FR2704478A3 - Module porte-outil entraîné par une presse, notamment élément de matriçage entraîné par une presse. - Google Patents

Abstract

a) Module porte-outil entraîné par une presse, notamment élément de matriçage ou de cintrage entraîné par une presse. b) Module caractérisé en ce que le vérin de travail (K) comporte une chambre d'alimentation pour le fluide hydraulique (M) qui communique avec la chambre de refoulement (24) du vérin de force (K) lorsque le piston (23) est dans sa position de point mort haut alors que par ailleurs il est séparé de la chambre de refoulement (24) par une étanchéité haute pression.

Description

Module porte-outil entraîné par une presse, notamment élément de matriçage ou de cintrage entraîné par une presse
L'invention concerne un module porte-outil entraîné par une presse, notamment élément d'estampage ou de matriçage ou de cintrage entraîné par une presse, comportant un vérin de force dont un piston guidé de manière étanche en haute pression dans une chambre de refoulement et sollicité par le coulisseau de la presse par l'intermédiaire d'une tige de piston, coopère par un liquide hydraulique avec un vérin de travail équipé d'un outil
En principe, de tels modules porte-outil ont été conçus comme des modules de renvoi de force, purement mécaniques, comme ceux décrits par exemple dans le document publicitaire milfab de la Société Danly Deutschland
GmbH. Il comporte un coulisseau qui peut recevoir un outil par exemple un outil de matriçage ou de cintrage. Le coulisseau est monté coulissant dans une douille de guidage d'un corps de base. La direction de coulissement est donnée par la disposition de la douille de guidage et est horizontale. En parallèle au coulisseau on a soit à l'intérieur, soit à l'extérieur du corps de base, un ressort hélicoïdal couplé au coulisseau pour s'opposer au déplacement du coulisseau et servir de ressort de rappel. Le côté opposé à celui de l'outil du coulisseau est actionné par un levier basculant. Celui-ci est monté basculant sur le corps de base pour tre sollicité verticalement par le coulisseau de la presse. Le mouvement descendant du coulisseau de la pièce pendant la course motrice fait basculer le levier basculant autour de son axe et pousse ainsi vers l'avant le coulisseau porte-outil, dans la direction horizontale. A la fin de la phase de matriçage ou de cintrage, la course de retour du coulisseau de presse ainsi que le mouvement de rappel du coulisseau portant l'outil est assuré par le ressort de rappel. Le ressort de rappel est nécessaire car le coulisseau de la presse n'est pas relié solidairement au levier basculant. Bien plus, de manière générale, le coulisseau de presse n'a pas de contact avec le levier basculant au niveau de sa position de point mort haut.

De tels modules porte-outil se sont très développés car ils s'utilisent de manière universelle, sur toutes les presses usuelles. On les fixe à l'endroit voulu.

Pour cela le corps de base comporte différentes possibilités de fixation comme par exemple des perçages, des rainures à clavette ou des épaulements.

Néanmoins, ces dispositifs ont un certain nombre d'inconvénients. Ainsi, le levier basculant constituant l'organe de renvoi de force est soumis à une usure très forte car l'axe de basculement doit absorber des efforts très importants. Cela concerne les surfaces de glissement du levier basculant en contact avec le coulisseau de la presse et le coulisseau porte-outil. De tels modules porteoutil offrent également peu de souplesse quant à leur pos sibilité de placement dans le cas d'une disposition multiple car en général il n'y a qu'un levier basculant qui peut tre commandé par le coulisseau de la presse. C'est pourquoi il faut souvent des constructions compliquées pour actionner simultanément plusieurs outils à l'aide d'un seul levier basculant central. Lorsqu'on choisit une configuration géométrique, il faut en général la respecter et mme de légères modifications de la géométrie nécessitent la fabrication spéciale d'un nouveau module porte-outil.

Il est également déjà connu, par exemple selon le document DE-26 00 948 B2, d'utiliser un vérin hydraulique pour la mise en forme ; dans ce cas un piston de travail coulissant dans un cylindre porte un outil sur sa tige de piston. L'entraînement est assuré par un liquide hydraulique mis sous pression par une unité hydraulique distincte. De telles unités hydrauliques ne peuvent toutefois pas tre entraînées par une presse mais comportent en général des moteurs électriques. Pour créer de manière statique la pression nécessaire à la phase de matriçage ou de cintrage, il faut prévoir une puissance très importante. Cela n'est pas économique car la pression maximale nécessaire pour la--phase de travail n'est nécessaire que pendant une courte période c'est-à-dire qu'il faut l'appliquer de manière impulsionnelle. Ainsi, la publication connue propose une construction compliquée qui commande par un piston auxiliaire l'action d'une force intense, brutale, en libérant de l'énergie accumulée. Abstraction faite de la mise en oeuvre technique nécessaire à cela, une telle réalisation ne peut s'utiliser sur les presses connues mais nécessaire une transformation complète du poste de travail et de l'unité hydraulique.

Enfin, selon le document EP-0 251 796 A2, on connaît un module porte-outil entraîné par une presse et comportant un renvoi hydraulique de la force, constituant le point de départ de la présente invention. Ce dispositif comporte un vérin de force avec un piston à étanchéité haute pression guidé dans une chambre de refoulement dont la tige de piston est sollicitée par le coulisseau de la presse. Dans la chambre de refoulement et sous le piston il y a du fluide hydraulique qui communique par une conduite à fluide hydraulique ou un canal, avec le cylindre de travail pour coopérer.

Le vérin de travail comporte un piston coulissant axialement et dont la tige de piston traverse axialement le cylindre et porte l'outil par exemple un outil de matriçage. Pendant le mouvement de descente du piston du vérin de force, du fait de la force exercée par le coulisseau de la presse, le piston refoule du fluide hydraulique par la conduite et déplace ainsi le piston du vérin de travail y compris de l'outil de matriçage qu'il porte. Lorsque l'outil rencontre la pièce à matricer, le piston s'arrte tout d'abord dans son vérin et la pression monte dans le fluide hydraulique. La montée en pression se-poursuit jus qu'à ce que la force nécessaire au matriçage soit disponible et que l'outil puisse effectuer cette opération.

Immédiatement après cette opération, le coulisseau de piston inverse son mouvement pour que le piston décharge le cylindre de force et puisse revenir en position de repos (position de point mort haut). Pour cela il est prévu un ressort de compression agissant sur le piston du cylindre de travail pour reconduire le piston de ce cylindre de travail dans sa position de sortie et refouler ainsi le fluide hydraulique dans la chambre de refoulement du vérin de force et entraîner le piston du vérin de force.

Bien qu'une telle conception possède des propriétés très avantageuses, en particulier une grande souplesse quant à la disposition géométrique, elle n'a pu s'imposer en pratique, de manière étendue. Les raisons résident dans des problèmes de détail non encore résolus de manière satisfaisante, notamment ceux liés à la sécurité de fonctionnement et à l'entretien. Ainsi, le problème principal du module porte outil, connu, est que le système hydraulique est fermé et il n'est possible de compléter le fluide hydraulique qu'après démontage du piston du vérin de force pour compléter le fluide hydraulique jusqu'à un niveau de remplissage prédéterminé dans le vérin de force.

Les moyens à mettre en oeuvre sont importants et nécessi- tent en général non seulement l'arrt du module porte outil mais fréquemment aussi son démontage total. Une variante envisageable en principe consisterait à prévoir un branchement pour un autre vérin de travail, et qui ne serait pas utilisé à ce moment et serait fermé par un bouchon. Toutefois, dans ce cas, on rencontre la difficulté que du fait de la pression hydrostatique, lorsqu'on ouvrirait le bouchon, le liquide hydraulique sortirait immédiatement si bien qu'il faudrait assurer l'alimentation en liquide hydraulique en pression.

Dans le cas d'une perte par fuite, inévitable, le piston du vérin de force ne reviendrait plus dans sa position de repos mais conserverait une position plus basse.

Dans le cas d'une course déterminée, pré-réglée du coulisseau de presse, il n'est plus possible alors d'arriver au niveau de pression nécessaire pour la phase de matriçage.

De plus, en fonctionnement, le module porteoutil représente un danger important car en cas de blocage du piston du vérin de travail, par exemple pour le déplacement du bloc, la pression du fluide hydraulique augmente brutalement et dépasse la valeur maximale autorisée, prévue pour un fonctionnement normal. Cela peut conduire non seulement à un fort dommage ou mme la destruction du module porte-outil mais également à un risque pour l'utilisateur.

Le problème du grippage du bloc limite également les possibilités d'utilisation du module porte-outil car cela ne permet pas un certain nombre d'applications que l'on pourrait envisager pour ce module porte-outil. Il s'agit par exemple de l'estampage.

La présente invention a ainsi pour but de développer un module porte-outil correspondant au type défini ci-dessus et qui remédie aux inconvénients évoqués. En particulier il doit comporter un système hydraulique évitant dans une large mesure d'avoir à compléter le liquide hy draulique ou du moins de permettre cette opération sans difficulté.

A cet effet, l'invention concerne un module porte-outil entraîné par une presse caractérisé en ce que le vérin de travail comporte une chambre d'alimentation pour le fluide hydraulique qui communique avec la chambre de refoulement du vérin de force lorsque le piston est dans sa position de point mort haut alors que par ailleurs il est séparé de la chambre de refoulement par une étanchéité haute pression.

Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention :
-le vérin de force se compose d'une embase à laquelle est relié un bloc de guidage relié à l'embase, l'embase ayant un perçage cylindrique qui constitue pour l'essentiel la chambre de refoulement et qui porte dans sa zone supérieure, un joint annulaire haute pression, mis en appui radial contre le piston en forme de piston plongeur, lorsque celui-ci occupe une position différente de la position de point mort haut, et le bloc de guidage comporte un perçage cylindrique dont le diamètre est supérieur à celui du perçage cylindrique de l'embase pour qu'au-dessus de la chambre de refoulement et en communication avec celle-ci il y a la chambre d'alimentation du fluide hydraulique.

-le vérin de force comporte sur sa face fron- tale tournée vers le coulisseau de presse, une butée mécanique de hauteur réglable pour limiter la course du coulisseau de presse.

La présente invention repose sur l'idée fondamentale consistant à prévoir une chambre de réserve de liquide hydraulique dans le vérin de force et cela de manière à établir une liaison lorsque le piston occupe la position de point mort haut avec la chambre de refoulement du vérin de force alors que par ailleurs la chambre d'alimentation est fermée de manière étanche à la haute pression par rap port à la chambre de refoulement. Cela garantit qu'à chaque course du piston, du liquide hydraulique puisse passer automatiquement de la chambre d'alimentation à la chambre de refoulement et de la compléter d'éventuelles pertes par fuite. En position de point mort haut, le fluide hydraulique est à la pression ambiante ce qui permet également de compléter pratiquement dans des conditions ambiantes.

Lorsque le piston ne se trouve plus dans sa position de point mort haut, la liaison entre la chambre d'alimentation et la chambre de refoulement est coupée et est fermée de manière étanche à la haute pression si bien que pendant le cycle de travail, en général la chambre d'alimentation n'est plus en pression.

Des modes de réalisation préférentiels concernent l'augmentation de la sécurité de fonctionnement et la facilité de l'entretien du module porte-outil.

Notamment le vérin de force se compose d'une embase et d'un bloc de guidage relié à celle-ci. L'embase possède un alésage formant principalement la chambre de refoulement. Celle-ci remonte pour rejoindre en partie haute un perçage cylindrique de plus grand diamètre prévu dans le bloc de guidage. Le piston du vérin de force est un piston plongeur mis en appui contre un joint annulaire haute pression prévu dans la zone supérieure de la chambre de refoulement. Seulement en position de point mort haut, le piston est hors contact de l'installation de haute pression et libère ainsi la liaison entre la chambre d'alimentation et la chambre de refoulement. Dans cette position, du liquide hydraulique peut venir de la chambre d'alimentation et il s'établit pendant une courte durée, une colonne continue de liquide dans la chambre de refoulement et la chambre d'alimentation.

Le remplissage en complément à partir de la réserve de liquide hydraulique de la chambre d'alimentation est ainsi particulièrement simple s'il y a un perçage de compensation de pression équipé d'une soupape basse pression. Le remplissage en complément peut ainsi se faire mme pendant le fonctionnement car la construction ainsi décrite assure mme que la chambre d'alimentation soit en principe très en dessous des conditions environnantes.

Pour des raisons de sécurité contre le dépassement de la pression de fonctionnement maximale autorisée, on peut intégrer une soupape de sécurité au piston qui en cas de dépassement de la pression d'ouverture de la soupape permet de diminuer la pression par décharge de liquide hydraulique de la chambre de refoulement vers la chambre d'alimentation. Cela conduit non seulement à une simple mesure de sécurité mais peut également servir à à l'outil d'arriver intentionnellement sur le bloc comme cela est par exemple nécessaire pour une opération de matriçage.

Le liquide hydraulique qui déborde dans la chambre d'alimentation est de nouveau reconduit lors du passage suivant au point mort haut par le piston du vérin de force dans la chambre de refoulement si bien qu'au cours de la course de piston suivante, on dispose de la pression nécessaire suivant toute son amplitude. En mme temps on peut intégrer un ressort de rappel du piston du vérin de force pour permettre le retour dans la position de point mort haut quelles que soient les conditions de fonctionnement.

D'autres caractéristiques concernent l'amélioration du vérin de travail permettant une coopération optimale avec le vérin de force.

Notamment, selon un mode de réalisation préférentiel selon l'invention, un élément de ressort à gaz est intégré au vérin de travail comme ressort de rappel qui est intégré sans créer d'encombrement supplémentaire, dans la chambre du cylindre et le cas échéant à l'intérieur du piston et de la tige de piston. Dans certaines applications nécessitant des forces de rappel relativement faibles, on peut prévoir également un ressort hélicoïdal comme variante peu coûteuse.

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement et explicitant les différents détails.

-la figure 1 est une vue en coupe du module porte-outil, le coulisseau de presse étant à son point mort haut
-la figure 2 est une vue en coupe du module porte-outil, le coulisseau de presse étant à son point mort bas.

-la figure 3 est une vue en coupe agrandie du vérin de force.

Le module porte-outil se compose de deux parties, à savoir d'un vérin de travail A et d'un vérin de force K.

Le vérin de travail A se compose d'un corps de base 33 muni d'un alésage cylindrique. L'alésage cylindrique reçoit un piston de travail 10 coulissant. Une tige de piston 9 est fixée au piston de travail 10 et à son extrémité frontale elle comporte un outil 18 en forme de poin çon. La tige de piston 9 coulisse également dans une douille de palier il fermant le corps de base 33. La douille de guidage ou de palier 11 est vissée au corps de base 33. La douille de guidage 11 pénètre par son épaulement 34 à l'intérieur de l'alésage cylindrique du corps de base 33. Dans la zone de chevauchement, entre le corps de base 33 et la douille de palier 11, il y a un joint annulaire 35 dont le rôle sera explicité ultérieurement. La course de translation du piston de travail 10 est délimitée d'une part par l'appui frontal sur le corps de base 33 et d'autre part par l'appui contre l'épaulement 34 de la douille de palier 11. La distance entre ces deux positions de fin de course correspond à la course HA du piston de travail 10 et ainsi au déplacement maximum de l'outil 18.

Cela définit également la chambre de travail 22 comme segment axial de l'alésage du corps de base 33.

Le vérin de force K comprend un bloc de base 1 sur lequel est monté un bloc de guidage 2 vissé de manière étanche. Le bloc de guidage 2 possède un perçage traversant recevant la douille de glissement 27. La douille de glissement 27 assure le guidage d'une tige de piston 3 fixée à un piston plongeur 23. Le perçage recevant la tige de piston 3 rejoint à l'intérieur du bloc de guidage 2, un perçage cylindrique de plus grand diamètre muni d'un taraudage intérieur 36. Le taraudage 36 est en prise avec un filetage extérieur 37 prévu sur une bague à décrochement 38 tournée vers le haut, appartenant au bloc de base 1.

= Le bloc de base comporte un perçage cylindrique constituant pratiquement la chambre de refoulement 24 et rejoignant en partie haute le perçage cylindrique du bloc de guidage 2. Le diamètre du perçage cylindrique du bloc de guidage 2 est supérieur au diamètre extérieur du piston plongeur 23 si bien qu'il subsiste un volume annulaire 26 entre le piston plongeur 23 et le bloc de guidage 2. Au niveau de la bague à décrochement 36, le diamètre du perçage cylindrique correspond au diamètre du piston plongeur 23.

Le diamètre du perçage cylindrique augmente lé gèrement vers le bas dans l'embase 1 à la manière d'une partie en plongée. Dans cette partie débouche un perçage 25 reliant la chambre de refoulement 24 à la chambre de travail 22 du vérin de travail A. La chambre de refoulement 24, le perçage 25, la chambre de travail 22 ainsi que les parties de la chambre annulaire 23 sont remplis d'un liquide hydraulique M. Il s'agit d'une huile de viscosité moyenne.

Dans la position du piston plongeur 23 esquissée à la figure 1, la chambre annulaire 26 communique avec la chambre de refoulement 24 si bien qu'il y a une colonne de liquide, continue, entre la chambre de refoulement 24 et la chambre annulaire 26. Dans cette position, du liquide hydraulique M peut venir en complément à travers la soupape de remplissage 10 non représentée en détail. Pour faciliter l'opération de remplissage complémentaire, il est prévu un perçage de purge 30 débouchant dans la chambre de travail 22 ; ce perçage peut se fermer de manière étanche par une vis de purge 12. Du fait du remplissage, le niveau de liquide remonte dans le vérin de force jusqu'à ce que finalement toute la chambre annulaire 26 soit remplie et assure ainsi le rôle d'une chambre d'alimentation en liquide hydraulique M. Dans une position du piston de refoulement 23 différente de la pression, comme celle correspondant par exemple à la figure 2, la chambre d'alimentation 26 est séparée de la chambre de refoulement 24. Un joint annulaire de haute pression 4, logé dans la bague de décrochement 38 du bloc de base 1, assure cette fonction et entoure de manière étanche le piston plongeur 23.

Un élément de ressort à gaz est intégré au vérin de travail A. Pour cela on utilise le volume annulaire compris dans la direction radiale, entre la tige de piston 9 et l'alésage du vérin de travail A et dans la direction axiale, entre le piston de travail 10 et la douille de palier 11. Cette zone est rendue étanche au gaz par un joint d'étanchéité au gaz 6 sur le piston de travail 10 et un joint d'étanchéité au gaz 7 sur la douille de palier 11 assurant l'étanchéité au passage entre la tige de piston 9 et la douille de palier 11. En outre, le joint 35 évoqué cidessus assure l'étanchéité du passage entre le corps de base 33 et la douille de palier 11. Le volume annulaire 33 est rempli d'azote gazeux à haute pression. Le déplacement du vérin de travail 10 à partir de la position de repos représentée à la figure 1, vers la droite, diminue le volume annulaire 31 et comprime le gaz qui s'y trouve. Lorsque le piston de travail 10 est déchargé, le gaz se détend et re pousse le piston de travail 10 dans sa position de départ.

Pour limiter la montée en pression par le mouvement de coulissement, dans la chambre annulaire 31, on évide autant que possible l'intérieur du piston 10 et la tige de piston 9 pour obtenir la cavité commune 32 communiquant par un perçage 36 avec le volume annulaire 31. Ainsi, la cavité 32 et le perçage 16 sont également remplis de gaz. Par un dimensionnement approprié de la cavité, on réalise la caracéristique de ressort souhaitée. Cela permet une construction extrmement compacte car l'élément de ressort à gaz est complètement intégré à l'intérieur du vérin de travail A.

Le remplissage de gaz peut se faire ou tre complété le cas échéant par une soupape à gaz 8 non représentée en détail.

Le module porte-outil fonctionne de la manière suivante :
Le point de départ comme début d'un cycle de travail est représenté à la figure 1. Il s'agit ici d'une opération d'estampage consistant à estamper un trou dans une pièce 20. La pièce 20 est maintenue par une matrice 21 elle-mme fixée a une plaque d'appui 19.

Un coulisseau de presse 17 appartenant à une presse non représentée occupe sa position de point mort haut. L'outil 18 est en position rétractée, le piston de travail 10 étant appliqué à l'intérieur de l'alésage de cylindre du corps de base 33, frontalement, du fait de l'action de l'élément de ressort à gaz. Le fluide hydraulique M maintient pressé le piston de refoulement 23 contre l'épaulement du bloc de guidage 2. Le piston de refoulement 23 n'est pas en contact avec le joint annulaire haute pression 4 ce qui donne une colonne de liquide, continue, dans la chambre de refoulement 24 et la chambre d'alimentation 26.

Puis le coulisseau de presse 17 commence son mouvement de descente et rencontre la tige de piston 3. Au cours de la poursuite du mouvement de descente du coulisseau de presse 17, la tige de piston 3 force verticalement vers le bas le piston de refoulement 23. Après une courte course, celui-ci arrive en contact avec le joint annulaire haute pression 4 ce qui sépare de manière étanche la chambre de refoulement 24 de la chambre d'alimentation 26. Au cours de la suite de la montée en pression, le piston de travail 10 est tout d'abord déplacé vers la droite contre l'action de l'élément de ressort à gaz (selon les figures 1 et 2)). La montée en pression du fluide hydraulique M correspond tout d'abord à la plage basse pression car seul le piston de travail 10 exécute un mouvement de translation et positionne 1'outil 18.

Lorsque l'outil 18 rencontre la pièce 20, la pression augmente brutalement dans le fluide hydraulique M puisque le piston plongeur 23 est toujours enfoncé par le coulisseau de presse 17 mais le piston de travail 20 reste dans sa position du fait que l'outil 18 est appliqué contre la pièce 20. La pression continue d'augmenter jusqu'à ce que l'on atteigne la force nécessaire à l'estampage et l'outil traverse brutalement la matrice. La pénétration dans la matrice est limitée par la venue en appui du piston de travail contre l'épaulement annulaire 34 de la douille de palier 14. Cela correspond à la position représentée à la figure 2.

Le coulisseau de presse 17 se trouve dans sa position inférieure, c'est-à-dire son point mort bas et peut inverser son mouvement et remonter. Cela permet au piston de refoulement 23 de revenir dans sa position initiale. Comme la tige de piston 3 n'est pas reliée au coulisseau de presse 17, la course de retour du piston plongeur 23 est assurée par la course de retour du piston de travail 10. L'élément de ressort à gaz, intégré, assure cette fonction car du fait du déplacement du vérin de travail 10, cet élément a été comprimé et tend de nouveau à se détendre. Du fait de la détente, le piston de travail 10 est appliqué frontalement en appui contre l'alésage du corps de base 33 ce qui correspond de nouveau à la position représentée à la figure 1.

Sur la face frontale du bloc de guidage 2 il y a une butée mécanique 15 de course réglable pour le coulisseau de presse 17 servant ainsi au piston de refoulement 23. Cette butée doit éviter que le piston plongeur 23 ne pénètre accidentellement, trop profondément dans la chambre de refoulement 24 et augmente ainsi jusqu'à un niveau inacceptable la pression du fluide hydraulique M. Cela exclut pratiquement toutes les erreurs de manoeuvre.

Un perçage d'équilibrage de pression 29 débou- che par le haut dans la chambre d'alimentation 26 ; ce per çage est fermé par une soupape basse pression 13. La soupape basse pression 13 assure un équilibrage de la pression dans la mesure où la pression ou la dépression créée par la course du piston plongeur 23 dépasse des limites prédéterminées. Cette soupape évite également un remplissage excessif en liquide hydraulique M.

Sans gne pour le fonctionnement, il est possible d'avoir une disposition séparée dans l'espace entre le vérin de travail K et le cylindre de travail A, le perçage 25 étant alors remplacé par une conduite haute pression. Le vérin de force K peut tre relié à plusieurs vérins de travail A dont les conduites haute pression sont couplées soit séparément, soit par un accouplement multiple au vérin de force. En particulier, lorsqu'on utilise une conduite souple comme conduite haute pression, on peut réaliser un acces totalement libre et variable pour des configurations mises en forme.

Dans un cas pratique, on a défini les conditions de pression et de dimension suivantes :
Dans la position représentée à la figure 1, de l'huile de viscosité moyenne dans les conditions ambiantes se trouve dans la chambre de refoulement 24 et dans la chambre d'alimentation 26. De l'azote à l'état gazeux sous une pression de 100 bars se trouve dans l'élément de ressort à gaz. Pendant la phase de travail, la pression de l'huile augmente au maximum jusqu'à 400 bars et la pression dans l'élément de ressort à gaz atteint environ 140 bars.

La figure 3 montre à échelle agrandie le vérin de force K avec quelques variantes par rapport à la configuration décrite précédemment, en particulier pour augmenter l'étanchéité.

Le piston plongeur 23 comporte au moins une soupape de sécurité dans un perçage de débordement 44 traversant le piston plongeur 23 entre la chambre de refoulement 24 et la chambre d'alimentation 26. Le perçage de débordement 44 présente un segment axial allant en se ré trécissant suivant une forme conique pour recevoir une soupape conique 45. La soupape conique 45 est sollicitée par un ressort de compression 46 s'appuyant contre une bague de sécurité 47 en regard. Pendant le fonctionnement normal, la soupape conique 45 ferme de manière étanche le perçage de débordement 44 si bien que le fluide hydraulique M ne peut passer dans la chambre d'alimentation 26. Ce n'est qu'en dépassant la pression de fonctionnement maximale autorisée (selon l'exemple de réalisation il s'agit de 400 bars) que la soupape conique 45 se soulève et du liquide hydraulique
M passe de la chambre de refoulement 24 à travers le per çage de débordement 44 dans la chambre d'alimentation 26.

On arrive par exemple dans une telle situation lorsque le piston de travail 10 est bloqué prématurément ou que les forces de travail atteignent un niveau inacceptable. De plus, on peut avoir un grippage par exemple lorsqu'on estampe ou cintre, le piston plongeur 23 venant dans une position légèrement plus basse que celle théoriquement nécessaire. Ce dépassement du point mort bas théorique a l'avantage d'atteindre la position de blocage, de manière certaine mme pour des épaisseurs de matières significativement inférieures de la pièce usinée.

Pour un tel mode de fonctionnement (en variante de l'exemple de réalisation décrit précédemment) la pression maximale de fonctionnement, autorisée pour le fluide hydraulique M, est pratiquement dépassée à chaque course du piston plongeur 23 si bien que la soupape conique 45 se soulève brièvement et qu'une quantité, en général faible, de fluide hydraulique M, passe du perçage de débordement 44 dans la chambre d'alimentation 26. Etant donné la conception du vérin de force K selon l'invention, la perte en liquide hydraulique M qui s'établit ainsi tout d'abord se compense automatiquement dès que le piston plongeur 23 arrive dans sa position de point mort haut (voir figure 1) et que du liquide hydraulique M peut revenir sans pression car dans cette position, le piston plongeur 23 est hors de contact du joint annulaire haute pression 4 et libère la liaison entre la chambre de refoulement 24 et la chambre d'alimentation 26.

De plus, entre l'embase 1 et le piston plongeur 23, on a un ressort de rappel 41 qui repousse le piston plongeu du liquide hydraulique M peut revenir de la chambre d'alimentation 26.

L'avantage de la structure de soupape ainsi décrite réside dans sa construction extrmement simple, permettant une intégration dans le piston plongeur 23 en gagnant de l'encombrement, sans augmenter le volume constructif. Suivant le cas, on peut prévoir plusieurs telles soupapes et dans l'exemple de réalisation de la figure 3 on a deux soupapes de sécurité, en regard sur un cercle.

L'embase 1 représentée à la figure 3 possède deux perçages 25 situés en regard et comportant chaque fois un filetage 25a. Ils permettent ainsi de brancher plusieurs vérins de travail A couplés par exemple par des conduites haute pression souples (non représentées ici). Il est éga- lement possible de prévoir d'autres perçages 25 pour réali- ser un module porte-pièce offrant la plus grande souplesse possible d'utilisation. Les perçages 25 non utilisés peuvent tre fermés de manière étanche par un bouchon fileté.

L'exemple de réalisation de la figure 3 donne également d'autres détails. C'est ainsi que dans le bloc de guidage 2 au-dessus de la douille de glissement 27 il y a un joint annulaire 40 pour assurer l'étanchéité de la tige de piston 3 par rapport au bloc de guidage 2. Le joint 40 est important notamment si le passage sur le bloc, décrit précédemment, doit se réaliser par un léger dépassement du point mort bas, car dans ce cas la soupape de surpression est périodiquement sollicitée et peut créer pendant une courte période une surpression dans la chambre d'alimentation 26. La montée en pression a la nature d'un coup de bélier dont l'effet n'est toutefois pas trop intense étant donné le volume relativement important de la chambre d'alimentation 26 mais qui nécessite néanmoins une étanchéité particulière. La compensation se fait à chaque course du piston plongeur 23 lorsque celui-ci arrive à son point mort haut car dans cette position il permet la commu nication entre la chambre d'alimentation 26 et la chambre de refoulement 24.

Le vissage entre l'embase 1 et le bloc de guidage 2 est rendu étanche par un joint annulaire 48 ce qui évite à cet endroit toute perte accidentelle de liquide hydraulique M.

Enfin, la vue de la figure 3 montre l'orifice de remplissage 39 qui reçoit la soupape basse pression 13 décrite précédemment.

La mise en oeuvre du concept de la figure 3 supprime la butée 15 mécanique réglable en hauteur car mme en cas de pénétration accidentelle du piston plongeur 23, la pression du fluide hydraulique M ne peut dépasser la valeur maximale autorisée par la soupape de sécurité.

LISTE DES REFERENCES DES FIGURES 1 embase 2 bloc de guidage 3 tige de piston 4 joint annulaire haute pression 5 joint annulaire haute pression 6 joint à gaz 7 joint à gaz 8 soupape à gaz 9'tige de piston 10 piston de travail 11 douille de palier 12 vis de purge 13 soupape basse pression 14 soupape de remplissage 15 butée 16 perçage 17 coulisseau de presse 18 outil 19 support d'appui 20 pièce 21 matrice 22 chambre de travail 23 piston plongeur 24 chambre de refoulement 25 perçage, conduite haute pression 25a filetage 26 chambre d'alimentation 27 douille de glissement 28 face frontale 29 perçage d'équilibrage de pression 30 perçage de purge 31 chambre annulaire 32 cavité 33 corps de base 34 épaulement 35 joint annulaire 36 filetage intérieur 37 filetage extérieur 38 bague à décrochement 39 orifice de remplissage 40 joint annulaire 41 ressort de rappel 42 perçage formant logement 43 perçage formant logement 44 canal de débordement 45 soupape en forme de cône 46 ressort de compression 47 bague de fixation 48 joint annulaire d'étanchéité
A vérin de travail
G gaz
K vérin de force
M fluide hydraulique
HA course du piston de travail HR course du piston plongeur

Claims (22)

1 ) Module porte outil entraîné par une presse, notamment élément d'estampage ou de matriçage ou de cintrage entraîné par une presse, comportant un vérin de force dont un piston guidé de manière étanche en haute pression dans une chambre de refoulement et sollicité par le coulisseau de la presse par l'intermédiaire d'une tige de piston, coopère par un liquide hydraulique avec un vérin de travail équipé d'un outil, module caractérisé en ce que le vérin de travail (K) comporte une chambre d'alimentation (26) pour le fluide hydraulique (M) qui communique avec la chambre ; refoulement (24) du vérin de force (K) lorsque le piston (23) est dans sa position de point mort haut alors que par ailleurs il est séparé de la chambre de refoulement (24) par une étanchéité haute pression.

REVENDICATIONS

2 ) Module porte outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin de force (K) se compose d'une embase (1) à laquelle est relié un bloc de guidage (2) relié à l'embase (1), 1'embase (1) ayant un perçage cylindrique qui constitue pour l'essentiel la chambre de refoulement (24) et qui porte dans sa zone supérieure, un joint annulaire haute pression (4), mis en appui radial contre le piston (23) en forme de piston plongeur, lorsque celui-ci occupe une position différente de la position de point mort haut, et le bloc de guidage (2) comporte un per çage cylindrique dont le diamètre est supérieur à celui du perçage cylindrique de l'embase (1) pour qu'au-dessus de la chambre de refoulement (24) et en communication avec celleci il y a la chambre d'alimentation (26) du fluide hydraulique (M).

3 ) Module porte outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bloc de guidage (2) comporte une douille de glissement (27) pour guider la tige de piston (3).

4 ) Module porte outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin de force (K) comporte sur sa face frontale (28) tournée vers le coulisseau de presse (17), une butée mécanique (15) de hauteur réglable pour limiter la course du coulisseau de presse (17).

5 ) Module porte outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un ressort de rappel (41) pour le piston (23).

6 ) Module porte outil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort de rappel (41) est un ressort de compression logé dans la chambre de refoulement (24) et s'appuyant entre le piston (23) et l'embase (1).

7 ) Module porte outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par au moins une soupape de sécurité (44-47) destinée à libérer un canal de débordement (44) vers la chambre d'alimentation (26) lorsque la pression du liquide hydraulique (M) dans la chambre de refoulement (24) dépasse un niveau de pression maximum autorisé.

8 ) Module porte outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le canal de débordement (44) traverse axialement le piston (23) et comporte un segment axial de forme conique formant le siège pour une soupape conique (45) sollicitée par un ressort de compression (46).

9 ) Module porte outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort de compression (46) est maintenu par une rondelle de fixation (47).

10 ) Module porte outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un perçage d'équilibrage de pression (29) débouche dans la chambre d'alimentation (26), par le haut, ce perçage de compensation étant muni d'une soupape basse pression (13).

11 ) Module porte outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil (18) est associé à un piston de travail (10) actionné par du liquide hydraulique, ce piston étant logé dans la chambre de travail (22) d'un vérin de travail (A).

12 ) Module porte outil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un perçage de purge (30) débouche par le dessus dans la chambre de travail (22), ce perçage pouvant se fermer de manière étanche par une vis de purge.

13 ) Module porte outil selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que du côté de l'outil, le per çage cylindrique du vérin de travail (A) est fermé par une douille de palier (11) dans la tige de piston (9).

14 ) Module porte outil selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé par un élément de ressort de rappel pour le piston de travail (10).

15 ) Module porte outil selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que l'élément de ressort de rappel est un élément de ressort à gaz.

16 ) Module porte outil selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément de ressort à gaz est constitué par une chambre annulaire (31) remplie de gaz (G) qui se trouve dans la direction radiale entre la tige de piston (9) et le perçage cylindrique du vérin de travail (A) et dans la direction axiale, entre le piston de travail (10) et la douille de palier (11).

17 ) Module porte outil selon la revendication 16, caractérisé en ce que la chambre annulaire (31) est reliée par un perçage (15) prévu dans le piston de travail (10) ou dans la tige de piston (31), ce perçage communiquant avec une cavité creuse (31), commune, prévue dans le piston de travail (10) et dans la tige de piston (9).

18 ) Module porte outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin de force (K) et le vérin de travail (A) forment un ensemble indissociable.

19 ) Module porte outil selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le vérin de force (K) et le vérin de travail (A) constituent des unités qui se manipulent séparément et sont reliées par une conduite haute pression, distincte.

20 ) Module porte outil selon la revendication 19, caractérisé en ce que la conduite haute pression séparée est un tuyau flexible.

21 ) Module porte outil selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que le vérin de travail (K) est couplé simultanément à plusieurs vérins de travail (A).

22 ) Module porte outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige de piston (9) comporte un dispositif de changement rapide pour recevoir l'outil (18).