Brevet FR2096682A1 — publié le 19720225

La présente invention est relative à une machine d'un type nouveau, destinée à forger des volutes sur des barreaux nétalli- ques. Il est déjà Connu de forer une volute en partant d'un bar rea@ métallique rectiligne. Lorsque l'enroulement de la volute s'étend sur près de 700 , c'est-à-dire environ deux tours, les procédés traditionnels de fabrication consistent à orocoder en plusieurs opérations, Généralement, on com@ence par refouler à chaud les extrémités du barreau Ensuite, on enroule sur pratiquement un tour, une première partie de la volute.Le barreau est repris avec un autre outillage, puis on enroule le deuxième tour de la volute On comprend que la suite de ces opérations conduise à un prix de revient très élevé De plus, la reprise effectuée entre le premier et le deuxième enroulement, laisse apparaître sur le métal un "croquage", ctest~àZdire un plat qui produit un effet disgracieux sur le barreau terminé. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en utilisant une machine d'un type nouveau qui permet de forger en une seule opération au moins une volute sur un barreau rectiligne Ce procédé automatique permet d'obtenir un barreau dont la volute est exempte de tout défaut d'as@ect. Bien @ieux, la machine selon l'invention permet, toujours en une seule opération, de forger automatiquement deux volutes sur un mêrne barreau, ctest-:-dire une volute È chauue extrémité. Une Tachine 4 forger des volutes selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend deux cames à colimaçon places dans un êie plan, l'une au centre de l'autre, la ce intérieure étant entratnée en rotation tandis qu'un système de cliquet @ermet de la relier, apyres une rotation de presque un tour, à 1,. came extérieure Glui est alors entraînée à son tour, Suivant une autre caractéristique de l'invention, le point d'accrochage de l'exirémité du barreau placé à la partie centrale de la c c int-rieure, est légèrement excentré par rapport @ l'axe de rotation de cette came, de @hière à provoquer au début de l'enroulement, le refoul@@ent de l'extrémité du barreau motallique. One caractéristique sup@lémentaire de l'invention, prévue lour forger simultanément de@@ volutes, une à chaque extrélllité d'un morne barreau, consiste à prévoir deux têtes de forgeage du genre @r@cité, à cames en colimaçon, l'une de ces têtes étant montée à poste fixe tandis que l'autre peut coulisser librement sur des glissières, l'entraînement en rotation des deux cames centrales s'effectuant par un arbre de commande à axe parallèle à la direction de coulissement, cet arbre de commande entraînant en rotation des pignons dont au moins un cuulisse sur lui, ces pignons commandant les cames intérieures des têtes.Suivant une caractéristique possible de l'invention, l'arbre d'entraînement cst à section transversale polygonale, et il est solidaire du pignon entraînant la came intérieure de la tête fixe, alors que coulisse sur lui le pignon d'entraînement de la came de la tête coulissante Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'inven tion. Fig. 1 1 est une vue on plan de la ce intérieure à colima- on d'une tête de forgeage selon l'invention. Fig 2 est une vue en plan de la came extérieure correswon- dante Fig. 3 est une vue en plan avec arrachement partiel do l'assemblage des deux ci es et de leurs plateaux. Fig. 4 est une coupe suivant IV-IV (fig. 3). Fig. 5 à 8 illustrent le fonctionnement de la tête de forgeage pour la fabrication d'une volute Fig. 9 est une vue @artielle en perspective avec coupe suivant IV-IV (fig. . 3 et 4) illustrent le fonctionnetilent du cliquet qui relie les deux ces, Fig. 10 à 12 montrent divers types de volutes susceptibles d'être fors automatiquement selon l'invention. - Fig. 15 est une vue en plan d'une machine automatique selon l'invention comportant deux têtes de forgeage pour fabriquer si@ultanément deux volutes aux extré@ités d'un même barreau. Fig. 1 est une ce suivant XIV-XIV (fig. 13) Fig. 15 montre une veriante à @@@@tre têtes de forgeage @@ontées en ligne. Fig. 16 illustre une autre v@ri@nte à quatre @ostes pour la fa@ rication de cadres fe@@és. On @ représenté sur la fig. 1 une c@@e en coli @@on @ @@i est @ixée sur un plateau 2. Le profil de cette ca@e en coli @@on 1 présente la particularité de co@porter un oreux 3 situé dans sa zone centrale, @ais avec une légère excentration 4 par rapport à axe 5 autour duquel tourne l'ensemble de la came 1 et de son plateau 2.L'extérieur 6 de l@ came @ a un profil en spirale ou en coli@@@on @ui se continue jusqu'@ un bord 7 situé sur la @é- ri@hérie du plate@u 2. On a représent@ sur la Fig. 2 une autre came ou o@@@e o@@té- tieure o @ui est fixée zur un @lateau 9. Le plateau 9 po@s@de ou son contre une dé@ression cyli@dri ue 10 dans 1@ @@elle peut venir s'adapter le plater@ 2 (Fig. 4).Lorsque le @l. teau @ est @insi @onté dans le plateau 9, les faces supérieures de ces deux plateaux se trouvent dens un même plan 11, tandis que la came extérieure 8 et la came intérieure 1 sont placées elles @assi au même niveau, l'une à l'intérieur de l'autre. La face extérieure 12 de la came @ elle aussi un profil en spirale ou en colimaçon, qui présente la particularit@ de prendre la suite du profil 6 (came 1), lorsque le bord de sortie 7 de i came 1 se trouve exac@e@ent on face du bord d'attaque 13 de la came 8 ig. 1, 2 et 7). tar ailleurs, deux crans 14 et 15 sont creuses cote à cote sur la périphérie du plateau 9 (lig. e). Ces crans sont utilisés s pour positionner le möcanisme au début ou a la fin d'un cycle de forgeage. Pour cela, la machine comporte un levier 16 (fig. 5) artic@lé autour d'un axe fixe 17 et so@mis a l'action de rappel d'un ressort 18.Ce levier 1.6 est pourvu ? son extrémité d'un galet 19 qui roule consta@mment sur la périphérie 20 (fig. 2 et 8) du plateau 9, avant de venir s'engage@ dans l'un ou l'autre des crans 14 ou 15 (fig. 5 et 13). Le plateau 2 est solidaire par un @oyeu el (fig. 4) d'un flasque d'entraînement 22 @elié à des moyens moteurs d'un type connu, non représentés. Ainsi, quand on entraîne le flasque 22 en rotation autour de l'axe général 5 de l'ensemble, ce mouvement est suivi par le moyeu 21, le plateau 2 et la came 1. Par ailleurs, un système de cli@uet permet de relier @ventuellement le plateau 9 au flasque 22. Pour cela, on prévoit sur la face supérieure du flasque 22, un cran creusé avec une face d'accès 23 oblique (fig. 9) et une Face de butée 24 située dans un plan diamétral du flasque 22. Sur la face supérieure de ce flasque, prend appui l'extrémité d'un cliquet constitué par une tige coulissante 25 mobile à l'intérieur d'une poignée 26 qui surmonte la came S dont elle est solidaire. Un ressort non représenté rappelle élastiquement le cliquet 25 vers le bas, ceest-a-dire de façon à repousser son extrémité en appui sur la face -supérieure du flasque 22. Le cran 23, 24 est orienté de façon que, lorsque le plateau 2 et la caue tournent dans le sens normal prévu pour l'enroulement de la volute (fig. 3, flèche 27), le cliquet 25 rencontre d'abord la face oblique 23, puis la face verticale de butée 24. La tête de forgeage selon l'invention est complétée par un système d'alimentation anti-retour qui est illustré par exemple sur la fig. 5. Ce système comprend quatre galets 28 montés deux deux en opposition, et tournant fous sur des axes fixes 29. L'écartement entre deux galets 28 d'une même paire est égal à l'épaisseur 30 du barreau métallique 31 qu'on se propose de for- ger. Ainsi, le barreau 31 peut avancer enroulant entre les galets 28 qui le maintiennent en orientation. De plus, entre les deux paires de galets 28, on place de part et d'autre du barreau 31, un sabot fixe 32 et un sabot mobile 33. Ce dernier est solidaire d'un levier coudé 34 qui oscille autour dlun axe fixe 35. Un ressort de compression 36 tend à serrer le patin 33 sur le barreau 31, en faisant basculer le levier 34.Le bras de ce levier qui porte le patin 33 est incliné vers l'avant en direction du barreau 31, c'est-à-dire que ce bras 37 est décalé obliquement vers l'avant (flèches 38) par rapport à la perpendiculaire qui serait abaissée de l'axe 35 sur le barreau rectiligne 31. Par conséquent, le ressort 36 tend à serrer le sabot 33 sur le barreau 31 et sur le sabot fixe 32, l'amplitude de ce mouvement étant limitée ar une butée de réglage 39 .montée de façon excen trée autour l'un axe fixe 40. Ce mécanisme constitue un systèrne anti-retour. En effet, si lon fait avancer le barreau 31 dans la direction de la flèche 38, cela tend à soulever le satin 33 en comprimant le ressort 36, tandis que le levier 34 s'loigne de la calle de butée 39.Si par contre on cherche à faire reculer le barreau 31 (on sens inverse de la flèche 38), l'action d'arc-bouteíllent du d-i sabot 33 jointe à effet de rappel du ressort 36 maintient le barreau 31 solide tuent serré contre le patin fixe 32, tandis que la butée réglable 39 limite l'amplitude du mouvement Le fonctionnement est le saîvant Dans une première phase, on fait avancer le barreau rectiligne 31 jusque dans le creux central 3 de la came intérieure 1 présentée en position d'ouverture (fig. 5). A ce mondent, le pla teau 9 et la came 8 sont immobilisés s par le galet 19 engagé dans le cran 14. Dans la hase suivante, le moteur entralne le plateau 2 de la came 1 en rotation dans le sens de la flèche 27 (fig. 6). Cela provoque dans un premier temps, le refoulement de l'ext mité du barreau 3, et fait apparaître à cet endroit une zone renflée 41. Comme précédemment indiqué, cela résulte de l'excentration 4 du logement 3 Jar rapport à l'axe 5 (fig. 1). La rotation de la came 1 provoque l'enroulement du barreau 31 sur la face extrieure en colimaçon 6 (fig. 6) tandis que la face supérieure plane du flasque 22 coulisse sans l'entraîner sous l'extrémité du cliquet 25 (fig. 9). Dès que la came 1 a tourné presque d'un tour, c'est-à-dire lorsque son bord 7 vient en face du bord d'attaque 13 de la came extérieure 8 (fig. 3), le cran 23, 24 reçoit le cliquet 25 qui y tombe, si bien que désormais le flasque 22, le plateau 2 et la came 1 entraînent en rotation avec eux le plateau C; et la came S (fig. S). Cela provoque la sortie du galet 19 hors des crans 14 et 15 tandis que le barreau métallique 31 continue en s'enrouler en spirale, sans discontinuité, sur la came 1 puis sur la came 8. L'avancement du barreau s'effectue automatiquement sous l'cffet de la traction, entre les patins 32 et 33. Finalement, on obtient un barreau 31 possédant à son extrémité une volute d'enroulement double. La machine selon l'invention permet de présenter à nouveau l'autre extrémité de ce même barreau pour y forger une seconde volute. On peut ainsi obtenir des volutes du genre illustré sur les nigo 10, 11 et 12. Dans le cas de la fig. 10, le barreau 31 est forger en S avec deux volutes 42 et 43 de mêmes dimensions.Dans le cas de la fis 11, les volutes 4e et 44 sont enroulées en sens inverse sur des outillages différents, ce qui permet d'obtenir un barreau 31 en Or Dans le cas de la fig. 12, on a@ilise encore deux outiliages différents pour forger le barroau 31 suivant un profil @@ @, avec deux volutes 42 et 45 @@ant des @inensions diff@rentes. Suivant une autre caractéristique do i 42 et 43 ou 42 et 44 ou encore 42 et 45 d'un même barreau (fig. 10, 11 et r3). Pour cela, on utilise deux têtes de forgeage du genre qui vient d'être décrit. La première tête A (fig. 13 et 14) est montée à poste fixe. Cela signifie que son axe de rotation 5 est fixe par rapport au bâti 46 de la machine. Comme précédemment, elle comprend une came en colimaçon intérieure la et une came en colimaçon extérieure 8a. Un galet 19a assure le positionnement du plateau 9a en début et en fin de cycle. Le flasque 22a qui entraîne en rotation la came intérieure la est munie d'une denture conique centrée sur l'axe de rotation 5a, cette denture engrenant avec celle d'un pignon d'attaque 47. Ce pignon est calé sur un arbre de commande 48 qui s'étend per @endiculairement à l'axe de rotation 5a de la tête A. La racine de forgeage comporte par ailleurs une seconde tête B alunie elle aussi d'un ensemble du genre décrit. Cette tête B comprend nota lent une cae en colimaçon intérieure lb et une caille en colimaçon extérieure 8b. Le flasque 22b qui entraîne en rotation la came intérieure lb est uni d'une denture conique 49 susce-ptible d'engrener sur celle de l'un ou l'autre des deux pignons d'attaque coniques 50 et 51 d'un coulisseau 52. Ce coulisseau coulisse librement le long de l'arbre 48 dont il est par ailleurs solidaire en rotation Pour cela, on peut conférer à l'arbre 48 une section trassversale hexagonale 53, ou bien unie de cannelures. L'ensemble de la tête B est porté par un chariot 53 capable de coulisser sur deux barres glissières 54 montées a poste fixe, parallèlement à l'arbre tournant d'attaque 48. Le fonctionnement de cette variante est le suivant L'arbre 48 tournant dans une celt@ine direction, il entraîne en rotation les cames la, puis 8a de la tête A. Si le co@lisseau 52 enclenche le @ignon 50 sur la denture 4S, les carnes lb puis 8b de la tête B sont entraînées un rotation d dans le même sens Cela permet de forger un barreau en S (fig. 10 et 12). Si par contre c'est le pignon 51 qu'on enclenche sur la denture 49, les comes 1b et @b tournent en sens inverse des comes 1a et @a, ce qui pe@@et de forger un barreau en C (fig. 11).De toute façon, au fur et @esure rue le barre@u s enroule ueiis les c@@es de l'une et l'autre des têtes @@ et @, il exerce une t@@@tion sur la tête B qui se rapproche de la tête fi@@e @@ en coulissant sur les glissières 54 (fig. 13, flèches 55). On voit que la machine selon l'invention, a une ou deux têtes, se prête à un fonctionnement entièrement automatique. Par ailleurs, l'enroulement de d@aque volute s'effectuant de fa- @on continue, on n'observe @uoun déf@ut d'@spect t@ut @ lo@@ de l'enr@alement. Cette machine à double tête de @orgeage @ @@lateau tournant peut également effectuer des opérations simultanées en équipant les platcaux tournants d'outillages bien adaptés po@r le coudage, le cintrage, le roulage, ou pour 1 tube, le fil, et @utres profils utilisés pour la fabrication d'articles divers. En plus, le nombre des têtes à plateau to@rnant A, B, C, D, etc... pouvant se monter sur les gli@sières de guidage sora illimité, constituant en somme plusieurs postes de travail en ligne (fig. 15). Ces machines peuvent également se jumeler par paires, c'està-dire qu'on peut disposer côte à côte deux @achines A et B puis C et D à @cartement 56 variable ; cette possibilité copstitue un ensemble à 4 postes de pliage, réglable pour l'exécution de cadres fermés 57 et autres @rticles c. tartir d'un barreau rectiligne 31. R E V E N D I C A T I O N S 1- Machine à forger des volutes partir d'un barreau rectiligne, caractérisée on ce qu'elle comprend deux cames à coli@açon placées dans un même plan, l'une au centre de l'autre, la came intérieure étant entraînée en rotation tandis qu'un système de cliquet permet de la relier, aprés une rotation de presque un tour, à la came extérieure qui est alors entraînée son son tour. 2- Machine à forger des volutes suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le point d'accrochage de l'extrémité du barreau placé à la partie centrale de la came intérieure, est légèrement excentré par rapport à l'axe de rotation de cette came, de maniére à provoquer au début de l'enroulement, le refoulement de l'extrémité du barreau métallique. 3- Machine cl forger les volutes suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'alimentation du barreau s'effectue cl travers un système anti-retour. 4 Machine in forger suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le système anti-retour pour l'alimentation des barreaux comporte un sabot fixe face auquel peut se déplacer un sabot @obile qui tend à se coincer sous l'effet conjugué de la force de rappel d'un ressort et de l'effort de frottement développé par le barreau si celui-ci tend à reculer. 5- Machine à forger suivant l'une quelconque des revendica- tiens précédentes, caractérisée en ce que la elle extérieure est solidaire d'un plateau tournant dont la périphérie comporte deux crans de positionnement capables de définir sa position an début et en fin de cycle, eu recevant un galet repoussé par un ressort et porté par un levier qui oscil@e autour d'un point fixe. 6- Machine à forger suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord de sortie de la came intéri@ure @eut être a@ené en coïncidence avec le bord d'artaque de la came extérieure, t@ndis qu'à cet instant les deux @rofils périphéri des des cames se raccordent sans discontinuité, dans le @rolongement l'un de l'autre. 7- Machine à forger les volutes suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système de cliquet comporte une tige coulissant s@@s l'action de rappel d'un ressort à travers le plateau qui porte la came extérieure, l'ex- trémité inférieure de ce cliquet glissant sur la face plane d'un flasque solidaire de la came intérieure, tandis que sur cette face plane du Plasque est creusé un cran muni d'une rampe d'ac cs oblique et d'une face tr@@sversale de "utue. 8- Machine forger des volates suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux têtes de forgeage du @enre précité à cames en colima çen, l'une de ces têtes étant montée a à poste fixe tandis 'que l'autre peut coulisser librement sur des glissières, l'entraîne- ment en rotation des deux caloies centrales s'effectuant ar un arbre de commande à axe parallèle à la direction de coulissement, cet arbre de commande entraînant en rotation des pignons dont au moins un coulisse sur lui, ces pignons co@mandant les cames intérieures des têtes. 9- Machine forger suivant la revendication 8, caractérisée en ce que T arbre d'entraînement est à section transversale poly- gonale, et solidaire du pignon entraînant la came intérieure de la tête fixe, alors que coulisse sur lui le pignon d'entraîne- ment de la came de la tête coulissante. 10- Machine à forger suivant les revendications 8 et 9, caractérisée en ce que l'entraînement de la came de la tête coulissante s'effectue 2. l'aide d'un coulisseau qui coulisse sur l'arbre de commande à section polygonale, ce couîisseau étant solidaire de deux @ignons coniques à dentures opposées capables d'engrener alternativement l'un ou l'autre sur la denture d'entraînement de la came intérieure, ce qui permet de c@oisir le sens de @otation de cette came alors que l'arbre longitudinal de co@@ande tourne toujours dans le @ême sens.