Brevet FR2098261A1 — publié le 19720310

La présente invention concerne un dispositif pour fabriquer des pignons coniques sans formation de copeaux à partir d'un métal, par exemple de 1!acier, à l'aide à1une matrice contenant le moule de pignon conique et d'un poinçon de compression» 5 On sait déjà fabriquer des pignons coniques par forgeage à chaud d'une ébauche métallique dans un outil constitué d'un poinçon, d'une matrice et d'un contre-poinçon» le volume de l'ébauche est choisi, dans ce procédé, supérieur au volume du. moule intérieur à remplir ou du pignon conique terminé de fabrication» Le volume 10 de matière en excès doit empêcher que les parties d'outil trempées viennent buter l'une contre l'autre et soient endommagées dans la phase de compression ; on doit choisir ce volume suffisamment grand pour que d'une part la protection des parties d'outil contre un choc brutal soit garantie et pour que d'autre part la matière 15 en excès qui doit être à nouveau enlevée après la phase de compression reste limitée à un minimum pour des raisons de rentabilité Pour la mise en forme d'une ébauche et d'un outil de compression de la denture, on est partie du principe que la matrice de formage doit être remplie à partir de la zone de petit diamètre 20 du pignon conique» Cela signifie que la matière en excès se trouve dans la zone de grand diamètre du pignon conique» Dans l'outil, on doit d'une part prévoir une place suffisante pour la réception de ce volume de matière et d'autre part on doit empêcher que la matière en excès arrive avant la terminaison du remplissage du 25 moule de pignon conique sur la paroi cylindrique de la matrice et empêche le formage ultérieur par compression du profil de denture. On connait déjà des constructions d'outils dans lesquelles l'intervalle de séparation entre le poinçon et la matrice passe par la grande surface frontale du pignon conique. Les dents de la 30 matrice sont tournées en correspondance à la forme du cône arrière à partir du cercle de base ou primitif de la denture. En conséquence les pointes de dents pénètrent librement, dans la zone du grand diamètre de pignon, dans la cavité interne de la matrice» Le poinçon rigide comporte sur sa surface de travail une rainure de 35 forme annulaire qui doit empêcher que les pointes de dents pénétrant dans la cavité interne de matrice soient soumises à des sollicitations excessivement élevées» La matière en excès constitue dans ce cas sur la grande surface frontale du pignon conique un bourrelet qui peut se former du fait de la prévision d'une 40 autre rainure annulaire ménagée dans la surface de travail du 70 46308 2 2098261 poinçon» Cette construction présente de gros inconvénients» Le poinçon exerce une compression» bien qu'il comporte une rainure de décharge, sur la surface conique arrière de la denture avec un pourcentage relativement grand de la force totale de la presse et 5 il réduit ainsi considérablement la durée de service de la matrice. L'invention a en conséquence pour but de fournir un dispositif de fabrication de pignons coniques qui permettent d'obtenir une plus grande durée de service de la matrice et qui fassent en sorte que le volume de matière en excès reste limité à un 10 minimum» Ce problème est résolu suivant l'invention dans un dispositif du type précité en ce que le poinçon de presse se compose d'un poinçon intérieur transmettant la force de formage nécessaire à l'ébauche métallique et d'un guide entouiant coaxialement ce poinçon intérieur et déplaçable axialement» Suivant un mode 15 de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la surface du poinçon intérieur transmettant la force de formage à l'ébauche est inférieure à la grande surface de base du cône du pignon fabriqué» En conséquence, on eBt assuré que la force de compression n'agisse pas sur la surface arrière de la denture et 20 ne sollicite pas additionnellement celle-ci pendant l'opération de fabrication. Le guide de poinçon déplaçable axialement s'appuie avant le début de la phase de compression sur la surface arrière de la denture» On évite ainsi que la matière subisse des modifications 25 de forme dans le sens radial sous l'action de la force exercée par l'intermédiaire du poinçon intérieur avant qu'elle ne pénètre dans la cavité interne de la matrice. Le moule de denture se remplit par conséquent graduellement de matière en commençant par la zone de petits diamètres du pignon conique. Le volume de matière 30 de l'ébauche peut, par utilisation de cet outil, être lié au volume du moule intérieur de matrice de façon que théoriquement on n'ait pas besoin de faire intervenir d'excès de matière» Cependant fcui pratique le volume de matière à mettre en oeuvre est légèrement supérieur.au volume du moule intérieur de matrice afin 35 de pouvoir absorber des variations de poids de la charge conditionnées par le processus de fabrication. Le volume de matière en excès sort de la cavité interne de la matrice à la fin du processus de compression entre la matrice et le poinçon et il soulève alors légèrement le guide de poinçon mobile axialement. La force 40 de fermeture exercée sur le manchon de guidage de poinçon est 70 46308 3 2098261 choisie suffisamment grande pour que ce manchon soit soulevé par la matière en excès aussitôt après la terminaison du remplissage de la matrice. L'invention sera mieux comprise en regard de la description 5 ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'inventions dessins dans lesquels % les fig. 1 et 2 représentent des coupes de deux modes de réalisation du dispositif de fabrication de pignons coniques suivant l'invention, la moitié de gauche montrant la position du poinçon 10 avant le formage et la moitié de droite la position du poinçon après le formage. La matrice 2 est fixée d'une manière connue sur la table de presse 1. Pour assurer le formage de l'ébauche 3, il est prévu un poinçon 4' qui est entouré par un manchon de guidage 8 qui est 15 mobile axialement par rapport au poinçon 4. Après introduction de l'ébauche 3 dans le moule de matrice 7, le guide-poinçon 8 obture avant le début de la phase de compression la cavité interne du moule de matrice 7 du côté d'entrée. L'ébauche 3 est comprimée dans le moule de matrice 7 au cours du 20 mouvement du poinçon 4 par rapport à la matrice 2, le moule 7 se remplissant de matière à partir du petit diamètre du pignon coniquec Le volume de matière en excès 9 sort, à la fin du processus de formage, entre le moule de matrice 7 et le guide-poinçon 8 A cet effet, le guide 8 se soulève légèrement de sa position au 25 début de l'opération de compression et il laisse un intervalle de passage pour la matière sortant du moule 7. Le pignon conique 5 terminé de formage est ensuite éjecté du moule intérieur de matrice à l'aide de 1'électeur 6. Dans l'exemple considéré, on a décrit un dispositif dans 30 lequel la matrice 2 est fixée rigidement sur la table tandis que le poinçon 4 est fixé sur un poussoir j il peut cependant être également avantageux de fixer le poinçon 4 sur la table de presse 1 et la matrice sur le poussoir de presse mobile. Cette dernière disposition peut par exemple être avantageuse lorsqu'on utilise un 35 dispositif d'introduction qui nécessite un arrêt mécanique de l'ébauche avant le début de l'opération de compression, par exemple dans le manchon de guidage de poinçon. Sur la Fig. 2, on a montré comment l'outil était agencé dans ce cas» Il existe plusieurs possibilités de génération de la force de 40 fermeture» Dans de nombreux cas, il est avantageux que la force de 70 46308 4 2098261 fermeture soit maintenue constante pendant le processus de compres sion ; dans ce cas, on transmet la force de fermeture hydraulique-ment au guide-poinçon. On choisit cette solution lorsqu'il est nécessaire d'obtenir -une force de fermeture réglable et adaptable aux différentes conditions de fabrication. Dans de nombreux cas, il est cependant suffisant de transmettre la force à l'aide de ressorts mécaniques. La force varie alors pendant le processus de formage en correspondance à la caractéristique du ressort» 70 46308 2098261 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour fabriquer des pignons coniques sans formation de copeaux à partir d'un métal, par exemple de l'acier, à l'aide d'une matrice contenant le moule de pignon conique et d'un 5 poinçon de compression, caractérisé en ce que le poinçon de presse se compose d'un poinçon intérieur transmettant la force nécessaire de formage à l'ébauche métallique et d'un guide entourant coaxia-lement le poinçon intérieur et déplaçable dans la direction axiale de ce dernier. 10 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface du poinçon intérieur transmettant la force de formage à l'ébauche est inférieure à la grande surface de base du pignon conique fabriqué. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 15 le guide du poinçon de presse est sollicité par une force agissant axialement. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la force de fermeture conserve une grandeur constante pendant le processus de formage et est réglable avant le 20 début du processus de formage. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la force de fermeture est variable pendant le processus de formage» ê