Brevet FR2007730A1 — publié le 19700109

Là présente invention est relative à un dispositif de forgeage de dégrossissage continu de pièces à usiner- en forme de "barres, qui comporte, de préférence, au moins deux ensembles de forgeage munis de masses frappantes ou marteaux en forme de 5 "bielles, orientés radialement par rapport à l'axe de la pièce à usiner, dénommée ci-après "piècen, entraînés chacun par un arbre d'excentrique et coulissant dans un guide tournant. Dans les dispositifs connus de ce type, lés arbres d'excentrique sont orientés perpendiculairement à l'axe de la 10 pièce et les axes de rotation des guides parallèlement aux arbres d'excentrique, c'est-à-dire également perpendiculairement à l'axe de la pièce. Les marteaux agencés en forme de bielles exécutent par conséquent, outre le mouvement d'avance en direction de la pièce, encore un mouvement de rotation ou de pivote-15 ment, correspondant à l'orientation longitudinale de la pièce, autour des axes de rotation des guides de sorte que la pièce subit non seulement une réduction de section, mais est également avancée par les marteaux. En disposant plusieurs ensembles de forgeage l'un derrière l'autre, il est possible d'obtenir des ré-20 ductions de section importantes et de remplacer un train de laminoir avec réduction de la consommation d'énergie et des frais d'investissement. Du fait que les axes des arbres d'excentrique sont situés dans un plan normal à l'axe de la pièce, on doit cependant prévoir pour l'entraînement desdits arbres des mécanis-25 mes à pignons coniques ou de renvoi d'angle qui, notamment lorsqu'un ensemble de forgeage doit comporter plus de deux marteaux, sont d'une construction relativement compliquée et coûteuse. L'entraînement en commun de deux ou plusieurs ensembles de forgeage est difficile et on rencontre l'inconvénient supplémentaire que 30 si l'avance de la pièce peut évidemment être réglée par un choix approprié de l'excentricité, qui peut être modifiée en agissait sur les rapports des leviers agissait sur les marteaux et sur la vitesse de rotation des arbres d'excentrique, il est impossible de modifier l'avance en cours de marche alors que cette opération 35 est souvent nécessaire. On connaît également des machines de forgeage dont les marteaux sont réalisés sous forme de crosses comportant un coulis-seau cylindrique, entourant l'excentrique de l'arbre correspondant, déplaçable perpendiculairement à l'axe du marteau et maintenu 69 11624 2 2007730 dans des coquilles, de formes correspondantes, et dont les arbres d'excentrique sont disposés parallèlement à l'axe, de *la pièce. Dans ce cas, les marteaux sont cependant montés dans des guides radiaux fixes du bâti de la machine et ils exécutent, ainsi seule-5 ment des mouvements d'avance dans le sens radial-de la pièce, mais aucun mouvement de rotation. Il est par conséquent nécessaire de prévoir tin dispositif d'avance additionnel, indépendamment du fait que les marteaux ne peuvent pas suivre les mouvements d'allongement de la pièce en cas d'une forte réduction de 10 section. . L'invention a pour but-de remédier aux inconvénients précités et elle concerne xm dispositif de forgeage de dégrossissage continu de pièces en forme de barres * qui permet de réduire considérablement les frais de construction du mécanisme d'entraî-15 nement des marteaux, d'assurer l'avance nécessaire de la pièce à l'aide des marteaux et de modifier l'avance de la pièce en cours de marche. Dans un dispositif du type précité, le problème posé est résolu selon l'invention en ce que les axes des arbres d'ex-20 centrique sont disposés, d'une manière connue, parallèlement à l'axe de la pièce tandis que les axes de rotation des guides sont orientés, comme cela est également connu, perpendiculairement à l'axe de la pièce et en ce que le mouvement radial d'avance des marteaux est combiné à un mouvement de rotation alternati-23 ve autour de l'axe de rotation -des guides, de préférence avec une amplitude variable. Du fait que les axes des arbres d'excentrique sont orientés parallèlement à 1?axe de la pièce, on peut utiliser pour l'entraînement des arbres d'excentrique de simples, engrenages droits de sorte qu'on obtient une construction relati-30 vemènt" simple permettant d'incorporer facilement à chaque ensemble de forgeage plusieurs marteaux. Du fait que lés marteaux sont montés dans des guides tournants et que les axes de rotation dé ces guides sont orientés perpendiculairement à l'axe de la pièce, il est également possible de transmettre aux marteaux un 35 mouvement additionnel de rotation dans des plans-passant par l'axé de la pièce en vue d'obtenir l'avance désirée de la pièce. 69 11624 5 2007730 Ce mouvement de rotation ne peut évidemment pas être assuré par l'entraînement par excentrique des marteaux agencés en forme de bielles et il est nécessaire de prévoir un mécanisme d'entraînement additionnel qui offre cependant l'avantage de permettre sans 5 difficulté particulière une modification de l'avance en cours de marche. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, pour produire le mouvement de rotation, une "broche d'entraînement déplaçable suivant un mouvement de va-et-vient 10 en fonction de la rotation de l'arbre d'excentrique,disposée parallèlement à cet arbre à une certaine distance du guide, et sur laquelle s'accroche le marteau, auquel cas les marteaux sont agencés d'une manière connue sous forme de crosses comportant un coulisseau cylindrique, entourant l'excentrique, déplaçable 15 perpendiculairement à l'axe du marteau et maintenu dans des coquilles de forme correspondante. Les marteaux ne doivent exécuter aucun mouvement de rotation dans le plan normal à l'axe de la pièce ou de l'arbre d'excentrique, du fait que, d'une part, ils sont accrochés sur la broche d'entraînement et que, d'autre 20 part, ils sont maintenus en deux endroits par leur montage dans le guide, ce qui exclut un mouvement dans le plan précité. L'agencement des marteaux sous forme de crosses offre la possibilité d'entraîner les marteaux à partir des arbres d'excentrique sans que ces marteaux exécutent des mouvements perpendiculaires aux 25 arbres. Grâce au mouvement de va-et-vient des broches d'entraînement, les marteaux sont, par contre, déplacés de façon oscillante dans les plans radiaux déterminés par les axes des arbres d'excentrique et l'axe de la pièce, la forme cylindrique des coulisseaux permettant un mouvement de pivotement des marteaux 30 dans la plage d'excentrement, ce mouvement de pivotement étant cependant" contre-balancé par un léger mouvement axial de l'excentrique. Le mouvement alternatif d'avance de la broche d'entraînement peut être assuré de différentes manières. Il est cepen-35 dant particulièrement avantageux de munir la broche d'entraînement, dont la rotation est empêchée par le marteau, d'un filetage sur lequel est vissé un écrou qui est relié de façon articulée par l'intermédiaire d'un bras de manivelle et d'une 11624 4- 2007730 biellette ou organe similaire à une crosse tournante dont le coulisseau entoure un autre excentrique prévu, sur l'arbre d'excentrique de sorte que le bras de manivelle, la biellette et la crosse constituent une articulation en parallélogramme. Du fait 5 de l'excentrique supplémentaire prévu sur l'arbre excentrique, la crosse qui constitue l'un des leviers de l'articulation en parallélogramme exécute un mouvement de pivotement alternatif. Le bras de manivelle pivote de la même manière et assure ainsi un mouvement de rotation alternative de 1'écrou, qui produit à 10 son tour le mouvement de va-et-vient désiré de la broche d'entraînement ou similaire, ce qui procure l'avantage que l'entraînement de la broche soit produit directement par l'arbre d'excentrique et qu'on soit ainsi assuré d'éliminer d'autres organes d'entraînement, ou bien d'obtenir la relation appropriée entre 15 le mouvement de la broche d'entraînement et la rotation des arbres d'excentrique. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les crosses assurant le mouvement des broches d'entraînement sont articulées sur un anneau de réglage tournant d'un bloc au-20 tour de l'axe de la pièce. Lorsque cet anneau est tourné dans une direction ou dans l'autre, la position des crosses par rapport aux excentriques supplémentaires prévus sur les arbres est modifiée, c'est-à-dire que les coulisseaux exécutent leur mouvement d'avance, engendrés par les excentriques, dans une autre 25 zone des crosses, ce qui modifie ainsi le rapport des leviers agissant sur les crosses et, par conséquent, leur amplitude de pivotement. Cette amplitude de pivotement est cependant liée directement à l'angle de rotation des écrous sur les broches d'entraînement et par conséquent à la course d'avance de ces 30 broches, de sorte qu'il est possible, à l'aide de l'anneau de réglage, de modifier l'amplitude de pivotement des marteaux et par suite l'avance de la pièce, ce réglage pouvant être facilement exécuté pendant le mouvement des marteaux, c'est-à-dire pendant la marche de la machine. 35 Les marteaux sont maintenus en position sur les bro ches d'entraînement dans leurs deux sens d'avancement par interposition de cales élastiques. De cette manière, on peut compenser des différences entre le mouvement de pivotement des marteaux 11624 5 2007730 et le mouvement d'avance ou de dégrossissage de la pièce, et de ce fait empêcher des détériorations de la pièce ou de parties du dispositif qui risqueraient autrement de se produire. .Du fait que, selon l'invention, les arbres d'excentri-5 ques sont parallèles à l'axe de la pièce» il est possible d'interposer entre deux ensembles de forgeage un mécanisme de transmission commun se composant d'engrenages droits engrenant l'un avec l'autre et répartis sur un cercle autour de l'axe de pièce, de manière à entraîner de préférence alternativement un arbre d* 10 excentrique des ensembles de forgeage ; l'un des engrenages est entraîné par un moteur, le cas échéant par l'intermédiaire dé pignons intercalaires, ce qui permet d'obtenir un double ensemble de forgeage relativement simple et comportant un grand nombre de marteaux. Il est évidemment possible de relier par brides 15 les deux ensembles au carter du mécanisme de transmission intermédiaire. D'autre part, l'invention s'étend également au cas où le dispositif se compose d'un seul ensemble de forgeage et du mécanisme de transmission associé. Les caractéristiques de l'invention ressortiront mieux 20 de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés dans lesquels : La fig. 1 est une vue en coupe suivant I-I de la fig. 4 d'une partie d'un dispositif de forgeage de dégrossissage continu se composant de deux ensembles. 25 La fig. 2 est une vue en coupe suivant II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe suivant III-III de la fig. 1» La fig. 4 est une vue de face, à échelle réduite, de 30 l'ensemble du dispositif. La fig. 5 est une vue en plan du dispositif. Le dispositif se compose de deux ensembles de forgeage A, B à peu près idèntiques, disposés symétriquement et coaxialement et reliés par brides au carter d'un mécanisme de transmission 35 commun C prévu entre eux. Chaque ensemble de forgeage comporte six marteaux 1 qui sont entraînés par des arbres d'excentrique 2 répartis à intervalles angulaires égaux autour de l'axe de la pièce coïncidant avec l'axe principal du dispositif et orientés 11624 6 2007730 parallèlement à cet axe. Les arbres d'excentrique de l'ensemble de forgeage A sont décalés angulairement de 30° par rapport à ceux de l'ensemble B de sorte que le mécanisme de transmission C comporte au total douze engrenages 3, 4- répartis sur un cercle 5 commun, en prise les uns avec les autres, les engrenages 3 assurant l'entraînement des arbres d'excentrique 2 de l'ensemble A et les engrenages 4 l'entraînement des arbres d'excentrique 2 de l'ensemble B. L'entraînement général est assuré par un moteur 5 par l'intermédiaire de pignons intercalaires 6, 7« Dans chaque 10 ensemble, les excentriques 8 sont agencés de manière qu'à chaque fois trois marteaux décalés de 120° exécutent simultanément un forgeage, tandis que les marteaux intermédiaires sont écartés de la pièce. Les marteaux 1 sont disposés radialement à l'axe de la 15 pièce ou à l'axe principal de la machine et sont réalisés sous forme de crosses (fig. 3) comportant un coulisseau cylindrique 9 entourant l'excentrique 8, déplaçable perpendiculairement à l'axe du marteau et maintenu dans des coquilles 10 de forme correspondante. En outre, les marteaux en forme de bielles peuvent 20 coulisser dans des guides 11 tournants qui ont une forme extérieure sphérique de manière à pouvoir tourner dans toutes les directions et, en particulier, autour d'un axe orienté perpendiculairement à l'axe de la pièce ou à l'axe principal de la machine. Extérieurement, les-marteaux prolongés au-delà de la crosse for-25 ment une fourche 12 qui entoure une broche d'entraînement 13 déplaçable alternativement dans une direction parallèle aux axes des arbres d'excentrique 2. La fourche 12 s'appuie sur la broche d'entraînement 13 dans les deux sens de déplacement de cette broche par l'intermédiaire de rondelles Belleville 14. Lorsque 30 la broche d'entraînement 13 est déplacée suivant un mouvement de va-et-vient, le marteau 1 pivote alternativement autour de l'axe de rotation passant par le centre de la sphère du guide 11, perpendiculairement à l'axe de la pièce ou à l'axe principal de la machine, en transmettant ainsi à la pièce le mouvement d'avan-35 ce désiré dans le sens de la flèche. Ce mouvement de pivotement est superposé au mouvement d'avance radiale des martèaux provoqué par l'excentrique 8o 11624 7 2007730 Le "broche d'entraînement 13 est munie d'un filetage 15 sur lequel est vissé un écrou 16 en deux partieso Cet écrou est solidaire du moyeu 17 d'un "bras de manivelle 18 qui est lui-même articulé par l'intermédiaire d'une biellette 19 sur une crosse 20 5 (fig» 2). Le coulisseau 21 de cette crosse 20 entoure un excentrique 22 additionnel prévu sur l'arbre d'excentrique 2. Toutes les crosses 20 sont articulées sur un anneau de réglage 23 commun pouvant tourner autour de l'axe de la pièce ou l'axe principal de la machine. 10 La fig. 2 montre que le bras de manivelle 18, la biel lette 19 et la crosse 20 forment une articulation en parallélogramme, la crosse 20 exécutant lors de la rotation de l'arbre d'excentrique 2 un mouvement de pivotement qui est transmis par l'intermédiaire de la biellette 19, du bras de manivelle 18 et 15 de son moyeu 17 à 1'écrou 16. Le mouvement alternatif de rotation de l'écrou provoque un mouvement alternatif de translation de la broche d'entraînement 13, qui est empêchée de tourner par la fourche 12 du marteau. Lorsque l'anneau de réglage 23 est tourné, la position de la crosse 20 par rapport à l'excentrique 22 addi-20 tionael de l'arbre d'excentrique 2 varie et, par conséquent, la plage de translation du coulisseau 21 est décalée dans la crosse 20, ce qui entraîne une modification du rapport des leviers agissant sur la crosse 20 et, par suite, une modification de l'amplitude de pivotement correspondante lorsque l'excentricité reste 25 constante. La variation de l'amplitude de pivotement provoque également une variation de la course d'avance de la broche d'entraînement 13 et enfin de la course d'avance de la pièce. Le réglage est obligatoirement identique pour les six marteaux du fait qu'il est assuré par l'anneau 23 commun. 30 L'arbre d'excentrique 2 de chacun des trois marteaux 1 qui assurent simultanément le forgeage de la pièce ou qui s'écartent de celle-ci, est monté de façon excentrée dans un carter de réglage 24 tournant. Par suite de ce positionnement excentré de l'arbre dans le carter de réglage 24, ce dernier aurait tendance 35 à tourner sous l'effet de la force de réaction exercée en cours de forgeage, mais il en est empêché par un piston 26 coulissant dans un cylindre 25, sollicité hydrauliquement et dont la tige 27 est articulée sur le carter 24 (fig. 3). Ainsi, il est possible 11624 8 2007730 de mesurer hydrauliquement la pression de forgeage ou la force de réaction et, en cas de dépassement d'une limite prédéterminée, d'indiquer la condition de surcharge par un signal d'avertissement. En cas de panne de courant, les marteaux 1 bloqués contre 5 la pièce sont dégagés de la pièce par relâchement de la pression hydraulique dans le cylindre 25. La position désirée du carter de réglage 24 est déterminée par une butée 28 qui est déplacée par l'intermédiaire d'un mécanisme à vis sans fin 29 à l'aide d'un volant 30. Par réglage de cette butée 28, il est également 10 possible de régler les dimensions de pièce désirées ou de contrôler les réductions de section. Â cet effet, on ne modifie le réglage de course que d'un seul de trois marteaux, mais, dans le cas où on utilise trois marteaux et où on effectue une réduction cylindrique de section de la pièce par forgeage, il suffit de 15 modifier la position d'un des marteaux pour faire varier le diamètre de la pièce. Le décalage résultant de l'axe de la pièce par rapport à la position théorique est faible et négligeable. Le changement de position de l'arbre d'excentrique 2, résultant de la rotation du carter de réglage 24, par rapport à l'engrena-20 ge droit 4 est rendu possible ou compensé par un accouplement 31 de construction connue. Il va de soi que le dispositif n'a été décrit et représenté qu'à titre purement explicatif, nulement limitatif, et que diverses modifications de détail pourraient être apportées 25 à la forme de réalisation indiquée sans sortir pour cela du domaine de 1'«invention tel que défini dans les revendications qui suivent. 69 11624 9 2007730 BEVEHUICATIOKS 1. Dispositif de forgeage de dégrossissage de pièces à usiner en forme de "barres, se composant, de préférence, d'au 5 moins deux ensembles de forgeage comportant des marteaux réalisés en forme de bielles,, orientés radialement par rapport à l'axe de la pièce, entraînés chacun par un arbre d'excentrique et coulissant dans un guide tournant, dispositif caractérisé par le fait que les axes des arbres d'excentrique sont orientés d'une 10 manière connue parallèlement à l'axe de la pièce tandis que les axes de rotation des guides sont orientés, comme cela est également connu, perpendiculairement à l'axe de la pièce et par le fait que le mouvement d'avance radiale des marteaux est à chaque fois superposé à un mouvement de pivotement alternatif autour 15 de l'axe de rotation des guides, de préférence avec une amplitude variable. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour assurer le mouvement de pivotement, il est prévu pour chaque marteau une broche d'entraînement animée d'un 20 mouvement de va-et-vient en fonction de la rotation de l'arbre d' excentrique, disposée parallèlement à cet arbre à une certaine distance du guide et s'accrochant sur le marteau, les marteaux étant agencés d'une manière connue sous forme de crosses associées à Tin coulisseau cylindrique entourant l'excentrique, dépla-25 çable perpendiculairement à l'axe du marteau et maintenu dans des coquilles de formes correspondantes. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la broche d'entraînement, empêchée de tourner par le marteau correspondant, est munie d'un filetage sur 30 lequel est vissé un écrou qui est relié de façon articulée, par l'intermédiaire d'un bras de manivelle et d'une biellette ou similaire, à une crosse tournante dont le coulisseau entoure un autre excentrique monté sur l'arbre d'excentrique de manière que le bras de manivelle, la biellette et la crosse forment une ar-35 ticulation en parallélogramme. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les crosses sont articulées, en vue d'entraîner les broches, sur un anneau de réglage commun et monté de façon à tourner autour de l'axe de la pièce. 11624 10 2007730 5» Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que les marteaux sont maintenus en position sur les broches d'entraînement dans leurs deux sens de déplacement à l'aide de cales élastiques. 5 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que deux ensembles de forgeage comportent un mécanisme de transmission.commun interposé entre eux et comprenant des engrenages droits en prise, répartis sur un cercle autour de l'axe de la pièce et entraînant, de préférence 10 alternativement, un arbre d'excentrique de l'un ou l'autre ensemble, l'un de ces engrenages étant entraîné par un moteur, le cas échéant par l'intermédiaire de pignons intercalaires.