Brevet FR2047985A1 — publié le 19710319

i 2047985 La présente invention concerne une machine de forgeâge qui comporte quatre vérins hydrauliques décalés angulairement entre eux de 90°, disposés radialement par rapport à l'axe de la pièce et servant à déplacer'les outils de forgeage. 5 De telles machines de forgeage sont essentiellement agencées pour la mise en oeuvre de pièces présentant de grandes dimensions de section droite et qui ne peuvent être que difficilement laminées à cause de la matière utilisée. Lors de la mise en oeuvre de telles pièces, il se produit des couples élevés de 10 sorte que les parties d'entraînement des machines à forger connues de type mécanique doivent présenter des dimensions si importantes qu'il n'est pratiquement pas possible de fabriquer économiquement la machine. On connaît déjà une machine à forger dans laquelle les 15 outils sont entraînés hydrauliquemento La course de travail des pistons des quatre vérins est réglée à l'aide de quatre pistons de pompe qui sont montés rigidement les uns à côté des autres sur un autre piston déplacé suivant -un mouvement de va-et-vient et dont les cylindres sont reliés aux chambres cylindriques, opposées 20 à la pièce, des vérins à l'aide de tuyauteries appropriées. Pour assurer le mouvement de retrait des outils de forgeage en vue de les éloigner de la pièce, il est prévu des pistons de rappel qui sont chacun sollicités par un accumulateur hydraulique. Les dimensions désirées de section droite de la pièce sont déterminées à 25 partir de la profondeur de pénétration des outils de forgeage dans la pièce et on doit, par conséquent, pouvoir faire varier la course du piston en vue d'obtenir différentes dimensions de pièces. Dans ce but, il est prévu dans les vérins des machines connues une butée réglable mécaniquement et déterminée par la position de point 30 mort du piston la plus éloignée de la pièce. Du fait que la course = du piston de travail, qui est fonction de la course _du piston de pompe, est toujours constante, on obtient, en faisant varier la position initiale du piston de travail à l'aide de la butée réglable, également une modification de' la seconde position de point mort 35 du piston et, par conséquent, une modification de la profondeur 70 23533 2 20479-85 de pénétration, des outils dans la pièce, auquel cas les pistons de rappel ont pour fonction de faire revenir constamment le piston de travail contre lesdites butées. Cette machine connue présente différents inconvénients. Du fait que les pistons de 5 pompe des quatre vérins sont groupés en un seul endroit, on obtient des tuyauteries de liaison relativement longues entre les cylindres de pompage et les cylindres des vétins. Par suitevdé la compressibilité toujours possible du fluide hydraulique et de la capacité de déformation élastique des tuyauteries sous-l'effet -10 des hautes pressions produites, il existe un risque d'oscillations ou de vibrations dans le circuit hydraulique ainsi formé, ce qui peut poser des problèmes lorsqu'on désire effectuer un . forgeage précisa En outre, on ne peut pas obtenir une construction fermée et compacte. Les pistons de rappel associés aux accu-15 mulateurs hydrauliques augmentent considérablement la complexité de la structure, d'autant p±us qu'il est nécessaire de prévoir des dispositifs de réglage mécanique pour les butées des pistons des vérins. Enfin le remplacement de l'huile de fuite introduit des difficultés. 20 En conséquence, l'invention a pour but de remédier aux inconvénients des réalisations connues et de proposer line machine de forgeage du type précité, qui soit d'une construction relativement simple, qui présente une structure fermée, qui évite au maximum les vibrations dans les circuits hydrauliques et dans laquelle 25 il n'est pas nécessaire de prévoir de butées réglables mécaniquement pour modifier les positions de fin de course des pistons des vérins, de sorte qu'on peut contrôler de façon permanente les cotes de forgeage et éliminer les pertes par fuites. L'invention résoud ce problème du fait que les pistons 30 des vérins sont sollicités des deux côtés, qu'il est prévu, pour chaque paire de vérins immédiatement adjacents, un groupe de pompage fixé latéralement sur le carter de la machine et se composant de deux pompes à gros pistons, ainsi que de deux pompés -à' pistons plus petits et d'un arbre pourvu de deux excentriques et entraî-35 nant, par l'intermédiaire d'un croisillon ou d'une partie similaire une pompe à gros piston et une pompe à petit piston disposée coaxialement à la première pompe, auquel cas les pompes à gros-pistons sont reliées aux chambres cylindriques des vérins correspondant à la surface utile de piston la plus grande et opposées 70 23533 3 2047935 à la pièce, tandis que les pompes à petits pistons, sont reliées aux autres chambres cylindriques des vérins, et que les moteurs d'entraînement des arbres à excentriques des deux groupes de pompage sont synchronisés. Du fait qu'il est prévu pour chaque cou-5 pie de vérins immédiatement adjacents un groupe de pompage, ce dernier peut être placé à proximité des vérins dans le carter de la machine de façon à réduire au maximum la longueur des tuyauteries de liaison entre les cylindres de pompes et les chambres cylindriques des vérins, ce qui permet d'éliminer les volumes 10 intermédiaires de fluide et, par conséquent, d'éviter complètement les vibrations dans les circuits hydrauliques. En outre, on obtient une construction d'ensemble simple, de type fermé et facile à surveiller» Les deux pompes à gros pistons qui sont reliées aux chambres cylindriques des vérins opposés à la pièce et 15 - correspondant à la surface utile de piston la plus grande, règlent la course de travail des pistons de ces vérins, tandis que les pompes à petits pistons, qui sont reliées aux chambres cylindriques des vérins tournées vers la pièce et correspondant aux surfaces utiles de pistons les plus petites, assurent le rappel des 20 pistons de vérins de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir d'accumulateurs pour remplir cette fonction. Du fait qu'une pompe à gros piston et une pompe à petit piston sont à chaque fois disposées coaxialement'et entraînées par le même excentrique, les pistons de ces pompes exécutent des courses orientées en sens 25 opposés de sorte qu'obligatoirement il se produit, pour la course de refoulement d'un des pistons de pompe, une course d'aspiration de l'autre piston ; en conséquence, la sollicitation mutuelle nécessaire des surfaces d'un piston du vérin est réalisée d'une manière simple. La disposition peut être agencée de manière que, 30 en ce qui concerne les deux pompes" à piston entraînées par un excentrique commun, l'une d'elles soit associée à un vérin et la seconde à l'autre vérin, ce qui permet de réduire encore la longueur des tuyauteries de liaison. La marche synchronisée des quatre vérins est assurée en ce que deux vérins sont entraî-35 nés par un arbre à excentrique commun et en ce que les moteurs d'entraînement des deux arbres à excentriques sont synchronisés mécaniquement ou électriquement» Il va de soi que les arbres à 70 23533 4- 2047935 excentriques pourraient également être remplacés par des vilebrequins et que les croisillons pourraient être remplacés par des manivelles ou des organes similaires» De préférence, une soupape de sécurité est associée aux 5 chambres cylindriques des vérins opposées à la pièce et correspondant à la plus grande surface utile de piston. Cette soupape de sécurité réagit lors du dépassement d'une force de forgeage prédéterminée de sorte qu'on peut obtenir avec des moyens simples une sécurité correcte contre les surcharges. 10 Suivant une autre caractéristique de l'invention, les débits de fluide hydraulique passant dans les circuits constitués par les pompes à gros pistons et les chambres cylindriques des . vérins correspondant à la plus grande surface utile de piston, d'une part, et par les pompes à petits pistons et les chambres 15 cylindriques de vérins tournées vers la pièce, d'autre part, sont réglables dans des directions opposées» De cette manière on peut, sans faire intervenir de butée mécaniquement réglable, régler les fins de course des pistons des vérins et, par conséquent, la profondeur de pénétration des outils de forgeage dans 20 la pièce car il va de soi que la réduction du débit de liquide d'un côté des pistons des vérins s'accompagne par une réduction simultanée de débit sur l'autre côté des pistons, en provoquant une manoeuvre correspondante desdits pistons» L'avantage d'un tel réglage hydraulique de fin de course consiste essentiellement en 25 ce que les fins de course des pistons peuvent être également modifiées en cours de marche et qu'il est ainsi possible d'apporter les corrections" pendant le travail de la machine» Pour pouvoir modifier le remplissage des circuits hydrauliques, chacun de ces circuits hydrauliques comporte, 30 suivant une autre caractéristique de l'invention, une pompe de remplissage propre, auquel cas la pompe de remplissage pour le circuit comprenant les pompes hydrauliques à gros pistons et les chambres cylindriques des vérins correspondants aux grandes surfaces utiles de pistons est agencée sous forme d'un pompe réglable 35 présentant une direction de refoulement variable, tandis que les autres circuits sont chacun munis d'une soupape de sécurité» Les pompes de réglage à sens de refoulement modifiable fournissent la possibilité d'aspirer également du fluide hydraulique à partir des circuits hydrauliques considérés de sorte qu'il n'est plus 70 23533 5 2047985 nécessaire, pour éloigner le piston de forgeage de la pièce, d'exercer une pression particulièrement élevée, ce qui serait autrement nécessaire du fait de la faible surface utile du piston, alors que le rapprochement du piston par rapport à la 5 pièce peut être réalisé simplement en opposition à la soupape de sécurité car, pour cette manoeuvre, on utilise la surface utile de piston la plus grandeo Suivant une autre caractéristique de l'invention, le tuyau reliant la pompe de-réglage au circuit hydraulique compre-10 nant la pompe à gros piston débouche dans une lumière de distribution pouvant être obturée par le piston de cette pompe pendant son déplacement de sorte que le tuyau muni d'un accumulateur, d'une soupape de sécurité et/ou d'un organe similaire n'est ouvert par la pompe de réglage que lorsque le piston du vérin 15 exerce sur la pièce une pression de forgeage très faible ou nulle. On obtient ainsi une commande par lumière qui"empêche que la forte pression de forgeage ne s'exerce sur la pompe de réglage ou bien que celle-ci ait à fonctionner en opposition à la pression de forgeage élevée. Pendant que la lu-mi ère de distribution est 20 obturée par le piston de pompe, du fluide est déchargé par l'intermédiaire de la soupape de sécurité ou bien est emmagasiné dans tua ac cumulateur » Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque vérin est muni de capteurs électriques mesurant la pénétration 25 maximale de l'outil de forgeage dans la pièce en correspondance à la position de point mort du piston, et il est prévu un régulateur qui compare les valeurs fournies par les capteurs avec des valeurs imposées1 prédéterminées et qui produit, en cas de différence desdites valeurs, des signaux assurant la manoeuvre automa-30 tique des pompes de réglage. En conséquence, si la position de fin de course des pistons s'écarte, par exemple du fait de fuites de fluide, de la position imposée, la pompe de réglage est manoeu-vrée de manière que cette position imposée soit à nouveau atteinte, ce qui permet d'assurer un contrôle permanent des cotes de for-35 geage. Les pertes de fluide sont compensées en permanence par la pompe de réglage et elles sont; même souhaitables car, le liquide étant automatiquement échauffé en cours de travail, on évite une augmentation excessive de la température par ce complément de 70 23533 6 2047935 remplissage en liquide plus froid» D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite-de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés 5 dans lesquels : La fig. 1 est une vue en coupe simplifiée d'une machine de forgeage, faite perpendiculairement à l'axe de la pièce» La figo 2 est une vue en coupe d'un groupe de pompage suivant II-II de la fig. 1. 10 La fig» 3 représente le schéma hydraulique d'une moitié de machine. Dans 110. carter ou bâti 1 d'une machine à forger, il est prévu quatre vérins hydrauliques 3, 4, 5, 6, disposés radialement par rapport à l'axe de la pièce 2, décalés entre eux de 90° et 15 inclinés de 45° par rapport à l'horizontale ; les outils de forgeage 8 sont fixés sur les pistons 7 cLes vérins directement sur leur côté frontal. Les pistons 7 sont sollicités des deux côtés, auquel cas il est prévu pour deux vérins, à savoir pour les vérins 3, 4-, d'une part, et 5,6, d'autre part, un groupe de pompage 9, 20 10 fixé latéralement sur le bâti de la machine.. Chacun de ces groupes de pompage se compose de deux, pompes à gros pistons 11, 11' ou 12, 12' ainsi que de deux pompes à petits pistons 13, 13' ou 14, 14' les pompes à gros pistons 11, 11' et 12, 12" étant reliées aux chambres cylindriques 15 des vérins 3, 6 opposées 25 à la pièce alors que, par contre, les chambres cylindriques 16 des vérins tournées vers la pièce 2, et présentant.une surface utile de piston bien plus petite, sont reliées aux pompes à petits pistons 13, 13' et 14, 14'. En conséquence, les pompes à gros pistons assurent la course de travail des pistons 7 des 30 vérins hydrauliques 3 à 6, alors que les pompes à petits pistons assurent la course de rappel des pistons 7 dans la position initiale0 Les deux groupes de pompage 9, 10 comportent chacun un arbre 17 muni de deux excentriques 18, les moteurs d'entraîne-35 ment 19 des arbres à excentriques 17 étant synchronisés. Les excentriques 18 sont chacun entourés par une noix qui peut coulisser dans un croisillon 20 portent directement les pistons des pompes de sorte que ces pistons constituent simultanément un guide: pour le croisillon» Une pompe à gros piston 11, 11* ou 12, 12' 70 23533 7 2047935 est placée coaxialement par rapport à une pompe à petit piston 13', 13 ou 14', 14 et elle est entraînée par le même excentrique 8 de sorte que les tuyauteries partant d'un côté du groupe de pompage aboutissent au même vérin et qu'on obtient une sollici-5 tation en sens inverse des deux chambres cylindriques 15, 16 des vérins 3 à 6, En référence à la fig» 3, chacune des chambres cylindriques 15 est associée à une soupape de sécurité 21 qui réagit lors du dépassement d'une pression prédéterminée engendrée pendant la 10 course de travail des pistons 7, à savoir lors du dépassement d'une force de forgeage prédéterminée, et sert de soupape de sécurité aux surchargeso Une modification des fins de course des pistons 7 et, par conséquent, de là profondeur de pénétration des outils dans la pièce, à savoir une modification de la section 15 droite de la pièce, est obtenue par modification du remplissage des circuits hydrauliques formés, d'une part, par les pompes à pistons 11, 11' et les chambres cylindriques 15 et, d'autre part, par les pompes à piston 13, 13' et les chambres cylindriques 16. Dans ce but, il est prévu, pour le circuit comportant les 20 pompes à petit piston 13, 13' et les chambres cylindriques 16, une pompe de remplissage 22 ainsi qu'une soupape de sécurité 23, alors que les circuits se composant des pompes à gros pistons 11, 11' et des chambres cylindriques 25 comportent chacun une pompe de réglage 24 à sens de refoulement variable0 Lorsque le diamètre 25 de la pièce doit être diminué, le liquide débité par les pompes de réglage 24 est refoulé dans les chambres cylindriques 15, tandis qu'un quantité de liquide correspondante est déchargée des chambres cylindriques 16, par l'intermédiaire de .la soupape de sécurité 23. En cas d'augmentation des dimensions de section droite 30 de la pièce, du liquide est pompé par la pompe 22 dans les chambres cylindriques 16, tandis que, simultanément, les pompes de réglage 24 aspirent du liquide à partir des chambres cylindriques 15 par une manoeuvre correspondante. Du fait qu'un remplissage des chambres cylindriques 15 35 pendant une opération de forgeage proprement dite fait intervenir une très grande pression de pompage, les tuyaux 27 des pompes de réglage 24, munis d'un accumulateur 25 et d'une soupape de sécurité 26, débouchent dans une lumière de distribution 28 des pompes /0 23533 8 2047935 à gros pistons 11, 11". Cette lumière de distribution est obturée par les pistons des pompes lorsque les pistons de travail 7 des vérins 3 à 6 exercent une grande pression de forgeage sur la pièce de sorte que les tuyaux 27, partant des pompes de réglage 5 24, ne sont ouverts que lorsque le fluide n'a pas à vaincre une pression excessive dans les circuits hydrauliques considérés» Au moment où les lumières de distribution 28 sont obturées par les pistons des pompes, l'accumulateur 25 ou la soupape de sécurité 26 entrent en action» Pour des marches rapides dans lesquelles 10 aucune opération de forgeage ou de formage de pièce n'est exécutée, il est prévu un tiroir 29 ou un organe similaire qui relie directement le tuyau 27 au tuyau 30 entre les pompes à gros pistons 11, 111 et les chambres cylindriques 15» Les pompes de réglage 24 sont entraînées par un moteur commun 31. 15 Chaque vérin 3 à 6 est muni d'un capteur électrique 32 qui mesure, à chaque fois, la position de point mort du piston correspondant a la pénétration la plus forte de l'outil de forgeage 8 dans la pièce par exploration d'une règle graduée ou d'une partie similaire» Les valeurs de mesure sont transmises, 20 par l'intermédiaire des conducteurs 33, à un régulateur 34 qui les compare à des valeurs imposées prédéterminées et qui, lors de différences entre les valeurs, produit des signaux qui sont appliqués par l'intermédiaire des conducteurs 35 à des dispositifs 36 assurant la manoeuvre automatique des pompes de réglage 24» 70 23533 9 2047935 EEVmDIGATIOm 1. Machine de forgeage comportant quatre vérins hydrauliques décalés angulaire&ent entre eux de 90°, disposés radia-5 lement par rapport à l'axe de la pièce et servant à déplacer les outils de forgeage, machine caractérisée par le fait que les pistons des vérins sont sollicités des deux côtés, qu'il est prévu, pour chaque paire de vérins immédiatement adjacents, un groupe de pompage fixé latéralement sur le carter de la machine 10 et se composant de deux pompes à gros pistons, de deux pompes à petits pistons et d'un arbre pourvu de deux excentriques et entraînant, par l'intermédiaire d'un croisillon ou d'une partie similaire, une pompe à gros piston et une pompe à petit piston disposée coaxialement à la première, les pompes à gros pistons 15 étant reliées aux chambres cylindriques des vérins correspondant à la surface utile de piston la plus grande et opposées à la pièce, tandis que les pompes à petits pistons sont reliées aux autres chambres cylindriques des vérins et que les moteurs d'entraînement des arbres à excentriques des deux groupes de pompage sont 20 synchronisés0 20 Machine de forgeage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une soupape de sécurité est associée aux chambres cylindriques de vérins opposées à la pièce et correspondant à la plus grande surface utile de piston* 25 3o Machine de forgeage suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les volumes de fluide hydraulique se trouvant dans les circuits hydrauliques constitués, d'une part, des pompes à gros pistons ainsi que des"chambres cylindriques des vérins correspondant à la plus grande surface 30 utile des pistons et, d'autre part, des pompes à petits pistons et des chambres cylindriques de vérins tournées vers la pièce, sont réglables en sens inverses0 4. Machine de forgeage suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que chaque circuit hydraulique comporte 35 une pompe de remplissage propre, les pompes de remplissage associées aux circuits hydrauliques comprenant les pompes a gros pistons et les chambres cylindriques de vérins correspondant aux 70 23533 10 2047935 grandes surfaces utiles des pistons étant agencées sous forme de pompes de réglage à sens de refoulement variable, tandis que les autres circuits sont munis d'une soupape de sécurité0 5o Machine de forgeage suivant l'une des revendica-5 tions 3 et 4, caractérisée par le fait que le tuyau reliant une pompe de réglage à l'une des pompes à gros pistons débouche dans une lumière de distribution pouvant être obturée par le - piston de cette pompe pendant son déplacement, de sorte que le tuyau de la pompe de réglage qui est muni d'un accumulateur, d'une soupape 10 de sécurité et/ou d'organes similaires est ouvert seulement lorsque le piston du vérin correspondant n'exerce qu'une pression de forgeage faible ou nulle sur la pièce. 6o Machine de forgeage suivant l'une des revendications 3 à 5} caractérisée par le fait qu'il est prévu un tiroir recou-15 vrant la lumière de distribution et reliant directement le tuyau partant de la pompe de réglage au tuyau étaolissant une communication entre une pompe à gros piston et la chambre cylindrique du vérin correspondant,, 7<> Machine de forgeage suivant l'une des revendications 20 3 à 6, caractérisée par le fait que chaque vérin est muni d'un capteur électrique détectant la position de point mort du piston correspondant à la plus forte pénétration de l'outil de forgeage dans la pièce et qu'il est prévu un régulateur qui compare les valeurs fournies par les capteurs avec des valeurs imposées prédé-25 terminées et qui, en cas de différences entre ces valeurs, transmet des signaux en vue d'assurer la manoeuvre automatique des pompes de réglageo