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(11) | EP 0 130 890 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Vérin multiplicateur de pression |
| (57) Ce vérin comprend, dans ce boîtier (1) divisé par une cloison (la) en deux compartiments,
le compartiment antérieur pneumatique (1b) et le compartiment postérieur hydraulique
(1c), dans chacun desquels coulissent des pistons solidaires en déplacement respectivement
(2 et 6), le piston arrière (6) divisant le compartiment arrière (1c) en deux volumes
(V1 et V2), le compartiment antérieur (1 b) pouvant être alimenté par trois entrées
de fluide (P1-P2-P3), (P1) étant placé à l'avant du boîtier de manière à faire reculer
au maximum les pistons (2 et 6), (P2) placé au voisinage de la cloison (1a) assurant
le mouvement inversé, alors que l'entrée (P3),située entre (P1) et (P2) déplace un
piston (4) dont la queue (5) sert de tiroir à un distributeur ouvrant ou fermant le
passage entre les volumes (V1 et V2). Ce multiplicateur de pression trouve en particulier application dans les presses. |
[0001] L'invention se rapporte à un vérin pneumatique du type comportant des moyens hydrauliques multiplicateurs de puissance, ce vérin étant plus particulièrement applicable dans les différentes presses.
[0002] L'US - A - 3 410 089 délivré à SNITGEN, enseigne un vérin de ce type général comportant trois pistons indépendants les uns des autres actionnés par un circuit pneumatique réversible grâce à deux entrées/sorties.
[0003] Le fait que le répartiteur des volumes hydrauliques se trouve placé à l'avant de l'appareil fait que les courses "approche" et "travail" sont de même sens ; il s'ensuit un fonctionnement plus lent rendant difficile des rendements élevés. Par ailleurs, la position antérieure de ce répartiteur fait que les pistons sont de faible diamètre et que forcément la multiplication se trouve moindre.
[0004] Les mêmes inconvénients se retrouvent dans le dispositif décrit au US - A - 3 276 206 dans lequel les mouvements approche/travail sont aussi de même sens et un répartiteur également placé à la partie antérieure.
[0006] On remarque en outre que le rappel en arrière s'effectue en deux temps, le rappel total ne pouvant s'effectuer qu'après ouverture des canaux de communication entre les deux volumes hydrauliques du répartiteur, d'où à nouveau,cadences possibles plus faibles.
[0007] Le vérin objet de la présente invention se propose de remédier à ces divers inconvénients en vue d'obtenir les rapports de puissance et de cadence les plus élevés possibles.
[0008] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent, faites en regard des dessins sur lesquels :
- les figures 1, 2 et 3 montrent la position des éléments respectivement dans les positions - repos - course rapide d'approche - course de travail haute pression -.
[0009] Comme on le voit sur ces figures, le vérin multiplicateur de pression objet de l'invention comprend divers pistons disposés dans un boîtier 1 divisé par une cloison 1A en deux compartiments 1B et 1C.
[0010] La paroi du boîtier 1 sert de cylindre aux deux pistons extrêmes dépendants 2 et 6, le premier étant solidaire de la tige de poussée 20, le dernier étant le piston de puissance hydraulique.
[0011] Le piston 2 placé dans le compartiment 1B se prolonge par une jupe 2a solidaire de la queue 3 du piston de puissance 6 (haute pression hydraulique).
[0012] L'alésage de cette jupe 2a sert de cylindre à un piston 4 solidaire d'une queue 5. Ce piston 4 qui est le piston de haute pression pneumatique peut donc se déplacer dans l'espace compris entre le piston 2 et l'extrémité antérieure de la queue 3.
[0014] Dans le compartiment 1C faisant fonction de répartiteur se déplace le piston de puissance hydraulique 6 qui le divise en deux zones ou volumes Vl et V2. Ce dernier communique avec l'extrémité 3b de l'alésage 3a.
[0015] Par des canaux obliques 12, le volume V1 communique avec ce même alésage ; ce passage est ouvert ou fermé selon la position relative de la tige 5 dans cet alésage 3a.
[0016] La queue 3 coulisse par rapport au piston compensateur 7 délimitant le volume V1 et maintenue écartée de la cloison la par des ressorts tels que 10.
[0017] Les entrées de fluide sous pression (en principe de l'air) Pl-P2-P3 sont disposées comme il sera indiqué plus loin dans le compartiment 1B.
[0019] Quand on admet le fluide par Pl, P2 et P3 se trouvant à l'air libre, le piston 2 recule, entraînant la jupe 2a, le piston 4, sa tige 5, la queue 3, le piston 6, le volume V1 s'agrandit au détriment du volume V2 dont le fluide hydraulique passe en Vl par l'alésage 3b et les canaux 12.
[0021] P2 se situe à la partie postérieure du compartiment 1B au niveau de la cloison la et distribue alors le fluide en direction de la jupe 2a et partant de la tête de la queue 3, qui lui est solidaire.
[0022] L'admission par P2 met Pl à l'air libre, le fluide agit sur la jupe 2a et la queue 3, ce qui fait avancer l'ensemble 2, 3 et 6, avec pour effet d'amener la tige 20 en butée ou presque avec la pièce à travailler, le piston 4 et la tige 5 restant en état.
[0023] Si l'on maintient la pression en P2, mais que l'on l'admet en P3, l'ensemble 2-2a 3-6 atteint l'avancée maximale de contact avec la pièce à travailler, mais le piston 4 et sa tige 5 reculent, ce qui ferme les canaux 12 enfermant le fluide hydraulique dans le volume V2.
[0024] La pression en P2, outre son action sur 2-2a 3-6, agit sur le piston 7 dont le recul produit une pression sur le fluide hydraulique de Vl, le forçant à passer par les canalisations 12 en direction de 3a vers V2 pour accélérer le mouvement d'avancée dû à P2.
[0025] Le joint haute pression 17 empêche le fluide hydraulique de revenir dans l'alésage 3a et partant dans le volume V2.
[0026] La pression développée sur la face postérieure du piston 6 est multipliée par le rapport existant entre la section du piston 4 et la section de la queue 5.
[0027] Si la surface du piston 4 est de 58 cm2 et celle de la queue 5 de 2,27 cm2, le rapport multiplicateur est alors de
.
[0029] Si la surface du piston 6 est de 84,71 cm2, la pression répartie sur celui-ci sera de :
84,71 cm2 x 127,5 = 10.800 Kg.
[0030] Le pilotage du dispositif qui vient d'être décrit peut s'effectuer au moyen de distributeurs D1-D2, par exemple du type à tiroir.
[0031] Pour la phase initiale pendant laquelle l'air est introduit en Pl, l'opérateur met le distributeur Dl en position telle que ledit air en sort par Dla (P2 et P3 sont alors à l'échappement).
[0032] Pour la phase d'approche rapide pour laquelle l'air est introduit en P2, le distributeur Dl est mis dans la position correspondant à la sortie Dlb. Celle-ci alimente non seulement P2 mais aussi le pressos,tat PS (Pl est alors à l'échappement).
[0033] Pour la course de travail, l'air est introduit par P3. La pression est maintenue sur P2 donc sur le pressostat PS ; c'est cette pression qui actionne le tiroir du distributeur D2 permettant la sortie de l'air par D2a qui aboutit à P3.
[0034] Le rappel du tiroir du distributeur Dl par relâchement différentiel de la commande initiale remet la pression sur Pl, c'est-à-dire provoque le recul maximal de 2-2a 3 et 5, étant fait observer que le recul de 4 et la tige 5 permet de débloquer simultanément le fluide hydraulique des volumes VI - V2 libérant le rappel en arrière de la tige 20 et des pièces solidaires.
[0035] Bien entendu, le dispositif est pourvu de purges telles que 12 et 13 permettant d'éliminer l'air enfermé.
[0036] Le fonctionnement est le suivant :
1) Recul des pistons en position repos
L'air est admis en Pl ; il repousse vers l'arrière le piston 2 et sa jupe 2a, la tête 3 et le piston hydraulique 6.
[0037] Simultanément, cet air traverse la jupe 2a et accède à l'intérieur de la chambre limitée par 2 et 3 et à l'arrière du piston 4.
[0038] Le recul de l'ensemble 2-2a 3-6 rapproche le piston 7 de la cloison la et comprime les ressorts 10.
2) Avance rapide
[0039] La pression d'air en P1 est supprimée, ce qui vide la chambre 1B et celle comprise entre 2 et 3 ; l'air sous pression est admis en P2. L'ensemble 2-2a 3 et 6 avance, le piston 4 et la tige 5 restent à l'état, ce qui permet à la tige 5 de libérer les canaux 12, permettant au fluide hydraulique, poussé par le piston 7 agissant sous l'effet des ressorts 10, de passer de V1 en V2 par 3a et 3b, d'où compensation.
3) Course Travail
[0040] La pression P2 est maintenue et la pression P3 est introduite au niveau de la jupe 2a ; il entre dans la chambre située en 2 et 3, repousse le piston 4 et la tige 5 vers l'arrière, ce qui ferme la communication entre V1 et V2 par le joint haute pression 17 et chasse le volume d'huile de l'alésage central 3a en direction de V2, provoquant la réaction du fluide hydraulique sur le fond 8, ce qui se traduit par une haute pression sur le piston 6, celle-ci étant transmise aux autres éléments qui lui sont solidaires, c'est-à-dire 3 - 2a - 2 et la tige de poussée 20.
1.- Vérin pneumatique du type comportant des moyens hydrauliques multiplicateurs de
puissance comportant des pistons coulissant dans un boîtier général (1) formant cylindre,
pourvu de plusieurs entrées de fluide pneumatique et d'une cloison (la) divisant ce
boitier en deux compartiments (IB et 1C), caractérisé en ce que les pistons pneumatiques
sont entièrement contenus dans le compartiment antérieur (lB) alors que le piston
hydraulique de puissance (6) se déplace dans le compartiment (1C) à la manière d'un
répartiteur en le divisant en deux volumes variables (V1 et V2) selon sa position.
2.- Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compartiment pneumatique
(1B) est alimenté par trois circuits aboutissant à trois entrées (Pl - P2 - P3), Pl
étant près de l'extrémité antérieure du boitier (1), P2 se situant près de la cloison
(la) et P3 entre Pl et P2.
3.- Vérin pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compartiment
antérieur (1B) sert de cylindre au piston de course d'avance rapide (2) solidaire
de la tige de pression (20), le dit piston (2) se poursuit en direction de l'arrière
par une jupe (2a) solidaire de la queue (3) du piston de puissance (6), la dite jupe
(2a) servant de cylindre au piston de haute pression pneumatique (4) dont la tige
(5) coulisse dans l'alésage central (3a) de l'ensemble (3-6).
4.- Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alésage central (3a) débouche
d'une part dans le volume externe (V2) et peut-être en communication avec le volume
(VI) par des canaux (12) pratiqués dans la queue (3) près du piston (6) pour une certaine
position de la tige-tiroir (5).
5.- Vérin selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la queue
(3) portant le piston (6) coulisse par rapport à un piston placé dans le volume (VI)
à proximité de la cloison (la) dont il est séparé par l'action d'un ressort de compression
(10).
6.- Vérin selon l'une des revendications précédentes et comportant des distributeurs
placés dans les circuits d'alimentation commandant le déplacement des pistons, caractérisé
en ce que les circuits aboutissant à (Pl et P2) sont dépendants de la position du
tiroir d'un premier distributeur (Dl) ; le circuit de (P2) agissant sur un pressostat
(PS) qui agit à son tour, lorsque les conditions de pression requises sont atteintes
sur le distributeur (D2) permettant l'alimentation (P3).
7.- Vérin selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'entrée (P3) est placée
de manière à faire reculer le piston de haute pression pneumatique (4), alors que
le circuit de P2 appliqué au piston d'avance rapide (2) fait avancer ce dernier piston.