EP0046788A1 - Mecanisme de presse hydraulique. - Google Patents
Mecanisme de presse hydraulique.Info
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- EP0046788A1 EP0046788A1 EP81900640A EP81900640A EP0046788A1 EP 0046788 A1 EP0046788 A1 EP 0046788A1 EP 81900640 A EP81900640 A EP 81900640A EP 81900640 A EP81900640 A EP 81900640A EP 0046788 A1 EP0046788 A1 EP 0046788A1
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- chamber
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- primary piston
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
- B30B15/161—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the ram speed and ram pressure, e.g. fast approach speed at low pressure, low pressing speed at high pressure
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
- B30B1/007—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen using a fluid connection between the drive means and the press ram
Definitions
- the present invention relates to a hydraulic press mechanism and, more particularly, a mechanism making it possible to successively obtain a rapid approach stroke, then a working stroke with significant developed force, for operations such as riveting, marking, clamping and, more generally, for all operations in which the working stroke can be relatively short compared to the magnitude of the approach movement.
- Hydraulic press mechanisms currently known often consist of a single movable piston. To have an approach stroke, it is necessary in this case to move all the more hydraulic fluid that this stroke is important. This cannot be done essentially. only by a pump, therefore by a complex device compared to the simplicity of the cylinder itself. If the fluid is moved by a manual pump, this is done at the cost of numerous maneuvers which, naturally, make the operation slow and inconvenient. Certain known devices allow a large and rapid approach movement, but for this require a second cylinder and corresponding distribution chambers for conveying the fluid. Certain existing presses allow a fast approach stroke by the high flow rate of a low pressure pump, and a slow working stroke by the weak relief stroke of a high pressure pump The supply and control device is in the latter costly case, vis-à-vis the desired result.
- the invention also aims for other results, in particular entirely hydraulic operation, by allowing automatic compensation for variations in the volume of the fluid, for example linked to functional leaks in the seals, these leaks becoming sensitive when the device has made a few hundred thousands of operations and when using a very fluid oil to have a high operating speed.
- the invention mainly relates to a hydraulic press mechanism comprising a rod, on which the control action of the device is exerted, and a main body, displaceable along a same axis in a fixed guide bore, means being provided for the non-permanent locking of the body with respect to the rod, said body comprising a chamber filled with incompressible fluid, into which a primary piston extending said rod penetrates, this chamber communicating on the one hand with an expandable sleeve axially immobilized around the body and able to be pressed against the wall of the aforementioned bore, so as to block the body with respect to the bore, and on the other hand with a cylindrical chamber in which is slidably mounted a secondary piston, the latter being attached to a work tool and subject to the action of a return spring.
- the mechanism thus defined is capable of causing the tool to describe an approach stroke followed by a working stroke, while being controlled only by a member called here rod, the working stroke being triggered when the tool comes into contact with the part to be pressed.
- This result is obtained by blocking the main body in the bore, by means (expandable sleeve) coming into operation when the tool, coming into contact with the part to be pressed, causes an axial displacement of the rod relative to the body. , which allows the primary piston to pressurize the fluid circuit, causing on the one hand the inflation of the expandable sleeve, and on the other hand the advance of the secondary piston which then makes the tool describe its stroke job.
- the control rod and the body advance simultaneously, thanks to the temporary locking effect, for example, by means of a calibrated valve which closes the lower part of the first hydraulic chamber and thus prohibits to the incompressible fluid to exit therefrom, in the direction of the expandable bushing and of the second chamber, and thereby preventing the primary piston from entering this first chamber, so that the control rod in its movement drives the entire body, and in particular the secondary piston, until the tool fixed to the latter comes into contact with. the object to be pressed.
- the body immobilizing it suffices that the primary piston continues to be pushed in so that it forces the valve to open by the pressure it creates in the chamber.
- the control rod continues its stroke, the piston moves pressurized oil past the tared valve to the expandable bushing and. towards the secondary piston.
- the flexibility of the sleeve is such that it inflates and locks the body with respect to the bore, before the secondary piston, held in particular by its spring, advances with the much desired force.
- the valve by the resistance which it offers to the flow of the fluid, opposes the insertion of the primary piston into the body, and this results in a permanent effort which makes it possible to maintain an energetic contact between the tool and the object to be pressed during the entire swelling phase of the sleeve, regardless of the position in the space of the device.
- the significant force of the secondary piston is advantageously obtained by a "multiplication" effect provided by the incompressible fluid itself, by providing that the chamber of the body, in which the secondary piston slidingly mounted integral with the tool, has a section larger than that of the primary piston linked to the control rod
- the force exerted on the tool must remain less than the force blocking the body in the bore-
- control rod is brought back, which conversely first causes the secondary piston to retreat and the main body to be released relative to the bore, then the simultaneous retraction of the rod and body, the aforementioned valve being designed in such a way that it lets the fluid flow back easily to the chamber from which it came.
- the primary piston advantageously comprises, at its end which plunges into the chamber filled with fluid, a groove such that, when this primary piston is in position tion retracted, and only in this position, said groove puts the body chamber into communication with a reserve of hydraulic fluid, delimited by the bore in which the body slides and by a movable wall in said bore and pushed by a spring, to monitor fluid level variations without risk of air entering the hydraulic circuit.
- the variations in volume of the fluid contained in the useful part of the hydraulic circuit are thus automatically compensated for from a cylindrical chamber, constituting a reserve.
- control of the rod integral with the primary piston which is in fact the only control of the entire device, can be carried out mechanically, according to a first possibility, by providing that the control rod is provided with a rack in engagement with a drive pinion, the latter being mounted on a shaft maneuvered by a member such as a lever, possibly by interposing a torque limiter.
- the general control is pneumatic or hydraulic.
- the whole mechanism can then be arranged along the same axis, providing that the frame comprises a cylinder, co-axial with the bore in which the body slides, an additional piston integral with the primary piston being slidably mounted in said cylinder, constituting a pneumatic or hydraulic control cylinder.
- a control tube linked to the primary piston, mounted to slide and rotate in a bore of the frame is linked by a thread to the body which means immobilize in rotation, the approach stroke being / obtained by simultaneous translation of the tube and the body, while the working stroke is obtained by screwing the tube onto the body, said tube being operable by a suitable part, preferably by means of a torque limiter-In the latter
- the thread ensures, during the approach movement, the axial connection between the tube and the body, and during the working stroke, an amplification of the force.
- Pigures 1,2, 3 and 4 are sectional views of the mechanism according to the invention, in four successive positions, illustrating its operating principle;
- Figure 5 is a partial view, in section and on an enlarged scale, of a variant with mechanical locking by ball of the primary piston relative to the body;
- Pigure 6 is a sectional view of the mechanism according to the invention, in another variant where the control of the rod is done by an additional piston driven by compressed air or any other fluid;
- Pigure 7 is a view, partially in section, of a final embodiment, with control by combined translation and rotation;
- Pigure 8 is a section along 8-8 of Figure 7.
- FIGS. 1 to 4 represent a machine comprising a frame 1, on which a tube 2 of vertical axis 3 is fixed.
- a body 9 which carries an expandable sleeve 19, which is immobilized axially on the one hand by a shoulder separating the two parts of distinct diameters from the body 9, and on the other hand by an annular stop member 20.
- the body 9 is hollowed out, so as to comprise an upper cylindrical chamber 10 connected, by an intermediate channel 11, to a lower cylindrical chamber 12.
- At least one radial communication 21 connects the channel 11 to the inside of the sleeve 19, which is filled with incompressible fluid, in particular oil.
- Chamber 12 contains a secondary piston 15 secured to a tool 16 passing through a screwed bottom 17, a spring 18 being compressed between this bottom 17 and the lower face, of the secondary piston 15.
- the upper chamber 10, the channel 11 and the part of the lower chamber 12 situated above the secondary piston 15 are filled with the same incompressible fluid as the expandable sleeve 19.
- a primary piston 8 which has on its lower part a longitudinal groove 26 of a length such that, when the piston 8 is in the high position (shown in FIG. 1), this groove 26 puts the communication chamber 10 and a chamber 35 filled with the same incompressible fluid and located above the body 9.
- the chamber 35 constituting a reserve of fluid, is separated from the chamber 10 by a seal 14, retained by a ring 13 screwed to the top of the body 9 (the gasket 14 not fulfilling its function in the high position of the piston 8).
- the chamber 35 is delimited again by another seal 7 interposed between the body 9 and the tube 2, by the inner wall of this tube 2, and by a movable upper bottom 22, which is kept applied against the surface of the liquid by means of a spring 23.
- the rod 4 is provided with a rack 5, engaged with a drive pinion 6 mounted on a maneuvered shaft, for example, using a lever not shown.
- a double valve device which temporarily closes the inlet of the intermediate channel 11 located at the bottom of the chamber 10, and in doing so opposes the penetration of the primary piston 8 into said chamber 10.
- one of the valves is arranged at the inside of the other: a first valve 29, pushed down by a spring 30, serves as a housing for a second valve 31, biased upwards by another spring 32.
- the part 25 to be worked, for example to be flattened, is placed on the frame l ⁇ in axis 3 of the device described above.
- the secondary piston 1 5 is moved downwards in the chamber 12 of the body 9 which remains immobilized and it pushes the tool 16 against the part 25 to press (see figure 3).
- the section of the secondary piston 15 is such that the force P resulting from the pressure applied to this piston remains slightly less than the blocking force of the body 9 relative to the tube 2.
- This force F due to the fact that the section of the secondary piston 15 is larger than that of the primary piston 8, will on the other hand be higher than the force applied to the rod 4 which is good, the desired effect (obtaining a low working stroke with high developed force).
- the rod 4 After having thus carried out the flattening operation, or the like, on the part 25, the rod 4 is brought up by a reverse rotation of the pinion 6.
- the primary piston 8, rising with the rod 4, causes the pressure to drop. on the secondary piston 15.
- the latter returns back into the chamber 12 under the upward return action exerted by the spring 18.
- the drop in pressure inside the expandable sleeve 19 causes it to contract.
- the sleeve thus makes the body 9 free to move relative to the tube 2.
- the fluid flowing back from the sleeve 19 and from the chamber 12 of the secondary piston 15 lifts the valve 29 and thus passes around it in the direction of the next chamber 10 the path defined by the arrows 34 ( Figure 4).
- the primary piston 8 thanks to the shoulder which it also has at its lower part, carries with it upwards the body 9 which thus returns to its starting position.
- the valve 29 resumes its rest position by closing the entrance to channel 11. The device is thus ready to perform another work cycle.
- the temporary connection between the primary piston 8 and the body 9 is made thanks to a mechanical locking, with ball for example and constituted in this case by a ball 42 housed in a bore formed radially in the lower part of the piston 8 and also receiving a spring 43 which tends to push the ball 42 towards the outside of its housing.
- this ball 42 is partially housed in a groove 44 of an annular part 45 placed under the seal 14 and which is fixed relative to the body 9.
- the displacement of the rod of the primary piston 8 is obtained by means of an additional piston 36, fixed to the upper part of the piston ⁇ B and mounted to slide inside.
- a cylinder 37 placed along the axis 3 in the upper region of the tube 2 which serves as a guide for the body 9 as well as a bearing surface for the expandable do ⁇ ille 19. This cylinder 37 is closed at its upper part by a cover 38.
- the piston 36 is driven by a pneumatic or hydraulic fluid, admitted into the upper cha ⁇ rre of the cylinder 37 by an orifice 39 of the cover 38, and it is brought back to the rest position by a spring 40 housed in the lower chamber of the cylinder 37, or well by any fluid introduced into this same chamber through an orifice 41.
- the assembly thus produced constitutes a jack with rapid advance and multiplication of force at the end of the stroke, an important advantage of which is that, whatever the position of the part to be pressed 25 relative to the frame 1 (within the limit of the stroke of the body 9), the final force exerted will be the same and will depend directly on the pressure of the control fluid acting on the piston 36.
- a tube 4 is linked to the body 9 by a thread 47, these two members being slidably mounted in a bore 2 of the frame 1.
- the body 9 is here immobilized in rotation relative to the frame 1, for example by means of a screw 48 engaged in a groove 49 of the body 9.
- The. tube 4 can on the contrary rotate around the axis 3, and it is maneuverable by means of a part 50 mounted at its top.
- This part 50 is linked in rotation with the tube 4 by a torque limiting device, which comprises: a ball 51 housed in a radial bore of the part 50; an internal groove 52 of the tube 4;
- the tube 4 maneuvered using the part 50, is rotated and therefore screwed onto the body 9, which remains immobilized in rotation.
- the tube 4 sinks into the bore 2 and it drives with it, downwards, the primary piston 8 secured to said tube.
- the descent of the piston 8 in the hydraulic circuit increases the pressure in the latter and has the effect, on the one hand, of blocking the body 9. relative to the frame, by inflation of the expandable bush 19, and d on the other hand, to make the tool 16 move against the piece to be pressed 25.
- the torque limiting device associated with the piece 50, makes it possible to limit the pressing force of the tool 16 on the piece 25.
- This last embodiment allows, with a relatively low screwing torque, and exerted for example by hand, to obtain an already amplified force on the primary piston £ 3, by the effect of the thread 47, this force being at its turn amplified by the secondary piston 15 pushing the tool 16.
- the press mechanism described above finds applications in particular in the field of marking and riveting, and it can be controlled, depending on the energy sources available and the efforts to be made , by manual, mechanical, hydraulic, pneumatic or other actuation means, acting on the rod 4. Other applications can be envisaged in the clamping field, where rapid advance, followed by effort significant tightening, is often sought.
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Abstract
Ce mecanisme permet d'obtenir successivement une course d'approche rapide (C), puis une course de travail avec effort developpe important, pour des operations telles que rivetage ou marquage, la course de travail etant declenchee au moment ou l'outil (16) entre en contact avec la piece a presser (25). Une tige de commande (4) et un corps (9) sont deplacables suivant un meme axe (3), des moyens tels qu'un clapet (31) assurant leur verrouillage non permanent. La tige (4) est solidaire d'un piston primaire (8) penetrant dans un circuit hydraulique (10, 11) du corps (9); ce circuit communique d'une part avec une douille expansible (19) entourant le corps (9) et permettant de bloquer ce corps par rapport au bati (1), d'autre part avec une chambre (12) dans laquelle coulisse un piston secondaire (15), rappele par un ressort (18) et solidaire de l'outil (16).
Description
"MECANISME DE PRESSE HYDRAULIQUE "
La présente invention concerne un mécanisme de presse hydraulique et,plus particulièrement, un mécanisme permettant d'obtenir successivement une course d'approche rapide,puis une course de travail avec effort développé important,pour des opérations telles que rivetage,marquage,bridage et,plus généralement, pour toutes opérations dans lesquelles la course de travail peut être relativement courte par rapport à l'ampleur du mouvement d'approche.
Les mécanismes de presses hydrauliques actuellement connus sont souvent constitués d'un piston mobile unique.Pour avoir une course d' approche,il faut dans ce cas déplacer d'autant plus de fluide hydraulique que cette course est importante.Ceci ne peut se faire essentiellement que par une pompe, donc par un dispositif complexe par rapport à la simplicité du vérin luimême.Si le fluide est déplacé par une pompe manuelle, cela se fait au prix de nombreuses manoeuvres qui,naturellement,rendent l'opération lente et peu commode. Certains dispositifs connus permettent un déplacement d'approche important et rapide,mais nécessitent pour cela un deuxième vérin et des chambres de distribution correspondantes pour véhiculer le fluide. Certaines presses existantes permettent une course d'approche rapide par le débit élevé d'une pompe basse pression, et' une course de travail lente par le dé- hit faible d'une pompe haute pression Ie dispositif d'alimentation et de commande est dans ce dernier cas coûteux,vis-à-vis du résultat désiré.
Enfin, on connaît certains dispositifs permettant d'arriver aux mêmes résultats mais au prix d'une plus grande complexité, car notamment la commande ne peut se faire que par de l'air comprimé qui doit être admis en plusieurs endroits du dispositif.
La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients, en fournissant un mécanisme de presse permettant,par l'application d'un effort modéré en un seul point du dispositif, de provoquer d'abord un déplacement d'approche rapide, jusqu'à ce que l'outil vienne en contact avec la pièce à presser, puis à partir de ce moment, une course de travail, au cours de laquelle le dispositif multiplie par lui-même l'effort exercé, de sorte que la pièce subit l'effort important recherché. L'invention vise aussi d'autres résultats,notamment un fonctionnement entièrement hydraulique, en permettant une compensation automatique des variations de volume du fluide liées par exemple aux fuites fonctionnelles des joints d' étanchéité, ces fuites devenant sensibles lorsque le dispositif a effectué quelques centaines de milliers de manoeuvres et lorsqu'on emploie une huile très fluide pour avoir une grande vitesse de fonctionnement. A cet effet, l'invention a principalement pour objet un mécanisme de presse hydraulique comprenant une tige, sur laquelle s'exerce l'action de commande du dispositif, et un corps principal,déplaςables suivant un même axe dans un alésage fixe de guidage, des moyens étant prévus pour le verrouillage non permanent du corps par rapport à la tige,ledit corps comprenant une chambre remplie de fluide incompressible, dans laquelle pénètre un piston primaire prolongeant ladite tige,cette chambre communiquant d'une part avec une douille expansible immobilisée axialement autour du corps et apte à être pressée contre la paroi de l'alésage précité, de manière à bloquer le corps par rapport à l'alésage, et d'autre part avec une chambre cylindrique dans laquelle est monté coulissant un piston secondaire, ce dernier étant solidaire d'un outil de travail et soumis
à l'action d'un ressort de rappel.
Le mécanisme ainsi défini est capable de faire décrire à l'outil une course d'approche suivie d'une course de travail, tout en étant commandé seulement par un organe appelé ici tige, la course de travail étant déclenchée au moment où l'outil entre en contact avec la pièce à presser. Ce résultat est obtenu grâce au blocage du corps principal dans l'alésage, par un moyen (douille expansible) entrant en fonction lorsque l'outil, venant en contact avec la pièce à presser, provoque un déplacement axial de la tige par rapport au corps, ce qui permet au piston primaire de mettre en pression le circuit de fluide, provoquant d'une part le gonflage de la douille expansible, et d'autre part l'avancée du piston secondaire qui fait alors décrire à l'outil sa course de travail. Précédemment, pour la course d'approche, la tige de commande et le corps avancent de façon simultanée, grâce au verrouillage temporaire réalise, par exemple, au moyen d'un clapet taré qui obture la partie inférieure de la première chambre hydraulique et interdit ainsi au fluide incompressible d'en sortir, en direction de la douille expansible et de la seconde chambre, et empêchant de cette façon le piston primaire de pénétrer dans cette première chambre, de sorte que la tige de commande entraîne dans son mouvement l'ensemble du corps, et notamment le piston secondaire, jusqu'à ce que l'outil fixé à ce dernier entre en contact avec. l'objet à presser. A ce moment, le corps s' immobilisant, il suffit que le piston primaire continue à être poβssé pour qu'il force le clapet à s'ouvrir par la pression qu'il crée dans la chambre.La tige de commande poursuit sa course,le piston déplace de l'huile sous pression au-delà du clapet taré vers la douille expansible et. vers le piston secondaire.
La souplesse de la douille est telle qu'elle se gonfle et réalise le blocage du corps par rapport à l'alésage,avant que le piston secondaire,retenu notamment par son ressort, n'avance avec l'effort impor tant désiré. Le clapet, par la résistance qu'il offre à l'écoulement du fluide, s'oppose à l'enfoncement du piston primaire dans le corps, et il en résulte un effort permanent qui permet de maintenir un contact énergique entre l'outil et l'objet à pres ser pendant toute la phase de gonflement de la douille, et ce, quelle que soit la position dans l'espace du dispositif.
L'effort important du piston secondaire est obtenu avantageusement par un effet de "multiplication " assuré par le fluide incompressible lui-même, en prévoyant que la chambre du corps,dans laquelle est monté coulissant le piston secondair solidaire de l'outil, possède une section supérreure a celle du piston primaire lié à la tige de commande Toutefois,comme cela se comprend facilement, l'effort exercé sur l'outil doit rester inférieur à l'effort de blocage du corps dans l'alésage-
Après que l'outil a effectué son travail, la tige de commande est ramenée en arrière, ce qui inversement provoque d'abord le recul du piston secondaire et le déblocage du corps principal par rapport à l'alésage,ensuite le recul simultané de la tige et du corps, le clapet précité étant conçu de telle façon qu'il laisse refluer le fluide facilement vers la chambre d'où il est venu.
Pour pouvoir compenser les fuites fonctionnelles des joints hydrauliques qui nuiraient au bon fonctionnement du dispositif, le piston primaire comporte avantageusement , à son extrémité qui plonge dans la chambre remplie de fluide,une rainure telle que, lorsque ce piston primaire est en posi-
tion reculée, et seulement dans cette position, ladite rainure met en communication la .chambre du corps avec une réserve de fluide hydraulique, délimitée par l'alésage dans lequel coulisse le corps et par une paroi mobile dans ledit alésage et poussée par un ressort,pour suivre les variations de niveau du fluide sans risque d'entrée d'air dans le circuit hydraulique. Les variations de volume du fluide contenu dans la partie utile du circuit hydraulique sont ainsi automatiquement compensées à partir d'une chambre cylindrique, constituant réserve.
La commande de la tige solidaire du piston primaire, qui est en fait l'unique commande de l'ensemble du dispositif, peut être réalisée mécaniquement, selon une première possibilité, en prévoyant que la tige de commande est munie d'une crémaillère en prise avec un pignon d'entraînement, ce dernier étant monté sur un arbre manoeuvré par un organe tel que levier, éventuellement en intercalant- un limiteur de couple.
Suivant une autre possibilité, la commande générale est pneumatique ou hydraulique. Tout le mécanisme peut être alors disposé suivant le même axe, en prévoyant que le bâti comporte un cylindre, co-axial à l'alésage dans lequel coulisse le corps, un piston supplémentaire solidaire du piston primaire étant monté coulissant dans ledit cylindre,constituant un cylindre de commande pneumatique ou hydraulique.
Quels que soient les moyens moteurs(mécaniques ou autres), il peut être prévu, suivant encore une autre forme de réalisation de l'invention, que le déplacement de l'organe de commande se fait de deux façons successives : d'abord une translation pour le mouvement d'approche de l'ensemble, puis une rotation de cet organe permettant d'obtenir le blocage du corps par rapport à l'alésage et l'avance de travail
de l'outil- A cet effet, un tube de commande lié au piston primaire, monté coulissant et tournant dans un alésage du bâti, est lié par un filetage au corps que des moyens immobilisent en rotation, la course d'approche etant/obtenue par translation simultanée du tube et du corps,tandis que la course de travail est obtenue par vissage du tube sur le corps, ledit tube étant manoeuvrable par une pièce adaptée,de préférence par l'intermédiaire d'un limiteur de couple-Dans ce dernier cas, le filetage assure, lors du mouvement d'approche, la liaison axiale entre le tube et le corps, et durant la course de travail,une amplification de l'effort.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de ce mécanisme de presse hydraulique:
Pigures 1,2, 3 et 4 sont des vues en coupe du mécanisme selon l'invention, dans quatre positions successives, illustrant son principe de fonctionnement; Figure 5 est une vue partielle, en coupe et à échelle agrandie,d'une variante avec verrouillage mécanique par bille du piston primaire par rapport au corps;
Pigure 6 est une vue en coupe du mécanisme selon l'invention, dans une autre variante où la commande de la tige se fait par un piston supplémentaire mû par de l'air comprimé ou tout autre fluide;
Pigure 7 est une vue, partiellement en coupe, d'une dernière forme de réalisation, avec commande par translation et rotation combinées;
Pigure 8 est une section suivant 8-8 de figure 7.
Les figures 1 à 4 représentent une machine comprenant un bâti 1, sur lequel est fixé un tube 2 d'axe vertical 3.
Dans l'alésage défini par ce tube 2 est monté coulissant un corps 9 qui porte une douille expansible 19 ,laquelle est immobilisée axialement d'une part par un épaulement séparant les deux parties de diamètres distincts du corps 9, et d'autre part par un organe d'arrêt annulaire 20. Le corps 9 est évidé, de manière à comporter une chambre cylindrique supérieure 10 reliée, par un canal intermédiaire 1 1, à une chambre cylindrique inférieure 12. Au moins une communication radiale 21 relie le canal 11 à l'intérieur de la douille 19, laquelle est remplie de fluide incompressible, en particulier de l'huile. La chambre 12 contient un piston secondaire 15 solidaire d'un outil 16 traversant un fond vissé 17, un ressort 18 étant comprimé entre ce fond 17 et la face inférieure, du piston secondaire 15. La chambre supérieure 10 , le canal 11 et la partie de la chambre inférieure 12 située au-dessus du piston secondaire 15 sont remplis du même fluide incompressible que la douille expansible 19.
Dans la chambre supérieure 10 pénètre un piston primaire 8 qui comporte sur sa partie inférieure une rainure longitudinale 26 d'une longueur telle que, lorsque le piston 8 est en position haute(représentée sur la figure 1),cette rainure 26 met en communication la chambre 10 et une chambre 35 remplie du même fluide incompressible et située au-dessus du corps 9. La chambre 35, constituant réserve de fluide, est séparée de la chambre 10 par un joint d'étanchéité 14,retenu par une bague 13 vissée au sommet du corps 9( le joint 14 remplissant pas sa fonction dans la position haute du piston 8 ). La chambre 35 est délimitée encore par un autre joint 7 interposé
entre le corps 9 et le tube 2 ,par la paroi intérieure de ce tube 2 , et par un fond supérieur mobile 22, qui est maintenu appliqué contre la surface du liquide au moyen d'un ressort 23. Le piston primaire 8, traversant la bague 13,1a chambre 35 et le fond 22, est prolongé vers le haut par une tige de commande 4 qui coulisse dans un évidement du bâti 1. La tige 4 est munie d'une crémaillère 5, en prise avec un pignon d'entraînement 6 monté sur un arbre manoeuvré,par exemple, à l'aide d'un levier non représenté.
Pour lier temporairement le piston primaire 8, et la tige de commande 4 qui le prolonge, au corps 9, il es;fc prévu dans la forme d'exécution des figures 1 à 4 un dispositif à double clapet qui obture temporairement l'entrée du canal intermédiaire 11 située au bas de la chambre 10, et ce faisant s'opppse à la pénétration du piston primaire 8 dans ladite chambre 10. Dans l'exemple de réalisation ici plus particulièrement décrit, l'un des clapets est disposé à l'intérieur de l'autre : un premier clapet 29, poussé vers le bas par un ressort 30, sert de logement pour un second clapet 31, sollicité versée haut par un autre ressort 32. La pièce 25 à travailler, par exemple à aplatir, est placée sur le bâti l^dans l'axe 3 du dispositif décrit précédemment. En position initiale(figure 1), la tige de commande 4 est relevée; le double clapet 29-31 obture l'entrée du canal 11et s'oppose à tout déplacement de fluide dans le circuit hydraulique.Le piston secondaire 15 occupe, à l'intérieur de la chambre 12, sa position la plus haute, et l'outil 16 lié au piston secondaire 15 est éloigné de la pièce 25. Dans une première phase (voir figure 2), la tige 4 est poussée vers le bas par l'action du pignon 6, lui-même manoeuvré par le levier déjà mentionné. Le
piston primaire 8 pénètre suivant une faible course dans la chambre 10, jusqu'à ce qye-la rainure 26 située à sa partie inférieure se trouve entièrement au delà du joint d'étanchéité 14. Le fluide contenu dans la chambre 10 qui est obturée alors à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, empêche toute pénétration plus importante du piston primaire 8 et c'est ainsi que ce dernier entraîne avec lui le corps 9. L'outil 16, lié au piston secondaire 15 qui reste en position supérieure dans la chambre 12, est abaissé jusqu'à venir en contact avec la pièce 25 après avoir décrit une course d'approche C (indiquée sur la figure 1 ).
Lorsque le contact est établi entre l'outil 16. et la pièce 25 (voir figure 2), le corps 9 et l'outil 16 s'immobilisent. En augmentant légèrement l'effort exercé sur la tige 4 , là. pression du fluide dans la chambre 10 augmente et atteint un seuil tel que le ressort 32 du clapet 31 s'efface et laisse s'écouler le fluide suivant la flèche 33 ( figure 3), à travers l'intérieur du clapet 29, en direction du canal 11. canal étant relié à la douille expansible 19, celle-ci va se gonfler et provoquer l'immobilisation axiale du corps 9, auquel elle se trouve liée, par rapport au tube 2, donc par rapport au bâti 1.
Au-delà d'un certain seuil de pression,fonction du tarage du ressort 18, le piston secondaire 1 5 est déplacé vers le bas dans la chambre 12 du corps 9 qui reste immobilisé et il pousse l'outil 16 contre la pièce 25 à presser (voir figure 3).
La section du piston secondaire 15 est telle que l'effort P résultant de la pression appliquée sur ce piston reste légèrement inférieure à la force de blocage du corps 9 par rapport au tube 2. Cet effort F, du fait que la section du piston secondaire 15 est
plus importante que celle du piston primaire 8, sera par contre plus élevé que l'effort appliqué sur la tige 4 ce qui est bien, l'effet recherché (obtention d'une course de travail faible avec effort développé important).
Après avoir ainsi effectué l'opération d'aplatissement, ou autre, sur la pièce 25, on fait remonter la tige 4 par une rotation inverse du pignon 6. Le piston primaire 8, remontant avec la tige 4,provoque un relâchement de la pression sur le piston secondaire 15. Ce dernier revient en arrière dans la chambre 12 sous l'action de rappel vers le haut exercée par le ressort 18. De même, la baisse de pression à l'intérieur de la douille expansible 19 provoque sa contraction. La douille rend ainsi le corps 9 libre de se déplacer par rapport au tube 2. Le fluide refluant depuis la douille 19 et depuis la chambre 12 du piston secondaire 15 soulève le clapet 29 et passe ainsi autour de lui en direction de la chambre 10 suivant le trajet défini par les flèches 34 (figure 4).
Lorsque le piston primaire 8 atteint sa position supérieure (figure 1), la rainure 26 qu'il comporte à sa partie inférieure met en communication la chambre 10 et la chambre 35; de cette façon la fuite la plus minime qui a pu se produire pendant le cycle décrit précédemment est compenséepar une arrivée de fluide poussé par le fond mobile 22 et par son ressort 23 hors de la chambre 35, en direction de la chambre 10.
De plus, le piston primaire 8, grâce à l'épaulement qu'il possède aussi à sa partie inférieure, entraîne avec lui vers le haut le corps 9 qui reprend ainsi sa position de départ. La circulation de fluide depuis la douille 19 et la chambre 12 vers la chambre 10 étant terminée, le clapet 29 reprend sa
position de repos en obturant l'entrée du canal 11.Le dispositif est ainsi prêt à accomplir un autre cycle de travail.
Selon une première variante représentée par la figure 5, la liaison temporaire entre le piston primaire 8 et le corps 9 se fait grâce à un verrouillage mécanique, à bille par exemple et constitué dans ce cas par une bille 42 logée dans un alésage ménagé radialement dans la partie inférieure du piston 8 et recevant également un ressort 43 qui tend à pousser la bille 42 vers l'extérieur de son logement.
Eh position haute du piston 8, cette bille 42 se loge partiellement dans une gorge 44 d'une pièce annulaire 45 placée sous le joint d'étahchéité 14 et qui est fixe par rapport au corps 9. Après la phase d'approche durant laquelle, grâce à ce verrouillage, la tige 4 a entraîné le corps 9, ce dernier étant arrêté, la bille 42 s'efface dans son logement, en quittant la gorge 44, et elle laisse le piston 8 mettre le circuit hydraulique en pression selon le cycle précédemment décrit.
Selon une deuxième variante représentée sur la figure 6, le déplacement de la tige du piston primaire 8 est obtenu par l'intermédiaire d'un piston sup- plémentaire 36, fixé à la partie supérieure du piston <B et monté coulissant à l'intérieur d'un cylindre 37 placé suivant l'axe 3 dans la région supérieure du tube 2 qui sert de guide au corps 9 ainsi que de surface d'appui pour la doμille expansible 19. Ce cylindre 37 est obturé à sa partie supérieure par un couvercle 38.
Le piston 36 est mû par un fluide pneumatique ou hydraulique, admis dans la chaπΛrre supérieure du cylindre 37 par un orifice 39 du couvercle 38,et il est ramené en position de repos par un ressort 40 logé dans la chambre inférieure du cylindre 37, ou bien
par un fluide quelconque introduit dans cette même chambre par un orifice 41.
L'ensemble ainsi réalisé constitue un vérin à avance rapide et multiplication de force en fin de course, dont un avantage important est que, quelle que soit la position de la pièce à presser 25 par rapport au bâti 1 (dans la limite de la course du corps 9), l'effort final exercé sera le même et dépendra directement de la pression du fluide de commande agissant sur le piston 36. Suivant une dernière forme de réalisation ici décrite, et représentée aux figures 7 et 8, un tube 4 est lié au corps 9 par un filetage 47, ces deux organes étant montés coulissants dans un alésage 2 du bâti 1.Le corps 9 est ici immobilisé en rotation par rapport au bâti 1, par exemple au moyen d'une vis 48 engagée dans une rainure 49 du corps 9. Le. tube 4 peut au contraire tourner autour de l'axe 3, et il est manoeuvrable par l'intermédiaire d'une pièce 50 montée à son sommet.
Cette pièce 50 est liée en rotation avec le tube 4 par un dispositif limiteur de couple, qui comprend: -une bille 51 logée dans un alésage radial de la pièce 50; -une rainure interne 52 du tube 4;
-un ressort 53 poussant la bille 51 clans la rainure
52;
-un coulisseau 54 sur lequel prend appui le ressort
53; -une vis de réglage 55, parallèle à l'axe 3, et vissée dans la pièce 50, la pointe de cette vis 55 coopérant avec une face inclinée du coulisseau 54, pour comprimer plus ou moins le ressort 53.
Le tube 4, constituant l'organe de commande, su- bit un déplacement suivant deux formes :
En premier lieu,il décrit une translation,
s 'accompagnant d'une translation du corps 9 sur lequel il est provisoirement verrouillé, et amenant l'outil 16 en contact avec la pièce à presser 25. Cette première phase,correspondant à la course d'approche, ne diffère pas de ce qui a été déjà décrit plus haut.
Dans une seconde phase, le tube 4, manoeuvré à l'aide de la pièce 50, est entraîné en rotation et par conséquent vissé sur le corps 9, lequel reste immobilisé en rotation. Par ce vissage, le tube 4 s'enfonce dans l'alésage 2 et il entraîne avec lui, vers le bas, le piston primaire 8 solidaire dudit tube. Comme précédemment, la descente du piston 8 dans le circuit hydraulique augmente la pression dans ce dernier et a pour effet, d'une part, de bloquer le corps 9. par rapport au bâti, par un gonflage de la douille expansible 19, et d'autre part,, de faire mouvoir l'outil 16 contre la pièce à presser 25. Le dispositif limiteur de couple,associé à la pièce 50, permet de limiter la force de pressage de l'outil 16 sur la pièce 25.
Cette dernière forme de réalisation permet, avec un couple de vissage relativement faible, et exercé par exemple à la main, d'obtenir un effort déjà amplifié sur le piston primaire £3,par l'effet du filetage 47, cet effort étant à son tour amplifié par le piston secondaire 15 poussant l'outil 16. Le mécanisme de presse décrit précédemment trouve des applications notamment dans le domaine du marquage et du rivetage, et il peut être commandé, selon les sources d'énergie disponibles et les efforts à fournir,par des moyens d'actionnement manuels, mécaniques, hydrauliques, pneumatiques ou autres, agissant sur la tige 4. D'autres applications peuvent être envisagées dans le domaine du bridage, où une avance rapide, suivie d'un effort
de serrage important, est souvent recherchée.
Comme il. va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce mécanisme de presse qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples;elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application conçues selon: les mêmes principes.
Claims
-REVΕNDICATIONS- 1.- Mécanisme de presse hydraulique,plus particulièrement mécanisme permettant d'obtenir successivement une course d'approche rapide,puis une course de travail avec effort développé important,caractérisé en ce qu'il comprend :une tige (4), sur laquelle s'exerce l'action de commande du dispositif, et un corps principal (9), déplaçables suivant un même axe (3) dans un alésage fixe de guidage (2), des moyens (29 à 52; 42 à 45) étant prévus pour le verrouillage non permanent du corps(9 ) par rapport à la tige (4),ledit corps (9) comprenant une chambre (10) remplie de fluide incompressible,dans laquelle pénètre un piston primaire (8) prolongeant ladite tige (4),cette chambre (10) communiquant d'une part avec une douille expansible (19) immobilisée axialement autour du corps (9) et apte à être pressée contre la paroi de l'alésage ( 2) précité, de manière à bloquer le corps (9) par rapport à l'alésage (2), et d'autre part avec une chambre cylindrique (12) dans laquelle est monté coulissant un piston seconfaire (15),ce dernier étant solidaire d'un outil de travail (16) et soumis à l'action d'un ressort de rappel (18).
2.- Mécanisme de presse hydraulique selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens de verouillage non permanent du corps (9) par rapport à la tige (4) et au piston primaire (8) comprennent un clapet taré(31) apte à interdire au fluide incompressible de sortir de la première chambre (10), en direction de la douille expansible (19) et de la seconde chambre (12),c'est-à-dire celle logeant le piston secondaire (15), et empêchant ainsi le piston primaire (8) de pénétrer dans la première chambre (10).
3.- Mécanisme de presse hydraulique selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'un double clapet
(29,31) est prévu au fond de la première chambre (10), l'un de ces clapets (29), permettant au fluide de refluer depuis la douille expansible (19) et la seconde chambre (12),logeant l'autre clapet(51)qui s'oppose à l'écoulement vers la douille expansible (19) et la seconde chambre (12).
4.- Mécanisme de presse hydraulique selon la revendication 1 ,caractérisé en ce que les moyens de verrouillage non permanent du corps (9) par rapport à la tige (4) et au piston primaire (8) comprennent une bille (42) logée dans ce piston primaire(8) et poussée radialement par des moyens élastiques (43), tandis que la paroi interne du corps (9) comporte une gorge complémentaire (44).
5.-Mécanisme de presse hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que la tige de commande (4) est munie d'une crémaillère (5) en prise avec un pignon d'entraînement (6), ce dernier étant monté sur un arbre manoeuvré par un organe tel que levier.
6.- Mécanisme de presse hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que le bâti (1) comporte un cylindre (57),coaxial à l'alésage (2) dans lequel coulisse le corps (9), un piston supplémentaire (56) solidaire du piston primaire (8) étant monté coulissant dans ledit cylindre (37) constituant un cylindre de commande pneumatique ou hydraύlique.
7.- Mécanisme de presse hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un tube de commande (4),monté coulissant, et tournant dans l'alésage (2) du bâti (1), est lié par un filetage (47) au corps (9) que des moyens (48,49) immobilisent en rotation, la course d'approche étant obtenue par translation simultanée du tube (4) et du corps (9),tandis que la course de travail est obtenue par vissage du tube (4) sur le corps (9), ledit tube (4) étant manoeuvrable par une pièce (50), de préférence par l'intermédiaire d'un limiteur de couple (51 à 55).
8.- Mécanisme de presse hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,caractérisé en ce que le piston primaire (8) comporte,à son extrémité qui plonge dans la première chambre (10) remplie de fluide, une rainure (26) telle que, lorsque ce piston primaire (8) est en position reculée, et seulement dans cette position, ladite rainure(26) met en communication la première chambre (10)du corps (9) avec une réserve de fluide hydraulique (55), délimitée par l'alésage (2) dans lequel coulisse le corps (9) et par une paroi mobile (22) dans ledit alésage (2) et poussée par un ressort (25),pour réaliser une compensation automatique des variations de volume du fluide.
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