FR2492317A1 - Dispositif hydraulique d'amortissement de chocs pour presse a decouper - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF HYDRAULIQUE PERFECTIONNE D'AMORTISSEMENT DE CHOCS POUR PRESSE A DECOUPER. CE DISPOSITIF COMPORTE DES ENSEMBLES 24 A CYLINDRE 26 ET PISTON 28 INTERPOSES ENTRE LA TABLE 14 ET LE COULISSEAU 16 DE LA PRESSE 10. LORS DE LA PERCEE DE LA MATIERE A DECOUPER PAR LES OUTILS 18, 20, LES PISTONS 28 REFOULENT LE FLUIDE HYDRAULIQUE DES CHAMBRES 30 DES ENSEMBLES 24 VERS UNE SOUPAPE 52 SENSIBLE A L'ECOULEMENT, DE MANIERE QUE CETTE DERNIERE PLACE UN ETRANGLEMENT 56, DE SECTION INFERIEURE A L'ETRANGLEMENT NORMAL 54, DANS LE CIRCUIT HYDRAULIQUE POUR S'OPPOSER ENERGIQUEMENT A L'ACCELERATION DU COULISSEAU A LA SUITE DE LA PERCEE DE LA MATIERE. DOMAINE D'APPLICATION: PRESSES A DECOUPER.

Description

L'invention concerne le domaine des presses,

et plus particulièrement un dispositif hydraulique d'amor-

tissement de chocs destiné à une presse à découper.

Dans une presse à découper,ainsi qu'il est bien connu, des outils de coupe ou des organes de cisaillage complémentaires sont montés sur le coulisseau et sur la table de la presse afin de couper ou de cisailler la matière placée entre eux lors d'un mouvement du coulisseau de la presse, sur la partie basse de sa course totale. Lors de l'entrée en contact de l'outil porté par le coulisseau avec la matière à sectionner, la presse est soumise à une charge qui augmente progressivement jusqu'à un maximum atteint au point de percée des organes de cisaillage par rapport à la matière placée entre eux. Cette charge est appliquée à la presse par l'intermédiaire du coulisseau et le mouvement de ce dernier vers la table de la presse

se trouve donc confronté à une résistance pendant l'opéra-

tion de coupe. Cette résistance disparaît lors de la percée, ce qui accélère le mouvement du coulisseau vers la table de la presse en raison de la charge accumulée. En l'absence

de résistance opposée à ce mouvement accéléré du coulis-

seau, des charges se manifestant par des chocs et compre-

nant des forces négatives sont appliquées à la presse, en même temps que des forces de vibration, de sorte qu'en fonctionnant, la presse émet un bruit inacceptable. Il est évident que ces phénomènes indésirables sont répétés à chaque course de la presse et que les charges dues aux chocs et les vibrations nuisent à la durée de vie de la presse

et élèvent les coûts d'entretien des organes de la presse.

Il est également évident qu'un niveau de bruit élevé nuit

à l'ouïe du personnel travaillant sur la presse ou à proxi-

mité de celle-ci. Les vibrations et les niveaux de bruits élevés sont également critiquables par d'autres effets physiologiques qu'ils produisent sur le personnel ainsi que par des effets psycholo4iques, et il est bien connu

que ces problèmes sont d'une telle gravité et que les ris-

ques qu'ils font courir sont tels que des réglementations gouvernementales ont été établies en ce qui concerne les

niveaux de bruits.

De nombreux efforts ont porté jusqu'à présent

sur l'amortissement des charges dues aux chocs et des vi-

brations dans les presses à découper, et le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 214 496 décrit un dispositif

hydraulique d'amortissement de chocs pour presses à décou-

per qui présente un degré élevé d'efficacité en ce qui

concerne la réduction des charges dues aux chocs en suppri-

mant les forces négatives s'exerçant sur la presse à la percée de la matière. Bien que cette élimination des charges négatives entraîne une diminution des chocs et des vibrations et, par conséquent, augmente avantageusement

la durée de vie de la presse et diminue ses coûts de main-

tenance, il est apparu que le dispositif vibre aux fréquences

audibles après la percée, de sorte que le bruit de fonction-

nement, bien qu'étant réduit, reste encore à un niveau indésirable. Dans le dispositif décrit dans le brevet précité, une soupape sensible au débit, pouvant prendre des positions d'ouverture et de fermeture, est placée en communication avec une chambre d'amortissement recevant du fluide hydraulique et interposée entre le coulisseau et la table de la presse. La soupape reste ouverte et permet

un écoulement réduit du fluide de la chambre d'amortisse-

ment, à un débit fixe, avec une chute minimale de pression, pendant que l'organe de cisaillage se déplace à travers

la matière à cisailler. Au moment de la percée, l'accélé-

ration du coulisseau ferme rapidement et à force la soupape afin d'empêcher le fluide de s'écouler de la chambre. Cet

arrêt de l'écoulement du fluide de la chambre d'amortisse-

ment fait apparaître une charge rapide s'opposant au mouve-

ment du coulisseau, ce qui réduit la dissipation d'énergie se produisant au moment de la percée. Par conséquent, la charge est maintenue sur la presse par l'intermédiaire du coulisseau, après la percée, de sorte que l'application de charges négatives à la presse disparaît et que les forces dues aux chocs et aux vibrations sont réduites par rapport à celles existant avec d'autres dispositifs d'amortissement. Le déclenchement de l'écoulement du fluide à travers la soupape avant la percée de la matière est important par le fait qu'il établit un écoulement directionnel du fluide dans le dispositif pour éviter les chocs, les vibrations et le rebond résultant dans la chambre d'amortissement et dans le circuit hydraulique, par suite de la brusque fermeture de la soupape sensible à l'écoulement et, surtout, par le fait qu'il assure la

mise en oeuvre du dispositif immédiatement après la percée.

A cet égard, la réponse immédiate de la soupape au point de percée et le fait que l'écoulement sous faible chute de pression, se produisant à travers la soupape, change brusquement assurent l'application immédiate de la charge

opposée souhaitée au mouvement du coulisseau et, par consé-

quent, la suppression des charges négatives suivant la

percée.

L'invention apporte un perfectionnement au dispo-

sitif hydraulique d'amortissement de chocs décrit ci-dessus

améliorant la réduction des chocs et des vibrations réali-

sée dans le dispositif antérieur d'une manière minimisant à la fois les niveaux et les durées. L'invention permet de réduire considérablement le niveau de bruit pendant le

fonctionnement de la presse et la durée du bruit consécu-

tivement à la percée de la matière, et toutes ces caracté-

ristiques sont obtenues tout en préservant avantageusement la suppression des charges négatives appliquées à la presse. En particulier, selon l'invention, la soupape sensible à l'écoulement reste ouverte pendant le mouvement de l'organe de cisaillage à travers la matière cisaillée, de même que dans le dispositif décrit précédemment, afin

d'établir un écoulement sortant de la chambre d'amortisse-

ment avec une chute de pression minimale pendant l'opération de coupe, jusqu'au point de percée. Lors de la percée, la soupape sensible à l'écoulement est déplacée immédiatement vers une seconde position dans laquelle, conformément au perfectionnement de l'invention, elle étrangle l'écoulement sortant de la chambre d'amortissement en le faisant passer dans un orifice fixe ou dans un canal étranglé de manière qu'une chute de pression beaucoup plus grande se produise vers la soupape pendant l'achèvement du mouvement du coulisseau vers la table de la presse. La réponse rapide de la soupape sensible à l'écoulement, ainsi que la chute importante de pression se produisant dans cette soupape dans la seconde position engendrent la charge antagoniste rapide et souhaitée s'opposant au mouvement du coulisseau afin d'éliminer l'application de charges négatives à la

presse et de réduire les charges des chocs et des vibra-

tions, comme dans le dispositif antérieur, et le débit de l'écoulement réduit à travers la soupape, dans la seconde

position de cette dernière, réduit avantageusement davan-

tage les charges des chocs et les niveaux de vibration,

ainsi que leurs durées, comparativement au dispositif anté-

rieur. Ces réductions supplémentaires non seulement sont favorables à la durée de vie de la presse et à la diminution

des coûts de maintenance, mais surtout entraînent une dimi-

nution du niveau de bruit et de la durée de ces bruits

après la percée.

L'invention a donc pour objet un dispositif hydrau-

lique perfectionné d'amortissement de chocs du type compre-

nant une soupape sensible à l'écoulement d'un fluide, commandant l'écoulement d'un fluide hydraulique sortant d'une chambre d'amortissement à volume variable disposée entre la table et le coulisseau d'une presse, en réponse

à la percée de la matière sectionnée. L'invention a égale-

ment pour objet un dispositif perfectionné d'amortissement de chocs, du type décrit ci-dessus, présentant une très grande efficacité pour minimiser les charges des chocs et les vibrations, ainsiqie le niveau de bruit pendant le fonctionnement de la presse. L'invention a également pour objet un dispositif d'amortissement de chocsdu type décrit

ci-dessus, dans lequel une soupape sensible à un écoule-

ment détermine un canal d'écoulement fixe à la sortie de la chambre d'amortissement, avec une faible chute de pression à travers la soupape pendant le mouvement de

l'élément de cisaillage à travers la matière à cisailler.

Lors de la percée, la soupape réagit immédiatement afin que l'écoulement du fluide de la chambre d'amortissement se produise avec une chute de pression notablement plus élevée à travers la soupape afin d'éliminer l'application

de charges négatives à la presse et de minimiser-l'ampli-.

tude et la durée des chocs et des forces de vibration, ainsi que le niveau de bruit du fonctionnement de la presse.

L'invention a également pour objet un disposi-

tif d'amortissement de chocs du type décrit ci-dessus, peu coûteux à fabriquer et à poser, et d'un fonctionnement

très efficace tout au long de longues périodes d'utilisa-

tion continue, ce qui minimise le temps d'arrêt de la

presse, ainsi que la durée et le coût de la maintenance.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique du dispo- _ sitif d'amortissement de chocs selon l'invention, associé au coulisseau et à la table d'une presse à découper; - la figure 2 est un graphique montrant la courbe de charge de la presse pendant la course de travail d'une presse à découper travaillant sans amortissement des chocs; - la figure 3 est un graphique montrant les courbes de charge d'une presse à découper avec et sans le perfectionnement apporté par la présente invention; et

- la figure 4 est une coupe transversale par-

tielle d'une soupape sensible à un écoulement, utilisée dans le dispositif selon l'invention et associée à la

chambre d'amortissement, recevant du fluide, et à un accu-

mulateur du dispositif d'amortissement de chocs selon

l'invention.

Les figures, et plus particulièrement la figure 1, représentent schématiquement le dispositif hydraulique d'amortissement de chocs selon l'invention, associé à une presse à découper 10 destinée, par exemple, à découper des flans dans des tôles. La structure et le fonctionnement des presses de ce type sont évidemment bien connus de l'homme de l'art et les détails concernant cette structure et ce fonctionnement sont inutiles à la compréhension de la présente invention. Il suffitd'indiquer que la presse comporte un bâti 12 comprenant une table 14 et supportant un coulisseau 16 pouvant-exécuter un mouvement alternatif le rapprochant et l'éloignant de la table 14 sous la commande-d'un mécanisme convenable. Ainsi qu'il est bien connu dans le domaine des presses à découper, la table 14 supporte un élément 18 de cisaillage et le coulisseau 16 supporte un autre élément 20 de cisaillage qui coopère avec l'élément 18 pour découper la matière placée entre

ces deux éléments pendant la course descendante du coulis-

seau 16 vers son point mort bas. La coupe a lieu évidem-

ment à partir d'un point de lacourse du coulisseau situé au-dessus du point mort bas et auquel l'élément 20 de cisaillage entre en contact avec la matière, jusqu'à un

second point de la course du coulisseau, situé immédiate-

ment au-dessus du point mort bas et auquel les éléments

de cisaillage 18 et 20 percent ensemble la matière à décou-

per. Ainsi qu'il est bien connu dans le domaine des

presses, la prise de la matière à découper entre les élé-

ments 18 et 20 de cisaillage, pendant la course descendante

du coulisseau, impose une charge à la presse par l'inter-

médiaire du coulisseau et cette charge est brusquement

relâchée à la percée de la matière, de sorte que le mouve-

ment de descente du coulisseau s'accélère vers le point mort bas. Ceci s'accompagne évidemment d'une libération de l'énergie accumulée par l'application des charges à

la presse pendant l'opération de cisaillage.

Le dispositif d'amortissement de chocs selon l'invention, représenté globalement en 22 sur la figure 1, est un circuit hydraulique comprenant des ensembles 24 à chambre d'amortissement à volume variable, destinés à recevoir du fluide hydraulique et montés sur la table de la presse ou supportés par cette table afin d'être actionnés par le coulisseau 16 pendant sa course de descente vers le point mort bas. Dans la forme de réalisation représentée, chaque ensemble 24 à volume variable est un ensemble à piston-cylindre comprenant un cylindre 26 qui repose sur la table de la presse et un piston 28 disposé dans le cylindre 26 afin de pouvoir exécuter un mouvement alternatif par rapport à ce dernier. L'espace délimité à l'intérieur du cylindre 26, en arrière du piston 28,

définit une chambre 30 de réception de fluide et le cylin-

dre 26 présente un canal commun 32 d'entrée et de sortie débouchant dans la chambre 30. Le coulisseau 16 porte un doigt 34 de commande associé à chaque piston et chaque doigt 34 présente une extrémité supérieure filetée qui

est vissée dans une bague 36 de support solidaire du cou-

lisseau afin que le doigt puisse être réglé verticalement par rapport au coulisseau pour assumer une fonction

décrite ci-après.

Les chambres 30 des ensembles 24 à volume varia-

ble sont reliées à une source commune de fluide hydraulique sous pression. En ce qui concerne ce point particulier, un groupe motopompe 38 est destiné à alimenter en fluide hydraulique sous pression les chambres 30 à partir d'une source 40 par l'intermédiaire d'un circuit de canalisation comprenant une conduite 42 d'écoulement et des conduites 44 et 46 de branchement reliées à cette conduite et à l'un des canaux 32 des ensembles 24 à volume variable. Un clapet 48 de retenue empêche tout écoulement de retour vers la source 40, et une soupape 50 de décharge, sensible

à la pression, peut être actionnée à une pression prédé-

terminée, entre le clapet 48 et le groupe motopompe, afin de renvoyer le fluide hydraulique vers la source lorsque le clapet 48 est fermé et que la pression entre ce clapet et le groupe motopompe 38 dépasse le point de réglage

de la soupape 50.

Une soupape 52 sensible à l'écoulement d'un fluide est montée dans la conduite 42 d'écoulement afin

de commander l'écoulement du fluide dans cette dernière.

La soupape 52 comporte un premier canal étranglé 54 per-

mettant un premier écoulement réduit du fluide à travers la soupape, entre les chambres 30 et la source 40 lorsque la soupape 52 est dans une première position montrée sur la figure 1, position dans laquelle le canal 54 est aligné avec la conduite 42 d'écoulement. La soupape 52 présente un second canal étranglé 56, plus-petit que le précédent, établissant un second trajet d'écoulement réduit à travers cette soupape, des chambres 30 vers la source 40, cet écoulement ayant lieu lorsque la soupape 52 est déplacée vers la droite, dans l'orientation de la figure 1, jusqu'à une position dans laquelle le canal étranglé 56 est en alignement avec la conduite 42 d'écoulement. Les dimensions relatives des canaux 54 et 56 et leurs fonctions respectives

seront décrites ci-après en même temps que la description

du fonctionnement du dispositif. La soupape 52 est normale-

ment rappelée vers la position représentée sur la figure 1 par un ressort 58 et elle est conçue pour Otre déplacée vers la droite, dans l'orientation de la figure 1, par un fluide sous pression provenant des conduits 44 et 46 de branchement et agissant contre cette soupape au moyen d'un conduit 60 d'alimentation, comme décrit plus en détail ci- après. Un accumulateur 62 recevant du fluide hydraulique à basse pression est relié à la conduite 42 d'écoulement, entre le clapet 48 et la soupape 52 et un accumulateur

64 recevant du fluide hydraulique à haute pression commu-

nique avec la conduite 42 et avec les conduits 44 et 46 de branchement, entre la soupape 52 et les chambres 30

des ensembles 24 à volume variable.

Le fonctionnement du dispositif d'amortissement de chocs décrit ci-dessus, dont le but est d'éliminer les charges négatives appliquées à la presse et de minimiser

l'amplitude et la durée des chocs et des vibrations engen-

drés dans la presse, sera mieux compris en se référant aux figures-2 et 3 considérées avec la figure 1. Brièvement décrites, les figures 2 et 3 sont des graphiques montrant les charges imposées au coulisseau et leur durée en fonction du mouvement de ce coulisseau sur sa course de

cisaillage. La figure 2 montre l'effet de l'absence d'amor-

tissement de chocs pour le coulisseau, et la figure 3 montre l'effet produit par le dispositif d'amortissement de chocs décrit dans le brevet No 4 214 496 précité, en

comparaison avec l'effet produit par le dispositif per-

fectionné selon l'invention. Les deux graphiques sont basés sur le fonctionnement d'une presse de 100 tonnes à deux temps travaillant au moyen d'un outillage de découpage à 185 coups par minute, et les graphiques de la figure 3 sont basés sur des traces réelles d'oscilloscopes obtenoes au cours d'essaisde cette presse. Sur les graphiques des figures 2 et 3, le temps est mesuré à partir du point de contact des organes de cisaillage avec la matière à sectionner; la ligne 1 représente l'instant auquel la percée de la matière par les éléments de cisaillage a lieu, et la ligne 2 représente l'instant auquel, après la percée de la matière, le coulisseau est descendu jusqu'à

son point mort bas et est remonté au niveau de la percée.

La courbe L du graphique de la figure 2 représente la charge imposée à la presse au cours d'une opération de cisaillage sans amortissement de chocs; la courbe Ll de la figure 3 représente la charge imposée à la presse avec le dispositif d'amortissement de chocs décrit dans le brevet précité; et la courbe L2 de cette dernière figure représente la charge imposée à la presse avec le dispositif

d'amortissement de chocs perfectionné selon l'invention.

Il convient de noter, en ce qui concerne les

courbes des graphiques des figures 2 et 3, que les inver-

sions des directions de ces courbes représentent des inver-

sions de charge et donc de vibrations, et que les chocs sont représentés par 1' acuité des changements de direction

des efforts.

Compte-tenu de ce qui précède, et en ce qui concerne le fonctionnement du dispositif d'amortissement de chocs décrit ci-dessus, les organes de la presse et du dispositif hydraulique sont dans les positions montrees sur la figure 1 avant une opération de cisaillage. La source

alimente en fluide hydraulique sous pression les cham-

bres 30 par l'intermédiaire de la conduite 42 d'écoulement, du canal étranglé 54 de la soupape 52 et des conduits 44 et 46 de branchement, et le fluide sous pression contenu

dans les chambres 30 repousse les pistons 28 vers le haut.

Lorsque le coulisseau 16 descend vers la table 14, les

doigts 34 entrent en contact avec les pistons 28 immédia-

tement avant l'entrée en contact des éléments 18 et 20 de cisaillage avec la matière à sectionner. La possibilité de réglage des doigts 34 permet d'ajuster ces derniers à cet effet. Une fois que les doigts sont en contact avec les pistons, la poursuite du mouvement de descente du coulisseau 16 fait descendre les pistons 28 dans les cylindres 26, refoulant le fluide hydraulique des chambres

dans les conduites 44 et 46 de branchement par l'inter-

médiaire des canaux 32 des cylindres. Ce fluide expulsé des chambres 30 revient vers la source 40 par le premier canal étranglé 54 de la soupape 52 et, étant donné que le clapet 48 de retenue s'oppose à tout retour du fluide vers la source 40, l'accumulateur 62 à basse pression reçoit le fluide de retour sous pression et l'emmagasine

pour le renvoyer vers les chambres 30 comme décrit ci-

après. Les doigts 34 sont réglés de manière à entrer en

contact avec les pistons 28 avant que les éléments de ci-

saillage entrent en contact avec la matière à sectionner, afin de mettre en oeuvre les ensembles à volume variable avant la percée de la matière, ce qui assure un déplacement

immédiat de la soupape 52 vers la droite, dans l'orienta-

tion de la figure 1, dès la percée de la matière. La vitesse du coulisseau à cet instant est un facteur connu dans une presse donnée, et le premier canal étranglé 54

de la soupape 52 est dimensionné en fonction de cette vi-

tesse afin qu'il se produise une chute minimale de pression

à travers la soupape, le rappel vers l'ouverture du res-

sort 58 étant suffisant pour maintenir la soupape 52 dans sa première position représentée sur la figure 1. La faible chute de pression et la section fixe du canal 54 permettent avantageusement l'établissement souhaité d'un écoulement de fluide à travers la soupape avant la percée sans que le fluide hydraulique impose une résistance au mouvement du coulisseau par suite d'une élévation de

pression dans les ensembles 24 à volume variable.

Comme mentionné précédemment, les éléments de cisaillage entrent en contact avec la matière à sectionner au début des tempsindiqués en abscisse sur les figures 2 et 3. Comme le montrent les courbes L, Ll et L2 de charge des figures 2 et 3, la presse passe alors d'une charge nulle à une charge maximale tandis que les éléments de cisaillage traversent la matière pendant la période

de déplacement du coulisseau jusqu'à la ligne 1 représen-

tant le point de percée de la matière. Il convient de

noter que cette mise en charge de la presse tend à s'oppo-

ser à la progression du coulisseau vers son point mort

bas, ce qui entraîne l'emmagasinage d'une énergie considé-

rable qui est relâchée à l'instant de la percée. Lors de la percée de la matière au point de la ligne 1, la charge est brusquement retirée de la presse et l'énergie emmagasinée par cette charge est appliquée au coulisseau ce qui provoque une accélération rapide de ce dernier

vers son point mort bas. En l'absence de tout amortisse-

ment de chocs du coulisseau à cet instant, le coulisseau est immédiatement accéléré vers le point mort bas, ce

qui applique un choc à la presse et fait rebondir le cou-

lisseau, entraînant l'application d'une série de charges positives et négatives à la presse, comme indiqué par la courbe L de la figure 2, lesquelles charges positives et négatives se prolongent pendant toute la durée demandée au coulisseau pour revenir au niveau de la percée, indiqué par la ligne 2 sur les graphiques. Cette application de charges est évidemment nuisible à la presse et à l'outillage et les forces des chocs et des vibrations, s'exerçant pendant la durée comprise entre les lignes 1 et 2 des graphiques, sont particulièrement nuisibles à l'outillage car ce dernier est en contact avec la pièce pendant cette période. Le dispositif d'amortissement de chocs selon l'invention tend à freiner avantageusement le mouvement du coulisseau vers le point mort bas après la percée de la matière afin d'éliminer les charges négatives et, de plus, il minimise les chocs- et les vibrations, ainsi que leurs durées, pendant la fin de l'opération de cisaillage

et le retour du coulisseau jusqu'au niveau de la percée.

A cet égard, comme représenté sur la figure 1, l'accélé-

ration du coulisseau, qui se produit au moment de la percée, est transmise aux pistonrs28, ce qui accélère brusquement le mouvement de ces derniers dans le sens de la diminution du volume des chambres 30. Ce mouvement brscsue accroît la vitesse à laquelle le fluide hydraulique s'écoule des chambres 30, de sorte que la soupape 52

est actionnée par l'intermédiaire du conduit 60 d'alimen-

tation et qu'elle est immédiatement déplacée vers la droite, dans l'orientation de la figure 1, pour amener le second canal étranglé 56 en alignement avec la conduite 42 d'écoulement. A cet égard, la section du canal 54 qui permet un écoulement de fluide avec une faible chute de pression à travers la soupape, avant la percée, comme indiqué précédemment, est en même temps suffisamment faible pour que la soupape réagisse immédiatement au brusque

accroissement de la vitesse d'écoulement du fluide à l'ins-.

tant de la percée.

Dans le dispositif décrit dans le brevet No 4 214 496 précité, le déplacement de la soupape sensible

à l'écoulement, de la manière décrite ci-dessus, à l'ins-

tant de la percée de la matière, provoque une obturation complète de la conduite 42 d'écoulement et empêche donc tout écoulement de fluide des chambres 30. Cette fermeture de la soupape provoque l'application, au coulisseau, d'une contre-charge par l'intermédiaire des chambres 30 et

cette contre-charge élimine les charges négatives appli-

quées à la presse, comme montré par la courbe Ll du graphi-

que de la figure 3 qui représente les charges appliquées à une presse avec le dispositif antérieur. La courbe Ll montre en même temps que des chocs et des vibrations importants continuent d'être appliqués à la presse tandis que le coulisseau passe par son point mort bas et revient au niveau de la percée, comme indiqué par la ligne 2 du graphique. Selon l'invention, le déplacement de la soupape 52 pour placer le canal étranglé 56 en alignement avec la conduite 42 d'écoulement permet un écoulement de fluide à travers la soupape à la suite de la percée, avec une chute de pression extrêmement élevée afin de dissiper

ensuite l'énergie d'amortissement dans les chambres 30.

Le fluide s'écoulant par le canal 56 arrive évidemment dans l'accumulateur 62 à basse pression. A la différence du dispositif antérieur, il apparaît, comme montré par la courbe L2 du graphique de la figure 3, que ce mouvement de la soupape 52 entraîne une élimination des charges négatives appliquées à la presse après la percée et, de plus, réduit sensiblement les chocs et les vibrations

qui se produisent après la percée dans le dispositif anté-

rieur. En particulier, ces chocs et vibrations sont réduits à zéro à l'instant indiqué par la ligne 3 de la figure 3, instant précédant nettement le retour du coulisseau au

niveau de la percée, indiqué par la ligne 2. Comme mention-

né précédemment, les courbes du graphique de la figure 3-sont basées sur des tracés réels d'oscilloscopes et la figure 3 montre que, immédiatement après la percée de la matière, la différence entre les charges appliquées à la presse équipée. du dispositif antérieur et celles

appliquées à la presse équipé du dispositif selon l'inven-

tion est indiscernable, tandis que la différence d'am-

plitude et de durée des chocs et des vibrations suivant la première inversion des charges de la presse est substantielle et nettement évidente. Il apparaît que le brusque changement de la pression du fluide dans le dis-

positif, en réponse au déplacement rapide de la soupape 52 vers sa seconde position, permet de maintenir la suppression des charges négatives de la presse comme dans le dispositif antérieur, le second canal étrangleur 56 de la soupape ayant une section suffisamment faible pour établir une chute de pression élevée à travers la soupape afin d'éviter la disparition de cette caractéristique tout en dissipant simultanément l'énergie d'amortissement à une vitesse qui entraîne une diminution des amplitudes et des durées des chocs et des forces de vibration imposés à la presse après la percée de la matière. Il apparaît évidemment que ces diminutions des charges et des forces de vibration entraînent une réduction considérable du

niveau de bruit pendant le fonctionnement de la presse.

Lors du mouvement de montée du coulisseau 16, la pression régnant dans le circuit repousse les pistons 28 vers le haut en se détendant, ce qui permet au ressort 58 de déplacer la soupape 52 vers la gauche, de sa seconde position vers sa première position montrée sur la figure 1. Lorsque la pression du fluide diminue, le fluide accumulé sous pression dans l'accumulateur 62 est libéré de manière à revenir par la soupape 52 dans les conduits 44 et 46 de branchement et dans les chambres 30 pour repousser complètement les pistons 28 vers leurs positions les plus hautes. Le groupe motopompe 38 peut être mis.en marche pour compenser toute fuite de fluide pouvant se produire

dans le circuit pendant le fonctionnement de la presse.

L'accumulateur 64 à haute pression est un dis-

positif de sécurité empêchant toute détérioration par suite d'une surcharge de la presse. Par exemple, s'il se produit une rupture telle que le coulisséau de la presse applique une haute pression au circuit hydraulique, entre les ensembles 24 à piston et cylindre et le clapet 48 de retenue, l'accumulateur 64 est sollicité de manière

à recevoir le fluide sous cette pression excessive.

La figure 4 représente une forme de réalisation du dispositif d'amortissement de chocs selon l'invention, ainsi qu'une soupape sensible à un écoulement, présentant

les caractéristiques de fonctionnement décrites ci-dessus.

Les éléments de cette forme de réalisation sont représentés comme étant associés à un plateau pouvant être monté sur une table de presse. En ce qui concerne la figure 4, le plateau 66 est destiné à être monté de manière amovible sur la table d'une presse (non représentée) et il supporte des ensembles à chambresà volume variable, destinés à recevoir un fluide et correspondant aux ensembles 24 de la figure 1, un seul de ces ensembles étant visible sur

la figure 4 et indiqué globalement en 68. Chacun des en-

sembles 68 comprend un cylindre 70 boulonné sur le plateau et un piston 72 qui peut exécuter un mouvement alternatif à l'intérieur du cylindre et qui comporte une tige 74 s'élevant verticalement de ce dernier. Il convient de noter

que les tiges 74 des pistons sont alignéeschacune axiale-

ment avec un organe correspondant de commande porté par le coulisseau de la presse (non représenté sur la figure 4)

comme montré sur la figure 1 pour les doigts 34 de com-

mande et les pistons 28 des ensembles 24 à chambres. Le plateau 66 présente un canal intérieur 76 relié à une source de fluide hydraulique (non représentée)et à un ensemble 68 à chambre à volume variable au moyen d'un canal 78. Il convient de noter que le canal 76 est

relié de la même manière au second ensemble à volume va-

riable monté sur le plateau, et que le canal 76 et le canal 78 de liaison correspondent aux conduits 44 et 46 de branchement de la figure 1. Le plateau présente en outre un canal 80 qui fait communiquer les canaux 76 et 78 et, par conséquent, les ensembles 68 à chambreSà volume variable avec d'autres canaux 82 et 84. Le canal 82 débouche dans un accumulateur 86 à haute pression et le canal 84 débouche

dans une soupape 88 sensible à un écoulement. L'accumu-

lateur 86 et la soupape 88 correspondent respectivement à l'accumulateur 64 et à la soupape 52 de la figure 1, et le canal 84 correspond à la conduite 60 d'écoulement

de la figure 1.

La soupape 88 comporte un corps 90 monté sur le plateau au moyen de boulons 91. Le corps 90 présente uncanal d'entrée 92 qui communique avec le canal 84 et

un canal 94 de décharge qui communique avec un accumula-

teur 96 de fluide à basse pression. L'accumulateur 96 est monté sur le corps 90 de la soupape au moyen de boulons 97 et il correspond à l'accumulateur 62 de la figure 1,

et le canal 94 de décharge correspond au conduit 42 d'écou-

lement de la figure 1. La soupape 88 sensible à un écoule-

ment comporte un obturateur 98 qui peut exécuter un mouve-

ment alternatif dans le corps 90, à l'intérieur d'un man-

chon 100 qui présente un siège 102 destiné à cet obturateur 98. Ce dernier se présente sous la forme d'un disque circulaire et plat, présentant un trou central 104, et il tend normalement à être éloigné du siège 102 par un ressort hélicoïdal 106 disposé entre la face aval de l'obturateur 98 et un bouchon 108 monté de manière amovible dans le corps. L'extrémité inférieure du manchon 100 présente un canal 112 de décharge qui constitue le premier canal étranglé de la soupape sensible à l'écoulement, comme décrit précédemment, et qui correspond au canal étranglé 54 de la soupape 52 de la figure 1. Le trou 104 traversant l'obturateur 98 constitue le second canal étranglé de la soupape et il correspond au second canal

étranglé 56 de la soupape 52 de la figure 1.

Ainsi qu'il ressort de la description de-la

figure 4, il apparaît que le canal 76 est destiné à être relié à une conduite d'écoulement provenant d'une source de fluide hydraulique sous pression telle que celle constituée par le groupe motopompe 38, la source 40, le clapet 48 de retenue et la soupape 50 de décharge du circuit représenté sur la figure 1. Il convient en outre de noter que l'écoulement du fluide provenant de la source pénètre dans les ensembles 68-à chambres à volume variable

par l'intermédiaire du canal 76, pénètre dans l'accumula-

teur 86 par le canal 82 et dans l'accumulateur 96 par

le canal 84, la soupape 88 et le canal 94. Au début d'une-

opération de cisaillage, les pistons 72 sont déplacés vers le bas par suite de l'entrée en contact des organes de commande, portés par le coulisseau de la presse, avec les tiges 74 des pistons, et le ressort 106 de la soupape 88 maintient l'obturateur 98 éloigné du siège 102 pour permettre au fluide de s'écouler à travers la soupape vers l'accumulateur 96 à basse pression, avec une première chute de pression qui est faible, avant la percée de la matière à cisailler. Lors de la percée de la matière et de l'accélération qui en résulte du coulisseau de la presse, les pistons 72 sont accélérés vers le bas dans les chambres 70 et l'accroissement de la vitesse d'écoulement du fluide qui en résulte dans le canal 92 d'entrée de la soupape 88 provoque la fermeture rapide de l'obturateur 98 contre le siège 102. A la suite de cette fermeture de l'obturateur 98 contre le siège 102, l'écoulement du fluide par le trou 104 produit une seconde chute de

249251? 7

pression, qui est élevée, à travers la soupape, cette chute de pression étant déterminée par la dimension du trou 104 et la vitesse du coulisseau. Cette seconde chute de pression est extrêmement élevée par rapport à la première chute de pression, de sorte que les chocs et les forces vibratoires sont davantage amortis pendant la fin du mouvement de descente du coulisseau vers la table de la presse. Sous l'effet du mouvement de montée exécuté ensuite par le coulisseau de la presse, le ressort 106 éloigne l'obturateur 98 du siège 102 et le fluide sous pression contenu dans l'accumulateur 96 revient à travers la soupape 88 pour recharger les ensembles 68 à chambres à volume variable en vue de l'opération suivante de coupe. Comme décrit pour le dispositif représenté sur la figure 1, l'accumulateur 84 à haute pression constitue

un dispositif de sécurité qui intervient en cas de sur-

charge de la presse risquant d'appliquer une pression anor-

malement élevée au circuit hydraulique.

Comme mentionné précédemment, les graphiques des figures 2 et 3 sont basés sur une presse de 100 tonnes, destinée à découper des flans métalliques et travaillant à une cadence de 185 coups par minute. Sur les graphiques des figures 2 et 3, les ordonnées indiquent la charge de la presse, en tonnes, et les abscisses indiquent les temps, en secondes. En ce qui concerne les caractéristiques de fonctionnement du dispositif décrit précédemment, donnant les résultats indiqués sur la figure 3, le coulisseau de la presse se déplace à une vitesse de 23 cm par seconde immédiatement avant l'entrée en contact de l'outil de découpage avec la pièce à sectionner et, par conséquent, au moment de l'entrée en contact des doigts de commande portés par le coulisseau, avec les pistons des ensembles à chambres variables. La soupape sensible à l'écoulement du fluide est analogue à la soupape 88 représentée sur la figure 4 et elle comporte un disque 98 d'un diamètre de 57,15 mm et un canal 112 situé au- dessous du siège et ayant un diamètre de 50,8 mm. Le trou 104 a un diamètre d'environ 11,1 à 12,7 mm, et le disque est écarté du 249231 Z Ji. à siège 102 par un ressort 106, dans la position montrée

sur la figure 4, d'une distance donnant au circuit d'écou-

lement traversant la soupape, dans cette dernière position, une section égale à environ quatre fois celle du circuit d'écoulement constitué dans la seconde position de la

soupape, tel que défini par la section de l'orifice 104.

Le dispositif d'amortissement de chocs est chargé à une pression d'environ 175 kPa, et la chute de pression se produisant en travers de la soupape, dans sa première position représentée sur la figure 4, à la vitesse précitée

du coulisseau de 23 cm par seconde, est d'environ.224 kPa.

Le ressort 106 de la soupape exerce une force de rappel qui tend à fermer le disque contre le siège 102 à une chute de pression, à travers la soupape, d'environ 490 kPa, et cette dernière chute de pression est atteinte lorsque la vitesse du coulisseau est d'environ 33 cm par

seconde. Par conséquent, il apparaît que la force du res-

sort maintient la soupape ouverte au moment de l'entrée en contact des doigts de commande avec les pistons des ensembles à chambresvariableset pendant la coupe de la matière par l'outillage de la presse. Au moment de la percée de la matière, la brusque libération du coulisseau porte la vitesse de ce dernier à environ 53 cm par seconde de sorte que la chute de pression de 490 kPa, à travers la soupape, est immédiatement dépassée et que le disque de la soupape est refermé contre le siège 102. Le temps de réponse de la soupape à ce moment est d'environ 0,001

seconde et cette fermeture rapide, comme indiqué précédem-

ment, entraîne une élimination des charges négatives appliquées à la presse après la percée. Au moment de la percée, le second canal étranglé constitué par l'orifice 104 de la soupape 88 établit à travers cette dernière une chute de pression pouvant atteindre 16 800 kPa. Cette dernière chute de pression diminue évidemment après la percée, car le coulisseau ralentit en approchant de son point mort bas. Il apparaît dans le même temps que le

second canal étranglé est de dimension fixe et que, conjoin-

tement avec le ralentissement du coulisseau, il amortit

249231 7

avantageusement la libération de l'énergie des cylindres d'amortissement pour réduire les chocs et les vibrations à zéro bien avant le mouvement de retour du coulisseau jusqu'au niveau de la percée, comme indiqué par la courbe L2 du graphique de la figure 3. Dans la forme préférée de réalisation, un rapport de 4:1 des sections d'écoulement à travers la soupape 88 permet d'obtenir la réponse rapide et l'amortissement de l'énergie, décrits ci-dessus, au

moyen desquels les résultats souhaités sont atteints.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, il apparait que les ensembles à volumes variables autres que des ensembles à piston et cylindre peuvent être utilisés et que, en ce qui concerne les ensembles à piston et cylindre, la disposition de ces derniers peut être inversée

afin que le cylindre soit déplacé sous l'action du cou-

lisseau de la presse.

249231?J i

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif hydraulique d'amortissement de chocs destiné à une presse (10) à découper comprenant un bâti (12) qui comporte une table (14) et qui supporte un coulisseau (16) à mouvement alternatif, la matière à découper étant disposée entre des éléments complémentaires (18, 20) de cisaillage portés par la table et le coulisseau, le dispositif d'amortissement étant caractérisé en ce qu'il comporte des ensembles (24) à chambres (30) à volume variable, destinés à recevoir un fluide hydraulique, disposés entre la table et le coulisseau, reliés à une

source (38) de fluide hydraulique sous pression et travail-

lant sous compression à la suite de la percée de la matière à cisailler par l'élément de cisaillage porté par le coulisseau, afin de tendre à s'opposer à l'accélération résultante du coulisseau, une soupape (52) sensible à l'écoulement d'un fluide, communiquant avec les ensembles à chambres afin de commander l'écoulement du fluide de ces ensembles, cette soupape pouvant prendre des première et seconde positions de commande d'écoulement et comprenant des premier et second éléments (54, 56) qui établissent

des canaux d'écoulement traversant la soupape respective-

ment dans ses première et seconde positions, chacun des canaux présentant une section fixe et la section du second canal étant sensiblement inférieure à celle du premier canal, un organe (58) tendant à ramener la soupape vers sa première position avant l'accélération du mouvement du coulisseau, cette soupape étant déplacée de sa première vers sa seconde position par l'écoulement du fluide des

ensembles à chambres par suite de l'accélération du mouve-

ment du coulisseau.

2. Dispositif d'amortissement de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de la section du premier canal à celle du second canal est d'environ 4:1, ledit organe tendant à rappeler la soupape vers sa première position pouvant-notamment être un ressort (58). 2492f 1Z

3. Dispositif d'amortissement de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape (88) comporte un corps (90) traversé par un canal d'écoulement de fluide qui présente des extrémités d'entrée et de sortie (92, 94), un siège (102) disposé dans le canal, entre lesdites extrémités, et un obturateur (98) logé dans le canal et pouvant être rapproché et éloigné du siège, cet obturateur, lorsque la soupape est dans sa première position, étant éloigné du siège vers ladite extrémité

d'entrée afin de former ledit premier canal et ledit obtu-

rateur portant contre le siège, dans la seconde position de la soupape, et présentant un élément (104) qui coopère avec le siège pour former ledit second canal lorsque l'obturateur porte contre le siège ledit organe tendant à rappeler la soupape vers sa première position comprenant

un ressort (106)qui tend à éloigner l'obturateur du siège.

4. Dispositif d'amortissement de chocs selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'obturateur porte de manière étanche contre le siège et en ce que l'élément qui coopère avec le siège pour former le second canal présenteun orifice (104) traversant l'obturateur, ledit organe tendant à éloigner l'obturateur du siège, pouvant notamment comprendre un ressort (106) de rappel

et le rapport de la section du circuit d'écoulement tra-

versant la soupape, lorsque l'obturateur est éloigné du siège, à la section dudit orifice traversant l'obturateur

pouvant notamment être de 4:1.

5. Dispositif d'amortissement de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier canal (54) et l'organe (58) de rappel permettent un écoulement de fluide à travers la soupape au-dessous d'une chute de pression donnée avant ladite accélération du coulisseau,

cette chute de pression étant dépassée lors de l'accéléra-

tion du coulisseau, de sorte que la soupape est déplacée vers sa seconde position et que le second canal (56) établit à travers la soupape une chute de pression, au moment de la percée, supérieure de plus de 30 fois à ladite

249231Z)4

chute de pression donnée.

6. Dispositif d'amortissement de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport des sections des premier et second canaux d'écoulement, la force de l'organe de rappel et la vitesse d'écoulement du

fluide desdits ensembles à chambres,à la suite de l'accélé-

ration du mouvement du coulisseau, provoquent un dépla-

cement de la soupape de sa première vers sa seconde posi-

tion environ 0,001 seconde après la percée de la matière.

7. Dispositif hydraulique d'amortissement de chocs destiné à une presse (10) à découper comprenant un bâti (12) qui comporte une table (14) et qui supporte un coulisseau (16) à mouvement alternatif, une matière à découper étant placée entre des éléments complémentaires (18, 20) de cisaillage portés par la table et le coulisseau, le dispositif comprenant des ensembles (24) à chambres

(30) à volume variable, destinés à recevoir un fluide hydrau-

lique, disposés entre la table et le coulisseau, reliés à une source (38) de fluide hydraulique sous pression

et communiquant avec une soupape (52) sensible à l'écoule-

ment d'un fluide et pouvant prendre une position d'ouverture et une seconde position par rapport au fluide s'écoulant de cette soupape, cette dernière étant déplacée de ladite position d'ouverture vers la seconde position par le fluide s'écoulant des ensembles à chambres afin qu'une chute de pression donnée soit établie à travers ladite

soupape, cette dernière étant dans ladite position d'ouver-

ture pendant le cisaillage de la matière et les ensembles

à chambres travaillant sous compression pendant le cisail-

lage afin de refouler le fluide à travers la soupape, au-dessous de ladite chute de pression donnée, ladite soupape étant déplacée de sa position d'ouverture vers la seconde position par le fluide s'écoulant des ensembles à chambres immédiatement après la percée de la matière, 33 afin de résister à l'écoulement du fluide des ensembles à chambres pour que ces derniers tendent eux-mêmes à résister à l'accélération du mouvement du coulisseau par suite de la percée, le dispositif étant caractérisé en ce 249231T i' que la soupape est traversée, dans sa seconde position, par un canal étranglé fixe (56) qui établit à travers ladite soupape une seconde chute de pression sensiblement

supérieure à ladite chute de pression donnée.

8. Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le rapport de la seconde chute de pression

à ladite chute de pression donnée est supérieur à 30:1.

9. Dispositif selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que la soupape (88) comporte un corps (90) traversé par un canal d'écoulement, un siège (102) disposé dans ce canal, un obturateur (98) qui peut prendre une première position éloignée du siège et une seconde position en contact avec le siège, un ressort (106) qui tend à rappeler l'obturateur vers sa première position, lesdites première et seconde positions de l'obturateur correspondant à ladite position d'ouverture et à ladite seconde position de la soupape, et le canal étranglé fixe étant constitué

par un orifice (104) qui traverse l'obturateur.

10. Dispositif selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que le siège et l'obturateur, lorsque ce dernier est dans sa première position,établissent, à travers la soupape, un circuit d'écoulement ayant une certaine section telle que le rapport de cette section à celle de

l'orifice est d'environ 4:1.