Fig. 7. Principe de raccordement
Actionnement a) Moyens de pression
Pour maintenir les têtes de blocage en position ouverte, on peut se servir – à condition d’une conception adéquate du dispositif – de moyens hydrauliques ou pneumatiques.
b) Actionnement par soupape à 3/2 voies
Dans la plupart des cas, la solution représentée ci-dessus sera choisie. En régime normal, la soupape à 3/2 voies sera commandée électriquement pour maintenir la tête de blocage en position ouverte.
Dans tous les autres états de service, comme pannes de courant, arrêt d’urgence, etc., la tête de blocage sera déclenchée et bloquera ou freinera la tige. De même, la tige sera arrêtée en cas de rupture du tuyau d’alimentation. Si nécessaire, la soupape peut aussi être déclenchée par un limiteur de vitesse. La tête de blocage servira alors de frein de sécurité.
c) Remarques
Si la pression (P) n’est pas suffisamment constante (par exemple, « chute » de pression au début d’un mouvement de descente), on recommande d’installer un clapet anti-retour dans la conduite « p » de la soupape. Si des bruits de choc se produisent au moment du desserrage de la tête de blocage, par suite de pression excessive, ces bruits peuvent être supprimés par l’installation, dans la conduite « p », d’un clapet d’étranglement.
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piloté, ou autre système équivalent. Une valve de pression, un réducteur de pression ou autre système dont l’ouverture est sen- sible à la pression de la chambre inférieure du vérin ne peuvent pas être considérés comme des clapets de pied.
7.2.2 Caractéristiques d’un clapet de pied de vérin normalement fermé
Un clapet du type normalement fermé est un clapet pour lequel :
- au repos, c’est-à-dire en l’absence de toute pression ou débit hydraulique, un ressort plaque le clapet sur son siège,
- la pression, engendrée par l’effet de la masse de l’équipage mobile dans le volume retenu de la chambre du vérin, assure le maintien en position fermée de ce clapet, de façon sensiblement proportionnelle à la force à retenir.
Le système peut être amélioré par la mise en place, dans l’ordre suivant de préférence, de l’une des trois dispositions suivantes : - contrôle du changement d’état du ou des clapets au niveau du circuit hydraulique principal qu’ils établissent ou interrompent, - contrôle par une mesure de pression, si elle est significative du déplacement, - contrôle du changement d’état de leurs cir- cuits de pilotage.
7.2.3 Liaison entre le vérin et le clapet de pied
Le clapet de pied doit être installé au plus près du vérin, si possible flasqué sur celui-ci, par l’intermédiaire d’un bloc foré placé sur le vérin. En cas d’impossibilité, il pourra être relié par l’intermédiaire d’une tuyauterie parachute à simple effet(1)). Ce dispositif
doit agir en n’importe quel point de la course sur la tige du vérin principal ou sur une ou plusieurs colonnes additionnelles mécaniquement solidaires du plateau et du coulisseau.
Il est à noter que si l’on bloque au niveau des colonnes, on assure la sécurité en cas de rupture de l’attelage vérin/plateau. Remarque : ce dispositif doit être utilisé uni- quement comme maintien en position du coulisseau une fois qu’il est arrêté, mais ne doit pas être utilisé comme moyen d’arrêt du coulisseau lorsqu’il est en mouvement.
7.2 Clapet de pied
Dans la mesure du possible, chaque presse hydraulique doit être équipée d’un clapet de pied de vérin participant au maintien à l’ar- rêt du coulisseau. Pour les machines en ser- vice qui n’en sont pas équipées, les para- graphes suivants décrivent, suivant les cas, la marche à suivre pour leur rénovation.
7.2.1 Définition d’un clapet de pied de vérin
Dans un circuit hydraulique de presse, le cla- pet de pied de vérin est un composant spé- cialement prévu pour maintenir le coulisseau en position d’arrêt sur les presses à coulis- seau descendant. Il est placé en série avec la section inférieure du vérin de la presse, avec les composants qui gèrent le sens du mouvement du coulisseau et, le cas échéant, ceux qui gèrent la petite vitesse. Il faut pri- vilégier l’utilisation de clapet de pied de vérin normalement fermé.
Le clapet du pied de vérin est un composant « tout ou rien », tel qu’un clapet anti-retour
(1) Pour plus de précisions sur cette application, voir
courte et rigide dont les extrémités seront munies de brides ou raccordées par soudure. Pour cette partie d’installation, les raccords à olive ou bagues coupantes sont à exclure.
Lorsqu’il est techniquement impossible de faire autrement, le raccordement côté vérin de la liaison vérin-clapet de pied peut être effectué par vissage.
EXEMPLES DE SOLUTIONS HYDRAULIQUES
Prescriptions :
Clapet anti-retour piloté (fig. 8)
L’ouverture du clapet anti-retour piloté ne doit pouvoir être obtenue que si l’on fournit la pres- sion de fluide de pilotage préconisée par le constructeur dudit clapet.
Pour que le clapet anti-retour placé en pied de vérin se ferme, il faut que la pression de pilotage tombe à 0. Lorsque ce pilotage est généré par le fluide de la chambre opposée du vérin, il est indispensable que le distributeur de commande de ce vérin soit un distributeur à centre ouvert avec, dans cette position, un retour direct de cette chambre de vérin à la bâche.
Remarque : le pilotage du clapet de pied peut être réalisé par une source de pression différente de l’alimentation du vérin.
Clapet logique piloté à la fermeture (fig. 9) Par conception, le clapet logique piloté est main- tenu fermé par apport d’énergie hydraulique, généralement par un distributeur.
Le clapet logique et son distributeur de pilotage doivent être flasqués, soit directement, soit par l’intermédiaire d’un bloc foré (pas de tuyauterie intermédiaire).
Des dispositions doivent être prises afin d’éviter que ce distributeur de pilotage ne se désolida- rise de l’ensemble sur lequel il est fixé.
7.2.4 Exemple de montage d’un clapet de pied normalement fermé
Fig. 8.
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- il n’existe pas de tuyauterie entre le vérin et sa distribution fonctionnelle (ensemble monobloc vérin et distribution),
- il n’est pas possible de déplacer cette dis- tribution (fixation par soudage, par exemple), - quelquefois la pompe et la distribution ne peuvent pas être dissociées.
Dans ce cas, l’arrêt du coulisseau n’est obtenu que par un seul élément de retenue, l’organe de coupure fonctionnelle. La défaillance de cet élément ne permet plus d’arrêter le mouvement de descente du cou- lisseau et met en cause la sécurité de l’opé- rateur lors des opérations de charge- ment/déchargement, de réglage ou lors de la sollicitation d’un dispositif de protection. Il convient donc d’adopter l’une des solu- tions prévues au paragraphe 2.2.2 (a ou b). Le choix technologique des composants lié
à leur montage et à leur pilotage doit être tel que seul l’apport d’énergie électrique au niveau de l’électro-distributeur de pilotage du clapet de pied puisse provoquer son ouverture.
Le fonctionnement de cet électro-distributeur doit, si possible, être contrôlé lors de chacun de ses changements d’état.
7.2.5 Particularités des presses à vérins multiples (figure 10)
7.2.6 Machines sur lesquelles il est impos- sible d’installer un clapet de pied
Sur certaines presses hydrauliques, l’instal- lation d’un clapet de pied est techniquement impossible, car :
Fig. 10.
Lorsqu’il y a des vérins d’approche et des vérins de travail (figure ci-contre), seuls les premiers doivent être moteurs pendant la phase d’approche.
Deux vérins d’approche A et B (gavage pendant toute la phase de fermeture de l’outil).
Un vérin de travail C (gavage pendant la phase d’approche, puis apport d’énergie pendant la phase de travail).
7.3 Impossibilité de mettre en œuvre
le principe de redondance
dans la partie supérieure du vérin
Lorsqu’il n’est raisonnablement pas possible de disposer en amont du vérin de deux éléments de coupure, l’élément qui se trouve seul doit être autocontrôlé, soit naturellement (remontée du coulisseau impossible, par exemple), soit par disposition technique ajoutée afin d’em- pêcher tout nouveau cycle de fonctionnement.
Attention, dans ce cas, la défaillance de
l’élément qui se trouve seul entraînera un prolongement du mouvement dangereux en vitesse résiduelle très basse, au lieu d’un arrêt immédiat, pour le seul cycle considéré si le clapet de décharge est correctement choisi et réglé (voir § 6.6.2).
En cas de défaillance de l’élément 1 : Lors d’une commande d’arrêt, l’élément de retenue 2 assure correctement sa fonction, mais le vérin reste en pression dans sa par- tie amont et un arrêt complet ne peut pas être obtenu car l’huile en pression dans la partie aval va s’évacuer lentement par le clapet de décharge 4.
Une vitesse résiduelle très basse sera obte- nue si le clapet de décharge est correcte- ment choisi et réglé.
Dans le cas présent, l’autocontrôle de l’élé- ment unique 1 est naturel car, en cas de défaillance, il empêche la remontée du cou- lisseau.
Dans le cas contraire, il faudrait que cet élé- ment soit autocontrôlé (monitoring).
EXEMPLES DE SOLUTIONS HYDRAULIQUES
Fig. 11. Exemple de circuit hydraulique composé de deux éléments de retenue (1 et 2) dans la partie aval du vérin et d’un élément unique de mise en pression (1) en amont du vérin.
commande des parties supérieure et infé- rieure du vérin.
8.2 Presses commandées
par distributeurs à effet
proportionnel ou par servo-valves
Tout arrêt de sécurité (arrêt d’urgence ou arrêt contrôlé) doit se terminer par la cou- pure de l’alimentation en énergie des solé- noïdes concernés.
Les distributeurs à effet proportionnel ou les servo-valves doivent être considérés comme les organes de coupure fonctionnelle d’un schéma hydraulique classique. À ce titre, les
mêmes techniques de redondance des élé- ments de retenue et de mise en pression doi- vent s’appliquer.
8.1 Presses commandées
majoritairement
par clapets logiques
Ce cas se rencontre généralement sur des presses dont les débits de fluide hydraulique sont supérieurs à 150 l/mn.
Dans ces types de configuration, la ferme- ture des clapets logiques « hydrauliques » est toujours effectuée par apport d’éner- gie/pression « hydraulique » au niveau de leur pilotage.
Il y a donc lieu de s’assurer :
- d’une part, de la disponibilité permanente de cet apport d’énergie de pilotage (source, non-rupture des liaisons, etc.),
- d’autre part, qu’il y a toujours utilisation des principes de redondance pour la