Brevet FR2039304A1 — publié le 19710115

i 2039304 La présente invention concerne une presse à forger des anneaux comportant un dispositif pour le déplacement intermittent de l'anneau entre la panne de la presse et un mandrin. Le forgeage de lopins refoulés et poinçonnés dans les 5 presses combinées de refoulement et de poinçonnage s'effectue, jusqu'à présent, au moyen de presses à forger verticales; le lopin ou ébauche perforé est disposé sur un mandrin horizontal supporté par deux chevalets et élargi ou bigorné progressivement en un anneau par une panne ou poinçon de forgeage effectuant un mouvement perpendiculaire au mandrin horizontal. 10 L'augmentation de la largeur produite lors de l'élargissement doit être annulée par la suite par une opération particulière appelée "planage". Après chaque course de travail d'élargissement de l'ébauche, l'anneau doit être tourné d'un angle déterminé, dans le sens de sa périphérie, sur le mandrin. Cette rotation était effectuée autrefois 15 à la main au moyen de leviers ou d'engins de levage normaux. Pour simplifier cette rotation intermittente, on peut utiliser un dispositif (voir le brevet de la R.F.A. n° 965 281) qui est suspendu à la traverse de la presse, qui glisse sur la périphérie de la pièce forgée lors de sa descente et qui saisit la pièce et la fait tourner lors de sa montée au moyen d'une tenaille composée 20 d'une poutre transversale appliquée contre la périphérie de l'anneau ainsi que de mâchoires latérales articulées sur la poutre et s'appliquant contre les faces frontales de l'anneau. Ce dernier est suspendu sur un mandrin disposé transversalement à l'axe de forgeage de la presse. On connaît également un manipulateur imprimant un mouvement 25 de rotation intermittent à un anneau suspendu et devant être forgé sur un mandrin qui est disposé sur des chevalets dans l'axe de forgeage et que le manipulateur fait tourner. Celui-ci tourne le mandrin sur un angle déterminé après chaque course de travail de la presse, et transporte ainsi l'anneau pas à pas dans le sens tangentiel. 30 Les procédés et dispositifs utilisés jusqu'à présent pour le forgeage d'anneaux sur un mandrin dans une presse à frappe libre nécessitent des montages et des démontages dans la presse qui prennent beaucoup de temps. Le transport des pièces à forger, notamment des anneaux lourds, leur suspension sur un mandrin ainsi que leur enlèvement du dispositif sont 35 également laborieux et font perdre de la chaleur et du temps. De plus, l'anneau doit être enlevé périodiquement du mandrin de la presse pendant le processus d'élargissement, afin que 1'augmentation de la largeur de l'anaeau 70 14039 2 2039304 - provoquée par le forgeage sur le mandrin - puisse être supprim& dans un dispositif à planer particulier. Les presses destinées au forgeage de grands anneaux doivent en outre avoir une très grande hauteur ou comporter une traverse inférieure présentant une fente pour le passage de 1'anneau9 dont 5 le diamètre augmente pendant le forgeage. Lorsque l'anneau est tourné de façon intermittentes l'impression produite par la panne et le mandrin à l'intérieur de l'anneau ne doit pas être trop profonde3 sinon l'anneau risque de ne plus pouvoir être tourné par suite de l'irrégularité ainsi formée dans la surface intérieure de l'anneau. 10 Le but de l'invention est de permettre un transport simple du lopin refoulé et poinçonné jusqu'à la presse à forger, sans que cela nécessite des manipulations laborieuses, et de le forger dans cette presse en un anneau d'une grandeur quelconque pendant qu'il reste à la même position, c'est-à-dire sans transport supplémentaire, sans retournement et, si possible, 15 au moyen d'un seul échauffement, tout en assurant une rotation intermittente simple de l'anneau dans la presse entre les différentes courses de travail de cette dernière. L'objet de l'invention est donc une presse à forger des anneaux comportant un dispositif pour la rotation intermittente de l'anneau 20 entre la panne et le mandrin. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la presse comporte un mandrin vertical, une panne à mouvement horizontal pouvant être appliquée contre ce mandrin, un bâti en forme de G ouvert en haut et reliant la panne au mandrin, une surface d'appui horizontale pour l'anneau, prévue autour du mandrin, ainsi qu'un dispositif pour 25 le déplacement horizontal de l'anneau lorsque la panne est écartée du mandrin, ce déplacement s'effectuant suivant un angle aigu et en sens contraire par rapport au sens du forgeage, et ce déplacement étant accompagné d'un écartement de la face intérieure de l'anneau par rapport au mandrin. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mandrin 30 peut être abaissé et réglé de façon continue dans le sens vertical et sa face transversale supérieure porte un mandrin auxiliaire dont le diamètre est inférieur à celui du mandrin principal et qui est disposé de manière excentrée,de sorte que son côté orienté vers la panne coïncide avec le côté correspondant du mandrin principal. 35 La presse à forger selon l'invention permet l'utilisation d'un pont roulant qui saisit le lopin ayant été percé verticalement sur la presse combinée de refoulement et de poinçonnage, qui transporte le lopin 70 14039 3 2039304 suivant une simple trajectoire horizontale et qui le dépose d'en haut sur le mandrin, sans rencontrer un obstacle quelconque. Il est également possible d'abaisser le mandrin, de pousser le lopin sur la presse, de manière que son ouverture se trouve au-dessus du mandrin, et de faire monter ensuite ce 5 dernier. Comme la presse de forgeage présente un bâti en forme de C qui est ouvert en haut, la grandeur de l'anneau obtenu par le forgeage et l'élargissement du lopin n'est aucunement limitée par les dimensions de la machine. L'anneau est en effet disposé à plat sur un support et peut être élargi jusqu'à la grandeur désirée, sans que des colonnes ou la traverse inférieure 10 forment des obstacles9 comme cela est le cas dans les presses à forger verticales. Le dispositif selon l'invention pour le déplacement des anneaux sur la surface de support, suivant un angle aigu et en sens contraire par rapport au sens de forgeage, permet d'écarter la face intérieure de 15 l'anneau suivant une distance réglable du mandrin. Cette distance dépend chaque fois de l'angle suivant lequel l'anneau doit être tourné. Le déplacement de l'anneau a également pour résultat que son centre s'écarte obliquement de l'axe de forgeage. La panne applique ensuite l'anneau de nouveau contre le mandrin pendant la course de travail. Toutefois, comme les points de contact 20 entre la panne et le côté extérieur de l'anneau, d'une part, et entre le mandrin et le côté intérieur de l'anneau, d'autre part, se trouvent à droite et à gauche de l'axe de forgeage, l'anneau est pivoté lors de la poursuite du mouvement de travail de la panne, de sorte que le centre de l'anneau est ramené sur l'axe de forgeage. L'anneau est en même temps avancé d'un pas 25 dans le sens tangentiel sur le mandrin. Le réglage approprié de l'angle formé par le sens du déplacement et l'axe de forgeage permet, par conséquent, d'écarter l'anneau dans tous les cas d'une distance déterminée du mandrin, même lorsque l'impression produite à l'intérieur de l'anneau est importante. Si une forte impression 30 est produite dans un anneau forgé sur un mandrin horizontal selon le procédé connu jusqu'à présent, et si le transport intermittent de l'anneau est obtenu par la rotation du mandrin au moyen d'un manipulateur ou d'un autre dispositif imprimant un mouvement de rotation, l'importante déformation produite à l'intérieur de l'anneau rend sa rotation très difficile, sinon impossible. 35 Le petit mandrin excentré prévu sur le mandrin principal apporte l'avantage de permettre un élargissement.préliminaire du lopin percé-sur la presse de poinçonnage, jusqu'à ce que l'augmentation du diamètre 70 lk039 4 2039304 intérieur de l'anneau permette un forgeage de ce dernier sur le mandrin principal. Celui-ci est à ce moment monté à une hauteur qui correspond à la largeur de l'anneau. Selon une autre caractéristique de l'invention, la 5 surface d'appui pour l'anneau se présente sous la forme d'un support pouvant effectuer un mouvement alternatif et portant des éléments d'entraînement amovibles destinés à des anneaux de plus petit format et disposés au niveau du mandrin auxiliaire. Un tel agencement supprime la nécessité d'un dispositif de déplacement'particulier. Il est également concevable de prévoir des poutres 10 mobiles comme supports pour l'anneau; la ou les poutres pourraient être montées de façon à pouvoir être soulevées pour le mouvement en avant, et abaissées sous la surface d'appui de l'anneau lors du mouvement en arrière. Selon un autre mode de réalisation de l'équipement pour le transport de l'anneau, on utilise un dispositif de déplacement de l'anneau 15 qui se présente sous la forme d'un poussoir attaquant la périphérie de ce dernier et pouvant effectuer des mouvements de va-et-vient horizontaux. Un tel poussoir se compose avantageusement d'une poutre disposée au-dessus de la surface d'appui de l'anneau, l'axe de la poutre étant perpendiculaire au • sens du déplacements ainsi que d'un moteur monté dans l'axe de déplacement. 20 Le moteur est avantageusement un vérin hydraulique qui peut être déplacé et verrouillé dans un guide horizontal faisant un angle aigu avec le sens du déplacement de l'anneau. Un tel agencement a l'avantage que le dispositif pour le déplacement de l'anneau est situé au-dessus de la surface d'appui de l'anneau 25 et qu'il pousse ce dernier toujours suivant l'axe du vérin, par suite de la mobilité de ce dernier dans le guide faisant un angle aigu avec le sens du déplacement de l'anneau, peu importe le diamètre que le forgeage a conféré à ce dernier. Une telle conformation évite les sollicitations excentrées du vérin. 30 L'invention réalise en outre un dispositif pour le forgeage de tous les côtés d'un anneau restant à la même position de travail. Ce dispositif est caractérisé par une presse à forger horizontale, selon 1'invention3 'qui fonctionne en combinaison avec un dispositif à planer des anneaux travaillant dans le sens vertical et monté immédiatement à la suite 35 de. la presse à forger, dans le sens de rotation de l'anneau. Le dispositif à planer se compose avantageusement d'un bâti en forme de C ouvert latéralement et comprenant, d'une part, un cylindre avec une panne et une êtampe 70 14039 5 2039304 supérieure et, d'autre part, une étampe inférieure dont la surface de forgeage est prévue au niveau de la surface d'appui de l'anneau. Un tel dispositif permet de forger un anneau dans le sens radial pour l'élargir, et dans le sens axial pour le planer, au moyen d'un 5 seul échauffement, sans que des manipulations de transport particulières soient nécessaires. Il est avantageux de faire alterner les courses de travail des deux presses de forgeage montées l'une derrière l'autre, de sorte que l'anneau est seulement comprimé à chaque fois par l'une d'elles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 10 ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels : ~ la figure 1 est une élévation latérale d'une presse à forger horizpntale selon l'invention; 15 - la figure 2 est une vue en plan de la presse à forger représentée à la figure 1; forgeage d'anneaux comprenant une presse d'élargissement travaillant hori-25 zontalement et une presse de planage travaillant verticalement. fosse 2 formant la fondation (figure 1). La presse comporte un bâti 3 en forme de C qui est ouvert en haut et porte, sur l'un des côtés, un cylindre 4 avec un piston 5 et une tige de piston 6 à laquelle est fixée une panne 7 30 travaillant dans le sens horizontal. Les raccordements pour l'amenée et la sortie du liquide sous pression sur le cylindre 4 sont désignés par 8 et 9. L'autre côté du bâti comporte un mandrin 10 qui est mobile dans le sens vertical. Ce mandrin est déplacé par un moteur hydraulique 11 qui est relié au bâti 3 par un bras 12. Le moteur 11 se compose d'un cylindre 13, fixé 35 sur le bras 12, et d'un piston 14 guidé dans ce cylindre et comportant une tige de piston 15, Les raccordements pour l'amenée et la sortie du liquide sous pression sur le cylindre 13 sont désignés par 16 et 17. L'un des côtés Une presse à forger horizontale 1 est montée dans une 70 14039 6 2039304 du bâti 3 s'appuie sur une poutrelle 18. La face transversale supérieure du mandrin 10 porte un mandrin auxiliaire 19 de plus faible diamètre qui est monté de façon, excentrée, à savoir de telle manière que son côté orienté vers la panne 7 coïncide avec le côté correspondant du mandrin principal 10* 5 Un anneau 20 est disposé à plat sur le support 21 entre la panne 7 et le mandrin 10. Le mandrin auxiliaire 19 sert au forgeage d'anneaux 'présentant une ouverture relativement petite formée sur une presse à poinçonner. Le mandrin 10 est abaissé (voir la position représentée en traits mixtes à la figure 1) pour permettre le forgeage de telles ébauches sur le mandrir. 10 auxiliaire. Lorsque le forgeage a augmenté le diamètre intérieur de l'anneau a une valeur qui correspond au moins au diamètre du mandrin 103 on fait monter ce dernier par le vérin hydraulique. La presse comporte un dispositif pour le déplacement, de l'anneau sous un angle aigu et en sens contraire par rapport au sens du 15 forgeage. Ce dispositif assure le transport intermittent de l'anneau 20s et écarte chaque fois le côté intérieur de l:anneau du mandrin 10 d'une distance qui correspond à la course du déplacement multipliée par le sinus de l'angle p (voir figure 2). La rotation intermittente de l'anneau 20 sous l'effet du 20 déplacement de ce dernier et du mouvement de la panne de la presse ressort des figures 3ji à 3d„ A la figure 3a, l'anneau 20 se trouve entre la panne 7 et le mandrin 10s à la fin d'une c|urse de travail de la panne ayant provoqué une compression de l'endroit de l'anneau 20 désigné par le trait X. 25 A la figure 3b_, la panne 7 est rétractée et un dispositif de déplacement a fait coulisser l'anneau sous un angle aigu a par rapport à l'axe de forgeage et un sens opposé au sens de forgeage3 comme l'indique la flèche. Le trait de repère X se trouve à présent à l'extérieur de l'axe de forgeage,, parallèlement à celui-ci. 30 A la figure 3£3 la panne 7 a été appliquée contre la périphérie de l'anneau 20, à savoir à l'endroit marqué Xs et elle a avancé l'anneau à tel point que son côté intérieur est juste en contact avec le mandrin 10. Les points de contact entre la panne et le côté extérieur de 1'anneaus d'une part, et entre le mandrin et le côté intérieur de l'anneau, 35 d'autre part, se trouvent à présent à droite et à gauche de l'axe de forgeage. Lors de la poursuite de l'avance de la panne 7: l'anneau est pivotés de sorte que son centre Y est ramené sur l'axe de forgeage sous l'effet du couple de 70 14039 7 2039304 rotation exercé sur l'anneau 20 par suite de l'écartement des points de contact mentionnés. Le trait de repère X = qui était jusqu'alors parallèle à l'axe de forgeage - fait à présent avec celui-ci un angle qui correspond à l'angle de rotation de l'anneau 20, donc également à l'avance dans le 5 sens périphérique (voir figure 3d). La figure 4 représente un dispositif de déplacement dans lequel le support de l'anneau peut être déplacé en même temps obliquement par rapport à l'axe de forgeage. L'anneau 20 s'appuie sur un support 21 présentant une fente 22 dont la largeur correspond'au diamètre du mandrin 10 10. Lorsque le support est rétracté, le bord 23 de la fente se trouve à une distance du mandrin 10 qui correspond au moins à la course du support. Lorsque le support 21 a fait avancer l'anneau 20 sur une.distance qui correspond au pas que l'on désire obtenir dans le sens périphérique, la panne 7 étant rétractée, on fait approcher cette dernière, de sorte qu'elle tourne 15 l'anneau 20 de la manière déjà décrite. Le support retourne à sa position initiale en glissant sous l'anneau qui est maintenu contre le mandrin 10 par la panne 7. Le support 21 peut être déplacé par un moteur 24, et il porte des éléments d'entraînement amovibles 25, par exemple une barre disposée sur des butées, afin de permettre également le déplacement 20 d'anneaux plus petits qui sont forgés sur le mandrin auxiliaire 19. La figure 5 représente un dispositif de déplacement sous forme d'un poussoir mobile dans le sens horizontal. Il comporte un moteur 26, composé d'un cylindre 27, d'un piston 28 et d'une tige de piston 29, et agissant sous un angle aigu par rapport à l'axe de forgeage "et en sens 25 opposé au sens de forgeage. La tige de piston 29 porte une poudre 30 disposée transversalement au sens de déplacement et s'appliquant contre là périphérie de l'anneau 20 qui s'appuie sur un support fixe. Gomme l'application contre l'anneau doi't s'effectuer toujours aussi près que possible de l'axe du moteur 26, même lorsque les anneaux 20 deviennent plus grands, le moteur 26 peut 30 être déplacé et verrouillé dans un guide 31 prévu dans le support et faisant un angle aigu avec l'axe du moteur 26. Les lignes en traits mixtes représentent la position du moteur 26 dans une position où il déplace l'anneau 20 ■■ encore relativement petit - dans l'axe de la tige du piston 29, après le déplacement du moteur 26 dans les guides 31.. 35 La figure 6 représente un dispositif pour le forgeage d'anneaux qui permet d!élargir l'anneau 20 par un forgeage dans le sens horizontal, et de le planer par un forgeage vertical alors, que l'anneau 70 14039 8 2039304 reste à la même place. Cette dernière opération est réalisée au moyen d'un dispositif à planer 32 qui est monté immédiatement à la suite de la presse à forger 1 avec la panne 7S dans le sens de rotation de l'anneau. Le dispositif à planer 32 se compose d'un bâti en forme 5 de C disposé verticalement et ouvert du côté de l'anneau 20. La surface de forgeage de l'étampe inférieure se trouve au niveau du support de l'anneau, L'étampe inférieure et l'étampe supérieure, fixées sur la panne5 sont suffisamment larges pour permettre le planage d'anneaux de toutes les grandeurs. 70 14039 9 2039304 REVENDICATIONS 1 - Presse à forger des anneaux comportant un dispositif pour le déplacement intermittent de l'anneau entre la panne de la presse et le mandrin, caractérisée en ce qu'elle comporte un mandrin vertical, une panne à mouvement horizontal pouvant être appliquée contre ce mandrin, un bâti 5 en forme de C ouvert en haut et reliant la panne au mandrin, une surface d'appui horizontale pour l'anneau, prévue autour du mandrin, ainsi qu'un dispositif pour le déplacement horizontal de l'anneau lorsque la panne est écartée du mandrin, ce déplacement s'effectuant suivant un angle aigu et en sens contraire par rapport au sens du forgeage et ce déplacement étant 10 accompagné d'un écartement de la face intérieure de l'anneau par rapport au mandrin. 2 - Presse à forger des anneaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mandrin peut être abaissé et réglé de façon continue dans le sens vertical et en ce que sa face transversale supérieure porte 15 un mandrin auxiliaire dont le diamètre est inférieur à celui du mandrin principal et qui est disposé de manière excentrée, de sorte que son côté orienté vers la panne coïncide avec le côté correspondant du mandrin principal. 3 - Presse à forger des anneaux selon l'une quelconque des reven-20 dications 1 et 2, caractérisée en ce que la surface d'appui pour l'anneau se présente sous la forme d'un support pouvant effectuer un mouvement alternatif et portant des éléments d'entraînement amovibles destinés à des anneaux de plus petit format et disposés au niveau du mandrin auxiliaire. 4 - Presse à forger des anneaux selon l'une quelconque des reven-25 dications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif pour le déplacement de l'anneau est un poussoir pouvant effectuer un mouvement alternatif et attaquant l'anneau sur sa périphérie. 5 - Presse à forger des anneaux selon la revendication 4, caractérisée en ce que le poussoir se compose d'une poutre disposée au-dessus de 30 la surface d'appui de l'anneau, l'axe de la poutre étant perpendiculaire au sens du déplacement, ainsi que d'un moteur monté dans l'axe de déplacement. 6 - Presse à forger des anneaux selon l'une quelconque des revendications 4 et 5: caractérisée en ce que le moteur est un vérin hydraulique qui peut être déplacé et verrouillé dans un guide horizontal faisant un 35 angle aigu avec le sens du déplacement de l'anneau. 70 14039 10 2039304 7 - Dispositif à fcrger des anneaux qui permet le forgeage de tous les côtés des anneaux en une seule position de travail, caractérisé en ce qu'il comporte une presse à forger selon l'une quelconque des reven-dications 1 à 6 et un dispositif à planer les anneaux travaillant dans le 5 sens vertical et monté dans le sens de rotation de l'anneau immédiatement à la suite de la presse à forger travaillant dans le sens horizontal. 8 - Dispositif à forger des anneaux selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif à planer les anneaux se compose d'un bâti en forme de C ouvert latéralement et comprenant, d'une part, un 10 cylindre avec une panne et une étampe supérieure et, d'autre pârt3 une étampe inférieure dont la surface de forgeage est prévue au niveau de la surface d'appui de l'anneau.