Brevet FR2090391A1 — publié le 19720114

i 2090391 La présente invention se rapporte à une presse à forger pour viroles de cuves de grandes dimensions, comprenant un mandrin fixe et un outil de forgeage qui est mis en mouvement par rapport à ce mandrin par dés vérins. Dans une presse déjà connue du fait de la revue "Iron Steel Engineering" 5 40 1963/2 page 1939/140, on utilise comme outil de forgeage un pilon à mouvement alternatif horizontal, ce qui présente un inconvénient dans le cas des viroles de grandes dimensions, en raison des grandes forces de pression, nécessitées par cette forme de construction. Il est également connu par la demande allemande D.A.S, n° 1.171.245, de forger une.pièce de grande longueur 10 au moyen de barres foulantes mues symétriquement par des mécanismes d'entraînement à manivelles ou excentriques et présentant une surface de forgeage incurvée en arc. Le but de l'invention est de permettre de réaliser dcâ viroles de cuves de 5 à 10 m de diamètre et d'environ 4 m de hauteur, d'un poids pouvant 15 atteindre environ 200 tonnes pour la construction des cuves de grandes dimensions. La presse à forger doit permettre une manipulation facile et être capable de travailler avec des forces de pression relativement faibles. Jusqu'à présent, les plus grandes des viroles de cuves qu'on vient de citer ne pouvaient pas être réalisées avec les presses de la technique classique 20 parce que le passage libre des presses était de trop faible dimension. Jusqu'à présent ces grandes viroles de cuves sont formées par soudage de segments préalablement cintrés en arc de cercle. Les segments sont préalablement cintrés en arc de cercle sur des presses à cintrer, cette opération ne cintrant que la partie centrale de la tôle, pour des raisons de technique du 25 procédé tandis que.les deux extrémités restent rectilignes et doivent être éliminées après le cintrage. Par ailleurs, les segments à souder doivent être préparés pour le soudage par formation de bords propres. Pour les tôles d'une épaisseur de 200 à 270 mm par exemple, cette préparation exige un usinage considérable par enlèvement de copeaux, qui implique une perte de matière 30 également considérable. Le soudage lui-même doit être exécuté, avec un soin extrême et sous contrôle constant notamment dans le cas des cuves pour réacteurs. La perte de temps est considérable parce que les machines à souder même les plus modernes ne peuvent déposer qu'environ 3 kg de métal d'apport par heure sur les cuves finalement, le grand nombre des joints soudés pose un problème 35 métallurgique difficile à résoudre, notamment au point de rencontre de deux joints soudés. Comparativement à la fabrication de viroles à partir de segments, le forgeage des viroles élimine la majeure partie des joints soudés problématiques et coûteux. 71 19136 2 2090391 L'invention a pour objet une presse du gence cité plus haut qui est caractérisée en ce qu'elle comprend comme outil de forgeage, une barre foulante, à surface travaillante incurvée en arc, disposée verticalement, et qui est mise en mouvement par deux vérins à piston et cylindre superposés, d'une façon 5 qui fait rouler la surface travaillante de l'outil dans un plan vertical, le plongeur de chaque vérin étant relié à la barre foulante par deux articulations capables de transmettre la force. Dans l'utilisation de la presse suivant l'invention, la virole est posée horizontalement et elle est forgée progressivement sur toute sa hauteur 10 par foulage. Le déplacement, c'est-à-dire la rotation de la virole, est avantageusement assuré par un dispositif manipulateur dont le principe fait l'objet d'une autre demande de brevet de la demanderesse. Le déplacement de la virole s'effectue par un mouvement dont la direction forme un angle aigu avec la direction du forgeage, et qui est accompagné d'un mouvement simultané 15 d'éloignement de la face interne de la virole par rapport au mandrin. Dans cette manoeuvre, la barre foulante exerce sur la virole un moment tendant à faire tourner cette dernière en sens inverse, la virole s'appuyant à ce moment sur le mandrin par sa face interne dans une zone décentrée. Dans le cas de la presse suivant l'invention, qui permet de travailler des viroles extrêmement 20 lourdes, il est avantageux d'utiliser pour le rappel un vérin auxiliaire qui peut également être utilisé lorsque la matière de la virole est encore molle. Il est encore possible de monter une barre foulante à surface travaillante incurvée en arc de cercle de manière qu'elle tourne autour du centre de l'arc de cercle et de monter ce centre de façon qu'on puisse le faire 25 monter et descendre. Toutefois, la solution apportée par la présente invention est plus rationnelle et moins encombrante. Pour permettre le mouvement de feulement et réduire la distance verticale qui sépare les deux points d'attaque des vérins sur la barre foulante qui se présente lorsque les deux points d'attaque ne sont pas disposés l'un au-dessus de l'autre dans un même plan 30 vertical, les vérins peuvent être montés oscillants. Toutefois, il est nécessaire d'interposer entre la barre foulante et les plongeurs des vérins, qui travaillent dans une direction rectiligne rigide, deux articulations capables de transmettre la force puisque, en raison de la forte pression exercée sur la virole par la barre foulante^ cette dernière ne peut pas glisser vers le 35 haut ni vers le bas. 71 19136 3 2090391 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels ; la figure 1 est une vue de côté d'une presse à forger à barre 5 foulante; la figure 2 est une vue de dessus d'un manipulateur de virole utilisé pour le forgeage à la barre foulante, Dans une presse suivant la figure 1, un mandrin 2 de section circulaire, disposé verticalement, est enfilé dans la virole à forger 1, qui est 10 posée horizontalement. Ce mandrin 2 constitue l'une des branches d'une structure en U sur la poutre inférieure de liaison 3 de laquelle s'élève verticalement une barre foulante 4. La barre foulante 4 est articulée à son extrémité inférieure sur un i-oulisseau 5 qui prend appui sur la poutre de liaison 3 de façon à pouvoir coulisser sur cette dernière et à pouvoir être dégagé verti-15 calement de cette poutre par soulèvement. La barre foulante 4 présente une surface travaillante ou de forgeage 6 incurvée en arc de cercle et qui comprime la virole 1 contre le mandrin 2. La deuxième branche de la structure en U est constituée par une poutre 7 sur laquelle sont montés rigidement dans des positions superposées 20 deux vérins à piston et cylindre 8, 9 à axe horizontal. A chacun des plongeurs des vérins 8, 9 est articulée au moyen d'une articulation 10 capable de transmettre la force, une bielle intermédiaire 11 qui est de son côté articulée sur la barre foulante 4 par l'intermédiaire d'une articulation 12 également capable de transmettre la force. 25 Les extrémités supérieures de la poutre 7 et du mandrin 2 sont maintenues assemblées par un tirant 13 qui est articulé sur la poutre et qui coiffe un téton 2a du mandrin. Les vérins 8, 9 sont à commande hydraulique, les conduites d'arrivée du liquide qui commandent la course de foulage et le retour étant reliées à une source de fluide sous pression 16 par des distri-30 buteurs 14 et 15 respectivement. L'introduction du fluide sous pression dans les cylindres des vérins 8, 9 et son évacuation sont commandées de manière que la surface travaillante incurvée 6 de la barre foulante 4 produise une surface verticale sur la virole 1. Le piston de presse qui commande une opération de forgeage 35 positif doit décrire un mouvement-dégressif, c'est-à-dire que., dans une opération de forgeage qui progresse de bas en haut, il doit avancer tout d'abord relativement rapidement puis de plus en plus lentement. La courbe du débit d'évacuation du cylindre de réaction possède une allure opposée à celle de la 71 19136 4 2090391 courbe de débit du cylindre forgeant, les courbes étant identiques par ailleurs. Les distributeurs 14 et 15 sont commandés suivant un programme qui reste toujours identique pour un rayon de courbure déterminé de la surface travaillante de la barre foulante. Les débits sont corrigés au cours du mouve-5 ment de forgeage. Cette correction est rendue possible par le fait que chaque course de foulage dure plusieurs secondes. La figure 2 représente un dispositif manipulateur qui peut être utilisé pour la virole 1 interposée entre le mandrin 2 et la barre foulante 4. Ce dispositif manipulateur comprend un mécanisme hydraulique moteur 17 au 10 moyen duquel la virole peut être déplacée par un mouvement formant un angle aigu avec la direction du forgeage. Cet angle est au moins inférieur à 90°. En face du mécanisme hydraulique moteur, est prévu un vérin auxiliaire 18, disposé coaxialement au mécanisme hydraulique moteur et dont le piston plongeur exerce sa pression sur la virole 1. Ce vérin auxiliaire 18 a pour fonction de 15 renforcer le couple de rappel et de centrage de la virole, qui s'exerce entre le mandrin 2 et la barre foulante 4 en mouvement. Pour déplacer la virole 1, on recule tout d'abord la barre foulante 4 au moyen des deux vérins 8, 9. Ensuite, le mécanisme hydraulique moteur 17 pousse la virole de façon que sa face interne s'écarte du mandrin 2. 20 Ensuite, la virole 1 est repoussée et bloquée contre le mandrin 2 par la barre foulante 4 qui est inclinée vers la droite. Le couple de rappel centreur qui est engendré dans cette manoeuvre est renforcé par le vérin auxiliaire jusqu'à ce que la virole soit à nouveau disposée symétriquement. Ensuite, la presse entre en action pour une nouvelle opération de forgeage par foulage. 25 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 71 19136 5 2090391 REVENDICATIONS 1. Presse à forger pour viroles de cuves de grandes dimensions, comprenant un mandrin fixe vertical et un outil de forgeage qui est mis en mouvement par rapport au mandrin par des vérins, cette presse étant caractérisée en ce qu'elle comporte comme outil de forgeage, une barre foulante à surface 5 travaillante (incurvée en arc, disposée verticalement et qui est mue par deux vérins superposés, d'une façon qui fait rouler la surface travaillante de l'outil dans un plan vertical, le plongeur de chaque vérin étant relié à la barre foulante par deux articulations capables de transmettre une force. 2. Presse selon la revendication 1, équipée d'un dispositif manipulateur 10 pour le déplacement de la virole, caractérisée en ce que le déplacement de la virole s'effectue par un mouvement dont la direction forme un angle aigu avec la direction du forgeage et qui est accompagné d'un mouvement simultané d'éloignement de la face interne de la virole par rapport au mandrin, un vérin auxiliaire étant prévu pour renforcer le couple de rappel tendant à recentrer 15 la virole, qui s'exerce entre le mandrin et la barre foulante. 3. Presse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le mandrin et une poutre qui porte les vérins font partie d'un cadre qui s'ouvre par relèvement d'un tirant et qui absorbe les couples de flexion.