Brevet FR2003162A1 — publié le 19691107

05710. 1 2003162 La présente invention se rapporte à un dispositif de formage de pièces initialement cylindriques par décharge à étincelle sous l'eau d'une batterie de condensateurs, entre les électrodes d'un éclateur amorcé à l'aide d'un fil d'amorçage. 5 Pour le formage à grande vitesse de pièces métalliques par décharge à étincelle sous l'eau, on décharge une batterie de condensateurs sur un éclateur se trouvant dans un liquide, par exemple dans l'eau. La décharge à étincelle entre les électrodes de l'éclateur produit une colonne de vapeur se trouvant sous haute pression,, 10 La colonne de vapeur qui se propage fait passer des ondes de pression sous la forme d'ondes de choc à travers le liquide. Ces ondes atteignent la pièce et la déforment (Revue "Werkstatt und Betrieb", 96ème année, 1963, fascicule n° 5, pages 297 à 305). Sans le cas où l'intensité du champ électrique formé dans 15 l'éclateur lors du branchement de la batterie de condensateurs chargée à la tension de travail est suffisamment importante pour assurer l'amorçage, un fil d'amorçage entre les électrodes n'sst pas nécessaire. D'une manière usuelle, on utilise cependant un fil d'amorçage également pour ces cas, car cela permet d'améliorer l'homo-20 généité et la reproductibilité du "canal d'étincelle'1. Toutefois, des essais d'optimisation ont démontré que le rendement du formage est toujours abaissé par l'utilisation d'un fil d'amorçage, comparativement à une décharge libre. Des conditions tout à fait différentes se présentent lors 25 du formage de pièces initialement cylindriques par décharge à étincelle sous l'eau dans le cas où l'on doit choisir des écarte-ments si importants entre les électrodes qu'une décharge libre ne peut plus s*établir et que l'amorçage ne peut être assuré qu'à l'aide d'un fil d'amorçage. Pour ces cas, la littérature spéciali-30 sée (A.SD Intérim Report 7-844 (IT), janvier 1962, "Capacitor Discharge Métal Forming") indique des "diamètres optimaux" du fil d'amorçage, permettant d'obtenir le rendement le plus élevé. Ce Hliamètre optimal" du fil dépend de la tension et des paramètres électriques de la batterie de condensateurs et doit par conséquent 35 être déterminé de nouveau en cas de variations de ces grandeurs. Pour des fils qui sont plus épais ou plus minces que le fil à "diamètre optimal", il apparaît une diminution rapide du rendement. Pour interpréter ce phénomène, on fait généralement appel à des considérations d'adaptation qui assimilent le circuit de décharge 40 à un circuit oscillant amorti et qui permettent ainsi de concevoir 69 05710 a 2003162 une adaptation optimale donnant le plus grand apport d'énergie au fil et à l'onde de choc pour une épaisseur optimale du fil» Suivant les conceptions usuelles jusqu'ici, des fils d'amorçage ayant des diamètres extrêmement faibles et extrêmement impor-5 tants représentent un net défaut d'adaptation qui devrait conduire à de mauvais rendements» La présente invention se rapporte à un dispositif pour la mise en oeuvre de procédés de formage à grande vitesse de pièces initialement cylindriques, avec un rendement optimal» par déchar-10 ge à étincelle sous l'eau d'une batterie de condensateurs au moyen d'un éclateur amorcé à l'aide d'un fil d'amorçage, dispositif qui n'exige pas chaque fois une nouvelle détermination d'un "diamètre optimal'' pour le fil d'amorçage en fonction des paramètres électriques de la batterie de condensateurs. 15 Selon la présente invention, on obtient ce résultat par le fait que le diamètre du fil d'amorçage s'élève au plus à 0,02 mm» L'invention a permis la constatation surprenante que pour obtenir un rendement optimal, on peut indiquer pour le fil d'amorçage une plage de diamètres dans laquelle, suivant les conceptions 20 usuelles jusqu'ici, il n'était pas possible de s'attendre à un travail de formage notable. La présente invention permet des progrès techniques considé^ rables par rapport à l'état connu de la technique. Ainsi, par exe:-:, pie le rendement à l'aide de fils d'amorçage dont le diamètre se 25 situe dans la plage conforme à l'invention dépasse toujours en rendement, celui susceptible d'être obtenu pour un "diamètre optimal" du fil® En outre, la plage de diamètres conforme à l'invention est indépendante des caractéristiques électriques du circuit de décharge, contrairement au "diamètre optimal" du fil, qui doit être dé-30 terminé de nouveau pour chaque cas. En outre, lors de l'utilisation de fils d'amorçage conformes à l'invention, l'usure des électrodes est plus faible, malgré le rendement plus élevé, que pour des fils d'amorçage à "diamètre optimal"» Pour la description plus détaillée du dispositif conforme à 35 l'invention, on va se référer au dessin annexé. Sur la fig. unique du dessin, la référence 1 désigne la pièce à former, à savoir un tube rempli d'eau, fermé vers le haut et vers le bas par des pièces isolantes 2. Les deux électrodes 3 vissée s dans les pièces de raccordement 4 s'engagent par un perçage 40 central des pièces isolantes ^î^espace rempli d'eau. Le fil d'amor 69 05710 3 2003162 çage 5 est amené par le perçage de l'électrode se trouvant au potentiel de la terre# Dans le cas où l'isolation est choisie suffisamment efficace, on peut cependant utiliser également à cet effet l'électrode se trouvant sous haute tension après le branche-5 ment de la batterie de condensateur 6 qui se fait, par exemple en passant par un éclateur 7 à trois électrodes. Pour mettre en évidence l'avantage technique que procure la présente invention, on a réuni ci-dessous sous la forme de tableaux les résultats d'essais confirmant l'amélioration du rendement dans 10 la gamme de diamètres conforme à l'invention pour les fils d'amor-çage. Sur ce tableau, C, L et R désignent respectivement la capa— z cité en jlFt l'inductance enp,E et la résistance en mfl du circuit de décharge. U désigne la tension de travail en kY et 2s le double 15 trajet de formage. L'index indique le diamètre du fil d'amorçage» Les exemples se rapportent à des tubes cylindriques en aluminium et en acier. a) Tubes en aluminium, 0 40 mm, épaisseur de paroi 1 mm, longueur 115 mm, recuits. 20 Ecartement des électrodes 1 = 75 mm L/jZg? Bz^£^^72s0ï01i^2s0y022^2sloptl/mm7d,optl/mî7 16,8 0,262 19,65 7,5 5,4 5,0 2,8 0,35 16,8 0,262 10,65 10 11,0 10,2 5,4 0,4 16,8 1,08 34,8 9,5 9,0 6,8 0,38 b) Tubes en aluminium, 0 60 mm, épaisseur de paroi 2 mm, longueur 115 mm, recuits. Ecartement des électrodes 1 = 75 mm. VjJitiJ L/pïg? R^^7U^^2s0y01/Em72s0ï0a/5lm72stoptt^7dtOpt»i^7 16,8 0,262 19,65 15 12,5 12,5 7,4 0,45 16,8 0,262 19,65 17,5 14,5 14 12 0,38 35 16,8 0,262 19,65 20 18 17,6 17,6 0,28 c) Tubes en acier, 0 60 mm, épaisseur de paroi 2 mm, longueur 115 mm, recuits. Ecartement des électrodes 1 = 75 mm. 69 05710 4 2003162 vJM7 ^H7 KjiçgvjWfi "s0,01 /MJ 2s Q ^ oa/râm7 2 s, opt ifâmj d, ropt»/râs7 1x16,8 0,262 19 10,8 2,4 2,2 1,2 0,4 2x16,8 0,228 11,7 10,8 4,3 4 2,5 0,6 4x16,8 0,198 8,2 10,8 8,1 5 0,8 6x16,8 0,187 6,65 10,8 11,1 12 9 0,7 1x16,8 0,262 19 26,5 12 11,5 0,25 d) Tubes en aeier^ 0 60 mm, épaisseur de paroi 1 mm, longueur 225 mm, recuits. Ecartement des électrodes 1 = 187 mm. VJMf R^7U^l72s0>01/5m72s0^0a/mm72sfoptl/mS7dlopt,/5m7 16,8 0,262 19 20 2,5 2,5 1,4 0,55 15 e) Tubes en aluminium, 0 60 mm, épaisseur de paroi 2 mm, longueur 225 mra, recuits. Ecartement des électrodes 1 = 187 mm. 20 Cfttëj L^H7 B^^U^^2s0^0li^2s0ï02/mm72stopt1/^7dtoptt^û|7 16,8 0,262 19 25 14,2 14,0 8,5 0,7 Ces exemples démontrent que l'utilisation d'un fil d'amorçage ayant un diamètre compris à l'intérieur de la plage conforme 25 \ à 1'invention permet d'obtenir dans tous les cas un rendement de formage plus élevé que lors de l'utilisation d'un fil d'amorçage à "diamètre optimalw qui en plus dépend considérablement des paramètres de l'installation. En particulier les exemples d) et e) montrent que pour des fils de grande longueur et même sous des tensions 30 élevées, la gamme de diamètres conforme à l'invention assure une amélioration sensible du rendement. 69 05710 5 2003162 REVENDICATIONS Dispositif de formage de pièces initialement cylindriques par décharge à étincelle sous l'eau d'une batterie de condensateurs entre les électrodes d'un éclateur amorcé à l'aide d'un fil 5 d'amorçage, dispositif caractérisé par le fait que le diamètre du fil d'amorçage s'élève au plus à 0,02 mm»