'un récipient d'un mélange de matériaux à presser (non illustré).
Le cylindre intermédiaire 19 comprend un collet 27 et un rétrécissement 28 reposant sur l'élargissement 25 du cylindre 5 formant l'enveloppe extérieure par l'intermédiaire d'un joint 70. Ainsi, le cylindre intermédiaire 19 définit avec le cylindre 5 une chambre annulaire 21 contenant un fluide de refroidissement tel que de l'eau et communiquant par le passage 32 formé dans l'élargissement 25 du cylindre extérieur 5 avec le réservoir de fluide de refroidissement 26. Par ailleurs, la partie inférieure 22 de section réduite du cylindre intermédiaire 19 est en contact sur toute sa hauteur, et de manière coulissante, avec la surface intérieure du piston moteur 64 de l'outil de presse 3, et notamment avec la surface intérieure de la partie cylindrique 30 de ce piston moteur.
De plus, la presse de l'invention comprend huit vérins hydrauliques llaàllh disposés en couronne, autour du cylindre mobile central 2 et du cylindre de guidage 4. Ces vérins sont montés suspendus par leur extrémité supérieure dans des rainures 71a à 71h des orifices formés dans l'évasement 6 du cylindre guide 4. De plus, ces vérins hydrauliques llaàllh sont maintenus en position par un disque inférieur immobile 18 soudé à l'extrémité inférieure de la partie rétrécie 22 du cylindre intermédiaire 19 et comprenant des orifices pour insérer l'extrémité inférieure débouchant des cylindres de chaque vérin hydraulique llaàllh.
Un disque mobile 8 comprenant une partie cylindrique 9 est monté de manière coulissante dans le cylindre intermédiaire 19 et vient reposer sur un rétrécissement 7 du cylindre central mobile 2. Ce disque mobile 8 comprend des ouvertures pour permettre le passage de la partie de prolongement des vérins hydrauliques 1 la à 1 lh.
Chaque vérin hydraulique 1 la à 1 lh comprend un piston libre différentiel 12 équipé avec des joints d'étanchéité 72 et comportant une tige de piston 16a à 16h coulissant de manière sensiblement étanche dans la partie de prolongement inférieure de chaque vérin qui présente notamment une section interne conjuguée à la section
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de la tige de piston 16. Le piston 12 définit à sa partie inférieure une chambre de cylindre 13 à volume variable communiquant avec une première chambre 10 à volume variable définie au-dessus du disque mobile 8 entre le cylindre intermédiaire 19 et le cylindre de guidage 4, par des ouvertures 73 ayant par exemple une section rectangulaire et formées à la partie inférieure de la chambre de cylindre 13 de chaque vérin hydraulique 11 à un niveau inférieur au niveau du joint d'étanchéité 72 des pistons libres différentiels 12 lorsque ceux-ci sont à leur point mort bas.
La presse comprend une deuxième chambre à volume variable 17,107, définie dans la partie de prolongement de chaque vérin hydraulique 1 la à 1 lh et par l'extrémité inférieure des tiges de piston 16a à 16h ainsi que par le disque immobile 18, cette deuxième chambre à volume variable ayant pour fond la face supérieure du piston moteur 64 de l'outil de presse 3.
La presse de l'invention comprend également une troisième chambre à volume variable divisée en deux chambres, une chambre supérieure 23 située en dessous du disque mobile 8 entre le cylindre mobile 2 et le cylindre intermédiaire 19, et une seconde chambre inférieure 24 définie en dessous du rétrécissement 28 du cylindre intermédiaire 19, et entre sa partie inférieure rétrécie 22 et la paroi intérieure 31 du réservoir 26 de fluide de refroidissement. Ces deux chambres 24, 23 sont en communication de fluide à travers un orifice 29 formé dans la partie de rétrécissement 28 du cylindre intermédiaire 19 et donc forment la troisième chambre à volume variable de la presse de l'invention.
La presse comprend également un piston central 39 muni de segments d'étanchéité 40 montés coulissants dans la partie inférieure du cylindre mobile central 2, ce piston central comprenant une tige de piston 41 disposée coulissante à l'intérieur de la partie supérieure 2a de section réduite du cylindre central 2.
Dans le mode de réalisation illustré, la presse comprend une pompe 14 d'alimentation sous pression d'un fluide hydraulique dans les vérins hydrauliques 1 la à 1 lh à travers un distributeur d'huile constitué par un disque 15 disposé sur l'évasement supérieur 6 du cylindre de guidage 4 et comprenant un seul orifice pour distribuer successivement le fluide hydraulique sous pression alimenté par la pompe 14 dans chaque vérin hydraulique 1 la à 1 lh. Ce disque 15 comprend une partie cylindrique 74 munie d'une denture 75 s'enga-geant avec la denture d'une roue d'entraînement 76 supportée par un cylindre extérieur 77 fixé par son évasement inférieur sur la plateforme 1 et supportant par son évasement supérieur un carter 78 de la pompe d'alimentation 14 fixé par des écrous 79.
La pompe 14 d'alimentation d'huile sous pression comprend un piston 34 muni d'un joint d'étanchéité 80 monté coulissant de manière étanche à l'intérieur du carter 78 pour ainsi délimiter une chambre 33 de fluide hydraulique sous pression. Le piston 34 s'appuie par sa face inférieure sur un rétrécissement 81 de la partie supérieure rétrécie 2a du cylindre central mobile 2.
Le piston 34 de la pompe d'alimentation 14 en fluide hydraulique sous pression est actionné par une presse à vis inférieure renfermée dans le carter 78 et comprenant une roue dentée 35 en prise avec une roue d'entraînement 36, une vis mère de montée 37 encastrée et fixée dans un alésage central de la roue dentée 35, cette vis mère 37 étant en prise avec un arbre fileté 38 solidaire du piston 34.
La roue dentée 35 est supportée par des roulements à rouleaux inférieurs et supérieurs 82, 83.
Bien entendu, il est possible de remplacer la presse à vis inférieure d'actionnement de la pompe d'alimentation 14 par un autre moyen d'actionnement approprié.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la presse comprend une presse à vis supérieure enfermée dans un carter supérieur 84 fixé par son évasement inférieur 85 sur l'évasement supérieur 86 du carter 78 par des vis et écrous 87. Ce carter 84 supporte par son évasement supérieur 88 un couvercle 89 fixé au moyen de vis et d'écrous 90. La presse à vis supérieure comprend une roue dentée 42 supportée par des roulements à rouleaux inférieurs et supérieurs 91, 92 et en prise avec une roue dentée d'entraînement 43, une vis mère de montée 93 encastrée et fixée dans un alésage central de la roue dentée 42 et en prise avec une partie filetée de l'arbre 41 du piston central 39 de la presse. Cette tige de piston 41 traverse le couvercle 89 et est bloquée en rotation par un joug de guidage 94 au moyen d'un écrou 95, le joug étant emmanché sur au moins deux glissières de guidage 96a, 96b solidaires du couvercle 89. Enfin, l'outil de presse 3 comprend le piston moteur 64 emmanché par une ouverture centrale sur le cylindre mobile central 2 de la presse et comportant une partie annulaire 47 sur la face supérieure de laquelle est fixé ou formé au moins un cylindre 46 formant piston pourvu sur sa surface externe de segments d'étanchéité 97 et monté coulissant à l'intérieur d'une chemise 45 disposée dans un alésage 44 formant cylindre réalisé à la partie inférieure de l'élargissement 25 du cylindre extérieur mobile 5.
L'outil de presse 3 comprend également un piston outil 66 démontable et fixé par des goujons 98 et écrous 99 sur le piston moteur 64. Le piston outil 66 a une forme conjuguée à la forme des produits à fabriquer.
Ainsi, la presse décrite ci-dessus peut fonctionner comme une presse hydraulique, les moyens pour former la pression hydraulique étant constitués par la pompe d'alimentation 14 d'un fluide hydraulique sous pression tel que de l'huile, les vérins hydrauliques 1 la à 1 lh, la première chambre à volume variable 10, 13, la seconde chambre à volume variable 17, 107 et la troisième chambre à volume variable constituée par les deux chambres 23, 24. Le fonctionnement d'une telle presse hydraulique qui comprend quatre unités de génération d'une pression hydraulique sera décrit ci-dessous:
— La presse à vis inférieure est actionnée pour mettre sous pression le fluide hydraulique, ou l'huile, contenu dans le réservoir ou chambre 33. Le distributeur ou fond 15 est mis en rotation pour alimenter successivement dans les vérins hydrauliques 1 la à 1 lh l'huile sous pression et ainsi provoquer la descente des pistons libres 12a à 12h. Avantageusement, le volume du réservoir 33 est sensiblement égal à la somme des volumes de chaque vérin hydraulique llaàllh quand les pistons 12a à 12h sont à leur point mort bas. La descente du piston 34 de la pompe d'alimentation 14 à huile sous pression provoque un déplacement du cylindre central 2 par l'effort mécanique du piston 34 sur l'épaulement 81 du cylindre 2a.
— La descente des pistons 12a à 12h dans les vérins hydrauliques 1 la à 1 lh chasse le fluide contenu dans la chambre de cylindre 13 à travers les orifices 73 dans la chambre à volume variable 10. L'augmentation de pression de fluide dans cette chambre 10 provoque la descente du disque mobile 8 qui exerce ainsi une force sur le cylindre central 2 au niveau de son épaulement 7 et donc sur l'outil de presse 3.
— La descente des pistons 12a à 12h entraîne simultanément la descente des tiges de piston 16a à 16h dans la chambre à volume variable 17,107, provoquant ainsi une augmentation de pression du fluide hydraulique contenu dans cette chambre et donc exerçant une nouvelle pression sur la face supérieure du piston moteur 64 de l'outil de presse 3.
— Enfin, la descente de la cloison mobile 8 provoque une augmentation de pression dans la chambre à volume variable 23 et ainsi force le fluide hydraulique contenu dans cette chambre à passer dans la chambre inférieure 24 à travers les orifices 29a, 29b pour exercer une nouvelle pression sur la partie cylindrique 30 du piston moteur 64 et donc exercer une pression sur l'outil de presse 3.
L'intensité de pression d'huile exercée successivement contre la tête de chaque piston différentiel 12a à 12h est réglable par réglage de la pression fournie par la pompe d'alimentation d'un fluide sous pression 14, pendant toute la descente du cylindre central mobile 2 et donc de l'outil de presse 3.
Etant donné que les pistons différentiels descendent successivement l'un après l'autre, l'intensité de la pression dans la première chambre à volume variable 10 est déterminée en fonction du rapport entre la surface utile du piston différentiel de chaque vérin hydraulique et la surface utile de la cloison 8 ainsi que la force exercée par le piston 34 de la pompe d'alimentation 14.
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De plus, le volume de la chambre intermédiaire 23 avec la cloison mobile 8 à son point mort haut est égal au volume de la chambre inférieure 24 avec le piston moteur 64 à son point mort bas. L'intensité de la pression exercée par le fluide hydraulique contenu dans ces chambres 23 et 24 est égale à l'intensité de la pression déjà transmise par le disque 8 mobile sur le piston moteur 64 par l'intermédiaire de l'épaulement 7 du cylindre central mobile 2.
Enfin, le volume de la chambre à volume variable 107, quand le piston moteur 64 de l'outil de presse est à son point mort bas, est égal au volume des chambres 17a à 17h des prolongements des vérins hydrauliques llaàllh.
Pendant la descente successive des pistons différentiels 12a à 12h, la force exercée par l'huile sous pression contenue dans les chambres 17 et la chambre à volume variable 107 sur le piston moteur 64 de l'outil de presse est égale à la pression résultant du rapport entre la surface d'une seule tige de piston 16a à 16h et la surface supérieure utile du fond du piston moteur 64 de l'outil de presse, et dépend de la force produite par la pompe d'alimentation en huile au moment donné.
La fig. 2 illustre la position des différents éléments de la presse lorsque l'outil de presse est à son point mort bas.
Le retour de l'outil de presse à son point mort haut est réalisé par actionnement de la presse à vis inférieure pour faire remonter le piston 34 de la pompe d'alimentation 14 à son point mort haut et ainsi provoquer la remontée des pistons différentiels 12a à 12h et du piston moteur 64 à leur point mort haut, en synchronisation avec la remontée de la tige de piston 41 et du piston central 39 à l'aide de la presse à vis supérieure et avec la rotation synchronisée du fond 15 de distribution de fluide hydraulique. En effet, ce piston central 39 est toujours resté appuyé contre la partie inférieure du rétrécissement 7 du cylindre central mobile 2. Pour cela, l'arbre fileté 41 de la presse à vis supérieure, ou la tige de piston, est débrayé pendant la descente de l'outil de presse 3, puis embrayé pour la remontée de cet outil de presse à son point mort haut.
Dans une telle presse, les dispositifs d'étanchéité sont prévus seulement pour les éléments tels que le piston central 39, les pistons différentiels 12a à 12h, la paroi 31 interne de l'élargissement 25 du cylindre extérieur 5, qui délimitent une chambre ou enceinte contenant un fluide par rapport à un conduit, une enceinte reliée à l'air ambiant ou par rapport à une enceinte contenant un fluide de nature différente tel que l'eau de refroidissement.
Dans la presse de l'invention, il n'est pas nécessaire de prévoir des éléments d'étanchéité entre les différentes chambres à volume variable 10,13, 23, 24,17,107, étant donné que les surfaces des pistons, cloisons mobiles sont calculées de manière que leur rapport soit identique dans toutes les chambres contenant un fluide sous pression 10, 13, 17,23, 24, 107 et donc dans lesquelles règne toujours une pression sensiblement égale.
En conséquence, ces réservoirs peuvent même communiquer entre eux à travers des petits orifices d'égalisation de pression qui n'influencent absolument pas l'efficacité de la presse. Par ailleurs, ces orifices d'égalisation permettent d'éliminer les différences éventuelles de volume des différentes chambres, différences de volume induites par les défauts de fabrication. Donc, ces orifices d'égalisation permettent de remplir les chambres à volume variable en fluide tel qu'un fluide hydraulique sous pression par un seul orifice d'approvisionnement en fluide, et notamment de compenser les fuites éventuelles de fluide hydraulique.
Ainsi, cette presse présente les avantages suivants:
— elle est capable de fournir une force de pressage élevée par rapport à son encombrement,
— la pression finale exercée par le piston moteur de l'outil de presse est égale à la somme des différentes pressions produites dans chaque chambre à volume variable, et donc résulte d'une multiplication de la pression exercée par le piston 34 de la pompe d'alimentation 14 en fluide hydraulique sous pression,
— une grande économie d'énergie,
— une course importante de l'outil de presse par rapport à la hauteur de la presse et donc une grande capacité d'alimentation en mélange dans des moules, ainsi qu'une force de pressage réglable jusqu'à l'emboutissage complet des pièces à presser,
— cette presse peut être utilisée comme une presse hydraulique 5 ayant un fonctionnement très souple et qui peut être facilement automatisée par programmation de la pression produite par le piston 34 de la pompe d'alimentation 14 du fluide sous pression, comme une presse hydraulique pneumatique, ou hydraulique/pneumatique et à explosion combinée, comme cela sera décrit ci-dessous.
io De plus, le remplacement de l'outil de presse est très facile, et les dispositifs de réglage de la pression et de la cadence de travail d'une telle presse sont très accessibles.
Donc, cette presse est très facilement adaptable en fonction de la cadence de travail désirée pour la fabrication d'un produit particu-15 lier, cette adaptation étant réalisée par exemple par:
— réglage de la course de l'outil de presse,
— réglage de son point de départ,
— échangeabilité du piston outil,
— réglage de la vitesse de descente et de retour de l'outil de presse. 20 On décrira maintenant, en référence aux fig. 4, 5 et 6, la presse de l'invention dans sa variante presse à explosion, notamment utilisée pour la fabrication par emboutissage de produits métalliques, tels qu'une tôle métallique 100, disposés au-dessus d'une matrice femelle 108, et illustrée aux fig. 4 à 6.
25 Pour transformer la presse décrite précédemment en une presse à explosion, les pistons 46 solidaires de l'anneau annulaire 47 du piston moteur 64 sont équipés de deux soupapes respectivement d'admission 48 et d'échappement 49. Un siège de soupape 51 est formé à l'extrémité supérieure du piston 46 pour recevoir la tête 52 30 de la soupape d'admission 48, tandis qu'un deuxième siège de soupape 53 est formé dans l'extrémité débouchant d'un conduit d'échappement 50 pour recevoir la tête 54 de la soupape d'échappement 49.
La soupape d'admission 48 présente un alésage axial central 35 dans lequel est monté de manière coulissante le corps 58 de la soupape d'échappement 49, la tige 56 de cette soupape d'échappement étant montée coulissante dans un alésage 102 formant guide-soupape réalisé dans la partie annulaire 47 du piston moteur 64. De plus, l'extrémité de cette tige 56 de soupape est filetée et comprend 40 un élément de butée 57, réglable en position et disposé en dessous de la partie annulaire 47 du piston moteur pour ainsi provoquer l'ouverture de la soupape d'échappement lorsque l'outil de presse a parcouru une distance prédéterminée et donc régler la profondeur de pressage obtenue par cette presse.
45 L'enceinte 62 du piston 46 est reliée par un conduit d'admission d'air frais 63 à la chambre du cylindre central mobile 2, et est reliée avec la chambre de combustion 55 lorsque la soupape d'admission est en position ouverte. Cette chambre de combustion est définie entre la soupape d'admission 48 et la soupape d'échappement 49 so quand elles sont appliquées contre leur siège de soupape respectif.
Cette chambre de combustion est équipée avec des dispositifs d'injection de carburant et d'allumage.
Bien entendu, la presse peut comprendre un seul cylindre 44 ou plusieurs cylindres, par exemple trois cylindres 44a à 44c comme il-55 lustré à la fig. 3, chaque cylindre comprenant les mêmes éléments que celui décrit ci-dessus.
Dans le mode de réalisation illustré, le piston outil 65 fixé sur le piston moteur 64 comprend des alésages latéraux 103 accessibles pour loger la tige de piston 56 et les éléments de butée 57, et un 60 alésage central 104 communiquant, d'une part, avec l'atmosphère et, d'autre part, à travers une soupape d'admission d'air frais 59, avec la chambre du cylindre central mobile 2. Cette soupape d'admission d'air frais 59 a son siège de soupape 60 formé dans une plaque circulaire 61 fixée en dessous de l'évasement inférieur 2b du cylindre 65 central 2. La tige de piston de cette soupape est montée dans un alésage guide-tige réalisé dans le corps du piston outil 65.
Avantageusement, dans le mode de réalisation représenté, le piston outil 65 est constitué par le disque 65 fixé sur le piston moteur
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64 par les boulons ou écrous 98, 99 et d'une seconde partie 66 fixée par des boulons 106 sur le disque 65, cette seconde partie ayant une face inférieure formant la matrice mâle 67 pour réaliser l'emboutissage de la tôle métallique 100.
La presse à explosion fonctionne de la manière suivante : 5
La cadence de travail de fonctionnement d'une telle presse est répartie entre trois temps: l'admission d'air frais, la compression et l'explosion-échappement.
L'admission d'air frais est réalisée par actionnement de la presse à vis supérieure de la presse qui fait remonter le piston central 39 10 dans le cylindre central mobile 2 jusqu'à son point mort haut, et provoque ainsi l'ouverture de la soupape 59 d'admission d'air frais et l'admission d'air frais dans le cylindre central mobile 2. De plus,
cette remontée du piston 39 et de sa tige filetée 41 provoque la montée solidaire de l'outil de presse 3 et donc des pistons 46a à 46c 15 dans les cylindres 44a à 44c associés à leur point mort haut respectif ainsi que les soupapes d'admission 48 et d'échappement 49. La position des différents éléments mécaniques pendant la phase d'admission est illustrée à la fig. 4.
Quand tous les éléments mécaniques de la presse sont arrivés à 20 leur point mort haut, la phase de compression (fig. 5) commence par l'actionnement de la presse à vis supérieure pour maintenant provoquer la descente du piston central 39 dans le cylindre central mobile 2. Ainsi, la soupape d'admission d'air frais 59 est fermée et l'air frais contenu dans le cylindre 2 est alimenté sous pression à travers le 25 conduit d'admission d'air frais 63 dans la chambre de piston 62, ce qui provoque l'ouverture de la soupape d'admission 48 et la fermeture de la soupape d'échappement 49. Ainsi, l'air comprimé par le piston 39 dans le cylindre 2 est alimenté dans la chambre de combustion 55. Quand la pression dans la chambre de combustion a atteint 30 une valeur prédéterminée qui est mesurée par exemple par un manomètre (non représenté), la descente du piston central 39 est stoppée automatiquement. La phase de compression est ainsi terminée.
Le carburant est alors injecté dans les chambres de combustion 55 et est allumé par les dispositifs d'injection et d'allumage précités, 35 ce qui provoquera l'explosion du mélange gazeux simultanément dans les trois chambres de combustion 55a à 55c, dans le mode de réalisation illustré, provoquant ainsi la fermeture des soupapes d'admission 48 et la transmission du choc sur l'outil de presse par l'intermédiaire de l'anneau 65 et donc l'emboutissage de la tôle métallique 40 100. La composition du mélange de gaz contenu dans la chambre de combustion est dosée en fonction du travail à effectuer et donc de la force de pressage et d'emboutissage à obtenir.
Quand l'outil de presse a effectué une course prédéterminée, l'anneau 65 vient en contact avec les éléments de butée 57 montés sur la tige 56 de la coupape d'échappement 49 provoquant son ouverture. Ainsi, les gaz brûlés contenus dans la chambre de combustion 55 s'échappent par le conduit d'échappement 50. Cette position est illustrée à la fig. 6.
Par ailleurs, à cet instant, les chambres de combustible 55a à 55c sont balayées par l'air comprimé restant contenu dans le cylindre central 2 au-dessous de son piston 59 et dans les conduits 63 d'admission d'air frais. Par ailleurs, le refroidissement du piston 39 est assuré par l'admission et le refoulement de l'air frais pendant son mouvement alternatif à travers un canal 105 relié à la chambre d'air frais 104.
Avantageusement, lors de la première montée du piston 39 et de la tige de piston 41 ou avant l'utilisation de la presse comme presse à explosion, le piston 34 de la pompe d'alimentation 14 en fluide hydraulique sous pression est monté à son point mort haut pour ainsi déplacer le fluide contenu au-dessus des pistons 12a à 12h des vérins hydrauliques llaàllh dans le réservoir 33 de la pompe d'alimentation, par actionnement de la presse à vis inférieure et supérieure pendant l'admission d'air frais dans le cylindre central 2. Après cela, la presse à vis inférieure, le disque de distribution d'huile 15 sont bloqués pour empêcher le passage du fluide depuis le réservoir 33 dans les vérins hydrauliques llaàllh.
Le fluide hydraulique resté dans les différentes chambres à volume variable et les pistons des vérins hydrauliques se déplaceront vers le bas ou monteront selon les mouvements du cylindre mobile central 2 et du piston central 39, sans être soumis au choc de l'explosion.
Ainsi, la presse de l'invention, qui peut être utilisée comme une presse hydraulique quand aucun combustible n'est injecté dans la chambre de combustion 55 des cylindres 44a à 44c et simplement par la mise en marche de la presse à vis inférieure et du disque 15 de distribution de fluide hydraulique, est transformée en une presse à explosion par leur blocage et l'injection d'un combustible dans la chambre à combustion des cylindres 44a à 44c provoquant l'explosion de ce combustible mélangé à de l'air frais admis dans cette chambre.
En conclusion, la presse de l'invention est d'un encombrement réduit et peut par des modifications très simples et très rapides être utilisée selon un mode de fonctionnement approprié en fonction des articles à fabriquer.
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Claims (25)

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    REVENDICATIONS
    1. Presse à fonctionnement hydraulique, pneumatique, pneumatique/hydraulique, ou pneumatique/à explosion combinée, notamment pour fabriquer des produits par compactage, frittage, pressage ou emboutissage, comprenant un piston outil fixé à l'extrémité d'un cylindre mobile et des moyens de pression hydraulique, des moyens de pression pneumatique et des moyens de pression à explosion pour déplacer le cylindre et exercer une pression déterminée sur le cylindre et le piston outil associé, caractérisée en ce que le piston outil (66) et le cylindre mobile "(2) sont solidaires d'un piston moteur (64) soumis pendant sa descente à une pression provenant des moyens à explosion et/ou des moyens de pression hydraulique (lia, lie, 16a, 16e) et/ou des moyens de pression pneumatique dont un piston (39) coulissant dans le cylindre mobile (2) est actionné de manière que, pendant sa montée, il soulève le cylindre mobile (2) et les pistons associés (64, 66) dans leur position de départ, aspirant en même temps l'air frais pour la pression pneumatique.
  2. 2. Presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cylindre mobile (2) est monté coaxialement à l'intérieur d'un cylindre fixe de guidage (4) suspendu coaxialement à l'intérieur d'un cylindre (5) formant l'enveloppe extérieure de la presse, le cylindre fixe de guidage (4) et le cylindre (5) formant l'enveloppe extérieure étant fixés par leur évasement supérieur respectif (5a, 6) sur une plateforme de support (1).
  3. 3. Presse selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le cylindre mobile central (2) comprend un rétrécissement (7) sur lequel repose une cloison mobile (8) comportant une partie cylindrique extérieure (9) montée coulissante de manière étanche contre la paroi interne du cylindre extérieur (5) pour former une première chambre à volume variable (10) remplie d'un fluide hydraulique et en ce que les moyens hydrauliques comprennent une pluralité de vérins hydrauliques (1 la à 1 lh) disposés en couronne autour du cylindre mobile central (2) dans la première chambre à volume variable (10) et traversant la cloison mobile (8), chaque vérin hydraulique comprenant un piston différentiel (12a à 12h) libre délimitant une chambre supérieure et une chambre inférieure (13), la chambre supérieure de chaque vérin étant alimentée en fluide hydraulique sous pression par une pompe (14) d'alimentation de fluide hydraulique, et la chambre inférieure (1-3) étant en communication de fluide avec la première chambre à volume variable (10).
  4. 4. Presse selon la revendication 3, caractérisée en ce que la pompe d'alimentation (14) envoie le fluide hydraulique successivement dans chaque vérin hydraulique (llaàllh).
  5. 5. Presse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la pompe d'alimentation (14) comprend un fond (15) rotatif au-dessus de l'extrémité des vérins hydrauliques (1 la à 1 lh), ce fond tournant comprenant une seule ouverture pour laisser passer le fluide dans chaque vérin hydraulique.
  6. 6. Presse selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le cylindre de chaque vérin (llaàllh) comprend un prolongement ayant une section réduite dans laquelle coulisse de manière étanche la tige (16a à 16h) du piston libre (12a à 12h) associé au vérin hydraulique, ce prolongement de section interne réduite débouchant au-dessus du piston outil (66) pour former avec l'extrémité de la tige de piston (16a à 16h) une deuxième chambre à volume variable (17a à 17h, 107) remplie d'un fluide hydraulique.
  7. 7. Presse selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un disque (18) pourvu d'ouvertures et fixé sur l'extrémité inférieure de chaque cylindre de prolongement des vérins (1 la à 1 lh) et autour du cylindre central mobile (2), pour maintenir les vérins (lia à 1 lh) en position verticale.
  8. 8. Presse selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un cylindre intermédiaire (19) monté coaxialement dans le cylindre extérieur (5), autour des vérins hydrauliques (1 la à
    1 lh), ce cylindre intermédiaire étant fixé par son évasement supérieur (20) sur la plate-forme de support (1), ce cylindre intermédiaire (19) formant avec le cylindre extérieur (5) une chambre annulaire
    (21) contenant un fluide de refroidissement, la partie cylindrique (9) de la cloison mobile (8) coulissant contre la surface interne de ce cylindre intermédiaire (19).
  9. 9. Presse selon la revendication 8, caractérisée en ce que le cylindre extérieur (5) comprend un élargissement (25) s'étendant également vers l'intérieur de ce cylindre pour former un réservoir auxiliaire (26) d'un fluide de refroidissement tel que de l'eau, le cylindre intermédiaire (19) présentant un collet (27) reposant sur cet élargissement (25), une partie cylindrique de section réduite (22) en contact avec la partie de prolongement des vérins hydrauliques (llaàllh) et un rétrécissement (28).
  10. 10. Presse selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'une troisième chambre à volume variable comprend une chambre supérieure (23) délimitée par la cloison mobile (8), le cylindre intermédiaire (19) et le rétrécissement (28), communiquant à travers des orifices (29) formés dans le rétrécissement (28) avec une chambre inférieure (24) formée par l'élargissement (25) du cylindre extérieur (5), la partie (22) du cylindre intermédiaire (19) et le piston moteur (64).
  11. 11. Presse selon la revendication 10, caractérisée en ce que le piston moteur (64) comprend une partie cylindrique supérieure (30) s'étendant de manière coulissante dans l'espace formé entre la paroi interne (31) de l'élargissement (25) du cylindre extérieur (5) et la partie (22) de section réduite du cylindre intermédiaire (19).
  12. 12. Presse selon la revendication 9, caractérisée en ce que le réservoir auxiliaire (26) communique avec la chambre annulaire (21).
  13. 13. Presse selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisée en ce que la pompe (14) d'alimentation comprend une chambre de fluide (33) et un piston (34) fixé sur l'extrémité supérieure de la partie supérieure (2a) de section réduite du cylindre mobile central (2).
  14. 14. Presse selon la revendication 13, caractérisée en ce que le piston (34) de la pompe (14) est actionné par une presse à vis comportant une roue dentée (35) en prise avec une roue dentée (36) d'entraînement et une vis de montée (37) en prise sur un arbre fileté (38) relié au piston (34) de la pompe d'alimentation (14).
  15. 15. Presse selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisée en ce que le volume de la chambre (33) de fluide de la pompe d'alimentation (14) est égal à la somme du volume de chaque cylindre des vérins hydrauliques (1 la à 1 lh) quand le piston libre (12a à 12h) est à son point mort bas.
  16. 16. Presse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section de chaque vérin hydraulique (1 la à 1 lh) et la section de chaque chambre à volume variable (10, 17a à 17h, 23, 24, 107) sont déterminées pour que la pression de fluide hydraulique régnant dans chaque chambre à volume variable soit sensiblement voisine l'une de l'autre.
  17. 17. Presse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un piston (39) pourvu de joints d'étan-chéité (40) monté coulissant dans le cylindre central mobile (2) en dessous de son rétrécissement (7), et d'une tige de piston (41) disposée à l'intérieur de la partie (2a) de section réduite du cylindre central (2) et du cylindre (38) solidaire du piston (34) de la pompe d'alimentation (14), et des moyens d'actionnement reliés à la partie supérieure de la tige de piston (41) pour provoquer le déplacement de la tige (41) et du piston (39) dans lé cylindre central mobile (2).
  18. 18. Presse selon la revendication 17, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement du piston (39) et de la tige de piston (41) sont constitués par une presse à vis supérieure disposée sur la presse à vis inférieure d'actionnement de la pompe d'alimentation (14) et comprenant une roue dentée (42) en prise avec une roue dentée (43) d'entraînement et une vis de montée (93) en prise avec une partie filetée de la tige de piston (41), cette tige étant bloquée en rotation.
  19. 19. Presse selon l'une des revendications 9 à 18, caractérisée en ce que la partie élargie (25) du cylindre extérieur (5) comprend, à sa partie inférieure, au moins un alésage (44) pour recevoir les moyens à explosion permettant d'appliquer une force sur le piston outil (66).
  20. 20. Presse selon la revendication 19, caractérisée en ce que les moyens d'explosion comprennent au moins un cylindre (44) pourvu d'une chemise (45) dans laquelle coulisse de manière étanche un
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    piston (46) formant saillie sur la face supérieure d'une partie annulaire (47) du piston moteur (64), une soupape d'admission et d'échappement (48,49), des moyens d'allumage et d'alimentation en carburant du cylindre, un dispositif d'alimentation en air comprimé de chaque cylindre (44) et un conduit d'échappement (50) formé à la partie supérieure du cylindre (44) dans l'élargissement (25) du cylindre (5).
  21. 21. Presse selon la revendication 20, caractérisée en ce que l'extrémité supérieure du piston (46) forme un siège de soupape (51) pour la tête (52) de la soupape d'admission, et la partie supérieure du cylindre (44) forme le siège de soupape (53) pour la tête (54) de la soupape d'échappement (49), une chambre d'explosion (55) étant délimitée entre la partie supérieure du cylindre (44) et l'extrémité supérieure du piston (46).
  22. 22. Presse selon la revendication 21, caractérisée en ce que la tige (56) de la soupape d'échappement (49) du cylindre (44) traverse la partie annulaire (47) du piston moteur (64) et comprend un organe formant butée (57) sur sa partie faisant saillie pour provoquer l'ouverture de la soupape d'échappement (49) après une course déterminée du piston moteur (64).
  23. 23. Presse selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisée en ce que la soupape d'admission (48) du cylindre (44) comprend un alésage longitudinal dans lequel est monté coaxialement de manière coulissante le corps (58) de la soupape d'échappement (49) du cylindre (44).
  24. 24. Presse selon l'une des revendications 20 à 23, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation en air comprimé des cylindres (44) est constitué par une soupape (59) d'admission d'air frais disposée dans un orifice du fond (61) du cylindre central mobile (2), la chambre du cylindre mobile central (2) étant en communication de fluide avec la chambre (62) du piston (46) par un conduit (63) d'admission d'air.
  25. 25. Presse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un outil de presse (3) comprend le piston moteur (64) sur lequel sont montés de manière amovible des éléments (65, 66) de l'outil de presse conformés à la forme du produit à fabriquer.
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