Brevet FR2011631A1 — publié le 19700306

-i 2011631 La présente invention concerne une installation pour forger par étirage continu des pièces en forme de "barres, se composant d'au moins deux groupes de forgeage qui sont chacun munis d'une paire de marteaux entraînés par des arbres excentriques, dé-5 plaçables dans des glissières pivotantes, venant frapper l'un contre l'autre et exécutant un mouvement oscillant en assurant simultanément l'avance de la pièce, ces groupes étant autant que possible commandés de façon à frapper des coups successifs. On connaît déjà une installation de ce type. Elle pré-10 sente l'avantage que, du fait que la répartition du travail de déformation entre au moins deux, et de préférence plusieurs,groupes de forgeage placés les uns derrière les autres, on peut obtenir, pour une consommation d'énergie relativement faible pour chaque groupe, au total une forte réduction de section de la pièce, les 15 différents groupes de forgeage présentant une structure relativement simple et ne nécessitant aucune opération d'entretien complexe et longue. La réalisation de la réduction totale de section en plusieurs phases est également intéressante car, lorsqu'on réduit trop fortement la section d'une pièce, il risque de se former 20 des fissures superficielles. La paire de marteaux d'au moins un des groupes de forgeage est décalée angulairement de 90° par rapport à la paire de marteaux de l'autre groupe de sorte qu'on évite un élargissement inadmissible de la pièce ou bien qu'on peut obtenir une section droite de forme carrée. Avec une telle installation 25.il est ainsi possible de remplacer un train de laminoirs en réduisant considérablement les dépenses d'investissement et-d'exploitation. Dans l'installation connue, on fait en sorte,en commandant en correspondance les groupes de forgeage, que lés paires de 30 marteaux frappent toujours par coups séparés afin que l'allongement produit dans la pièce pour un coup des marteaux d'un groupe ne soit pas entravé par un coup simultané de la paire de marteaux d'un autre groupe ; il est cependant prévu des groupes de forgeage identiques dont les arbres excentriques, qui présentent la même 35 excentricité, sont entraînés à la même vitesse de sorte que toutes les paires de marteaux, lorsqu'elles viennent percuter la pièce à différente instants, fonctionnent cependant toujours en exerçant le même nombre de coups par unité de temps. A cliaque coup de 69 20506 2 2011631 marteau, on obtient dans la pièce un refoulement de matière qui correspond à la profondeur de pénétration du marteau dans la pièce et qui est déterminé par là. réduction de section et par la longueur du tronçon de la pièce déformée qui coïncide avec la trajec-5 toire des marteaux. Ce tronçon de pièce à forger augmente cependant du fait de 1'allongement qui se produit entre une paire de marteaux et la suivante, à savoir entre un groupe de forgeage et le suivant, de sorte que le travail de déformation à exécuter par les paires de marteaux n'est pas ou pratiquement pas réduit d'un -10 groupe de forgeage à l'autre malgré la réduction de section qui se produit à chaque coup. En conséquence, le dernier groupe de forgeage doit être réalisé aussi lourd que le premier groupe et doit être entraîné avec la même consommation d'énergie et il n'est pas possible de réduire les prix de fabrication et d'exploitation 15 de l'ensemble de l'installation en disposant des groupes différents et dont lés dimensions diminuent à mesure que la section de la pièce est réduite dans le sens de progression. En conséquence, l'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et elle concerne une installation du type 20 défini plus haut et à l'aide de laquelle il est possible de pla- « cer les uns derrière les autres des groupes de forgeage dont les dimensions et les capacités diffèrent en vue d'augmenter la rentabilité -de l'installation. Le problème posé est résolu selon l'invention du fait 25 Que, dans le sens de progression entre un groupe de forgeage et le suivant, ou tout au moins entre une 'paire de groupes de forgeage "et la paire suivante, la vitesse de rotation des arbres excentriques augmente tandis que l'excentricité de ce.s arbres, ou bien le rapport des bras de levier résultant de la disposition des 30 glissières sur les marteaux, est modifié de manière que le nombre de coups des paires de marteaux par unité de temps augmente dans ie sens de progression de la pièce et que dès paires de marteaux frappant individuellement îonctionnènt avec" des vitessesde refou- * s:,ss 3 lement de marteaux a peu près égales. Du,fait que le nombre.de 35 coups des pairës de'marteaux par .unité de tçmpip augmente,, d'un groupé "de forgéagë à un autre ou bien d'une pairev de /groupes de forgeage à la paire suivante, le"tronçon de^la pièce.qyi-est à " déformer"à chaque fois par un coup de marteau et qui augmente de 6 3 2011631 longueur dans le sens de progression de la pièce par suite de l'allongement, est divisé en deux ou plusieurs petits tronçons correspondants de façon que les groupes de forgeage ou paires de groupes de forgeage successifs puissent être réduits en dimensions, 5 du fait de la diminution du travail de déformation à exécuter, et puissent être entraînés avec une consommation d'énergie réduite. On est ainsi en mesure d'augmenter, du fait du nombre supérieur de coup6 de marteaux, également la vitesse de refoulement des paires de marteaux, c'est-à-dire la composante de vitesse des mar-10 teaux dans le sens d'avancement de la barre, d'autant plus que, du fait de l'allongement de la pièce, la vitesse d'avance de la pièce augmente à mesure que la section diminue. Selon l'invention, la pièce s'allonge, sous l'effet d'un coup de marteau, et par suite du profil en coin de l'intervalle existant entre les marteaux cor-15 respondants du côté-entrée de la pièce, d'une part, dans le sens d'avance, mais, d'autre part, et dans une proportion plus importante dans le sens opposé. Ainsi, lors d'un coup de marteau, la vitesse de la partie de pièce située en avant des marteaux diminue et on obtient ainsi une augmentation de la vitesse de la partie de 20 pièce qui a déjà franchi la paire de marteaux correspondants. Aussitôt que les marteaux libèrent la pièce, celle-ci prend une vitesse moyenne de manière à être entraînée librement jusqu'au coup de marteau suivant. Cette vitesse moyenne peut être considérée approximativement comme constante et c'est pourquoi la vitesse de refou-25 lement des marteaux doit rester approximativement constante malgré là différence du nombre de coups par unité de temps. Lorsque la vitesse de rotation des arbres excentriques est augmentée, pour faire croître le nombre de coups d'un groupe de forgeage au suivant ou bien d'une paire de groupes de forgeage à la suivante* il est si-30 multanément nécessaire de modifier l'excentricité des arbres excentriques ou bien le rapport des bras de levier des marteaux en vue d'obtenir, malgré l'augmentation de la vitesse de rotation des arbres excentriques, à peu près la même vitesse de refoulement des marteaux. 35 Lorsqu'il est prévu un assez grand nombre de groupes de forgeage placés les tins à la suite des autres, on peut rencontrer le cas où il n'est plus possible d'exécuter toujours des coups isolés et successifs, mais où il est nécessaire de laisser frapper 20506 4 2011631 simultanément les paires de marteaux de deux groupes, c'est-à- -dire de fonctionner par coups doubles. Dans une telle installation, la vitesse de refoulement de chaque seconde paire de marteaux frappant simultanément doit être augmentée par rapport à la première 5 paire en modifiant additionnellement l'excentricité ou le rapport des bras de levier des marteaux, afin que 11 allongement de pièces se produisant dans le sens d'avancement lors du coup des marteaux de la première paire ne soit pas entravé par le coup suivant des marteaux de la seconde paire. 10 il n'est pas obligatoire d'effectuer l'adaptation dési rée du nombre de coups des marteaux à l'allongement de pièces entre un groupe et le suivant et on peut également effectuer cette adaptation par échelons plus grands s'étendant d'une paire de groupes de forgeage à la suivante. 15 Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux arbres excentriques de la paire de marteaux de chaque groupe de forgeage sont entraînés séparément l'un dé l'autre par deux moteurs synchronisés. Il est particulièrement avantageux de prévoir pour tous les groupes de forgeage deux moteurs communs qui sont 20 installés, de préférence, à l'extrémité de sortie de l'installation et d'entraîner les arbres excentriques des différents groupes^ ou paires de groupes, de forgeage, par l'intermédiaire de mécanismes de transmission accouplés en série. Ainsi, le couple d'entraînement à produire est réparti entre deux moteurs, ce qui permet^ 25 notamment dans le cas de grosses installations, de réduire les dépenses d'investissement. En outre, chaque coup et contre-coup se produisent simultanément car les deux moteurs sont synchronisés par des moyens électriques ou mécaniques. Bien que les moteurs de tous les groupes de forgeage soient déterminés en commun, ils n.'ont 30 pas besoin d'être calculés pour un couple accru car, en règle générale, on n'effectue que des coups isolés c'est-à-dire que le travail de déformation, est toujours exécuté seulement par la paire de marteaux d'un des groupes alors que les paires de marteaux des autres groupes ne touchent pas encore la pièce ou sont déjà écartés 55 de celle-ci. Le montage des deux moteurs à l'extrémité de sortie de l'installation est avantageux car les arbres excentriques sont entraînés à la vitesse maximale par- l'intermédiaire du premier méca-nisme de transmission, à partir du moteur .en question, et ensuite 69 20506 5 2011631 les arbres excentriques sont entraînés par d'autres mécanismes de transmission à des vitesses plus basses, de sorte qu'on obtient une diminution de la vitesse angulaire entre un mécanisme de transmission et le suivant. Le.décalage en résultant, pour les arbres 5 reliant entre eux les mécanismes de transmission, peut également être utilisé avantageusement pour l'ensemble de l'installation car les groupes ou paires de groupes de forgeage présentent des réductions de dimensions progressives dans le sens d'avancement de la pièce. 10 On obtient une structure simple et avantageuse pour le forgeage de sections carrées en accouplant directement entre eux deux groupes de forgeage dont les paires de marteaux sont décalées entre elles, d'une manière connue, de 90°, auquel cas il est prévu, pour l'entraînement des arbres excentriques par la transmis-15 sion commune, un mécanisme à renvoi d'angle. Dans lé cas où on n'a à forger que des pièces de section rectangulaire, il est évidemment inutile de prévoir le décalage angulaire des groupes de forgeage. 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 : Les fig.. 1 et 2 représentent respectivement en vue latérale et en vue de face un ensemble de forgeage constitué de deux groupes accouplés. 25 Les fig. 3 et 4 sont des sections droites faites suivant les lignes III-III de la fig. 1 et IV-IT de la fig." 3, la fig. 3 étant décalée de 45° par rapport à la fig. 1, La fig. 5 montre une séquence de coups exécutée dans une installation se composant de quatre groupes de forgeage. 30 Les fig. 6 et 7 représentent schématiquement, en vue la térale et en vue en plan, une installation formée de trois paires de groupes de forgeage. Chaque groupe de forgeage A à ï comporte une paire de marteaux 1 qui sont entraînés par des arbres excentriques 2 et qui 35 sont déplaçables par translation dans des glissières pivotantes 3. Les marteaux 1 viennent percuter l'un contre l'autre et exécutent, en assurant simultanément un refoulement de la pièce, un mouvement de rotation de sens d'avance de pièces, matérialisé par des flèches 69 20506 6 2011631 sur les figures. Deux, groupes de forgeage A, B ou G, D ou E, F sont décalés angulairement de 90° en ce qui concerne leurs paires de marteaux 1 et sont reliés directement entre eux de façon à former une paire de groupes de forgeage qui est maintenue entre deux" 5 montants 4. Les deux arbres excentriques 2 de chaque paire de marteaux 1, ou de chaque groupe de forgeage, sont entraînés séparément l'un de l'autre, et il est prévu pour tous les groupes de forgeage i à î deux moteurs communs 5 synchronisés électriquement ou mécaniquement (fig. 7)> lui sont installés à l'extrémité de 10 sortie de l'installation et qui entraînent les arbres excentriques 2 des groupes de forgeage par l'intermédiaire de mécanismes de transmission 6 accouplés en série. Du fait que les deux groupes de forgeage d'une paire sont décalésaigulairement de 90°, l'entraînement des arbres excentriques 2 s'effectue, à partir de la transmis-15 sion commune 6, alternativement par l'intermédiaire d'une prise directe 7 et d'un renvoi d'angle 8. Les figures 6 et 7 montrent que les deux groupes de forgeage G, D sont plus petits que les groupes A, B et que les groupes de forgeage E, F sont également plus petits que les groupes de forgeage C, D. 20 Les arbres excentriques 2 des marteaux supérieurs 1 sont montés de façon excentrée dans un carter 9 tournant. Par suite de ce positionnement excentré, le carter 9 airait tendance à tourner sous l'effet de la réaction de forgeage, mais ce mouvement est empêché par un piston 11 sollicité hydrauliquement et coulissant dans 25 un cylindre 10, la tige 12 du piston étant articulée à l'aide d'une éclisse 13 sur-le carter 9 (fig.4). Le carter 9 est appliqué par la pression hydraulique s'exerçant sur le piston 11 contre une butée, réglable le cas échéant. Lorsque la pression de forgeage ou la force de réaction dépasse une limite prédéterminée, le carter 9 est 30 tourné en opposition à la pression hydraulique s'exerçant sur le piston 11 de sorte que le marteau supérieur est ainsi!écarté de la pièce. . Les groupes de forgeage sont commandés de manière qu'autant que possible il n'y ait toujours qu'une paire de marteaux 35 d'un groupe de forgeage qui exécute le travail de déformation tandis que les paires de marteaux des autres-groupés he-° gont , pas en contact avec la pièce-. Sur la figure 5, on a mis en évidence la ré-r partition des coups de marteaux dans une installation-comportant 69 20506 7 2011631 deux paires de groupes de forgeage, à savoir quatre groupes de forgeage A à D et, par conséquent, quatre paires de marteaux. Les marteaux sont en contact avec la pièce dans un angle de rotation de l'arbre excentrique associé d'environ 60°. Le cercle représenté 5 indique une révolution de l'arbre excentrique du premier groupe de forgeage A. Les marteaux du premier groupe de forgeage A entrant en contact avec la pièce au point A, ils conservent le contact avec la pièce sur l'arc représenté en trait fort, c'est-à-dire sur 60°, et ils s'écartent ensuite de la pièce. Lorsque l'arbre, excentrique 10 du premier groupe a tourné de 90°, les marteaux du quatrième groupe entrent en contact avec la pièce au point D. Les arbres excentriques du troisième et du quatrième groupes de forgeage C, D tournent^ par exemple, à une vitesse double de celle des arbres excentriques du premier et du second groupes A, B. La paire de marteaux du grou-15 pe D, qui entre en contact avec la pièce au point B, ne conserve ce contact avec la pièce que sur une longueur d'arc de 30°, rapportée à l'arbre d'excentrique du premier groupe. La même considération est applicable au troisième groupe de forgeage C dont la paire .de marteaux entre en contact avec la pièce au point C. Ensuite, la 20 paire de marteaux du second groupe B, dont les arbres excentriques tournent à la même vitesse que ceux du premier groupe de forgeage A, entre en contact avec la pièce B et maintient ce contact sur un angle de 60°. Du fait que les arbres excentriques du groupe C, D tournent à une vitesse double de celle des arbres excentriques des 25 groupes A, B, les paires de marteaux des groupes C, D exécutent également deux coups de forgeage pour une résolution des arbres excentriques des groupes A, B comme cala est mis en évidence sur la figure 5 par deux autres arcs commençant respectivement aux points D et C, Pendant une révolution des arbres excentriques des 30 groupes A, B et par conséquent à chaque coup de marteau dans ces groupes, les arbres excentriques des groupes C et D tournent deux fois de 360° et les paires de marteaux associées viennent par conséquent frapper la pièce également deux fois, mais la vitesse de . refoulement de ces paires de marteaux est à peu près égale, du fait 35 de l'excentricité modifiée des arbres excentriques, à celle des paires de marteaux des groupes A et B. Lorsque, comme indiqué sur les figures 6 et 7» il est prévu dans l'installation six groupes de forgeage placés les uns à la suite des autres, on doit évidemment 69 20506 8 2011631 choisir une autre séquence de coups de marteaux et il est nécessaire le cas échéant de modifier, en plu s de la vitesse de rotation des arbres excentriques et de leurs excentricités, également les rapports des bras de leviers des marteaux, qui sont fonction 5 de la disposition des glissières 3 par rapport aux arbres excentriques 2, d'un groupe à un autre ou bien d'une paire de groupes à une autre. 69 20506 9 2011631 BSVBPrCAglOHS - 1) Installation pour forger par étirage continu des pièces en forme de barres, se composant d'au moins deux groupes de forgeage qui sont chacun munis d'une paire de marteaux entraînés par des arbres excentriques, déplaçables dans de s^glissières 5 pivotantes, venant frapper l'un contre l'autre et exécutant un mouvement oscillant en assurant simultanément l'avance de la pièce, ces groupes étant autant que possible commandés de façon à frapper des coups successifs, installation caractérisée par le fait que dans le sens de progression entre un groupe de forgeage et le sui-10 vant, ou tout au moins entre une paire de groupes de forgeage et la paire suivante, la vitesse de rotation des arbres excentriques augmente tandis que l'excentricité de ces arbres, ou bien le rapport des bras de levier résultant de la disposition des glissières sur les marteaux, est modifié de manière que le nombre de coups des 15 paires de marteaux par unité de temps augmente dans le sens de progression de la pièce et que des paires de marteaux frappant individuellement fonctionnent avec des vitesses de refoulement à peu près égales. 2) Installation selon la revendication 1, caractérisée 20 par le fait que les deux arbres excentriques de la paire de marteaux de chaque groupe de forgeage sont entraînés séparément l'un de l'autre par deux moteurs synchronisés. 5) Installation selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'il est prévu pour tous les groupes de for-25 geage deux moteurs communs qui sont montés, de préférence, à l'extrémité de sortie de l'installation et que les arbres excentriques des différents groupes ou paires de groupes de forgeage sont entraînés par l'intermédiaire de mécanismes de transmission accouplés en série. 30 4) Installation selon les revendications 1 à 3» caracté risée par le fait qu'à chaque fois deux groupes de forgeage, dont les paires de marteaux sont décalées angulairement, d'une manière connue, de 90°, sont accouplés directement entre eux, auquel cas il est prévu pour l'entraînement des arbres excentriques par la 35 transmission commune un mécanisme à renvoi d'angle.