Brevet FR2095347A1 — publié le 19720211

La présente invention concerne une machine pour réduire ou profiler des pièces à usiner9 telles que des barres9 des tubes ou des segments de ceux-ciO La présente invention a pour but de réaliser une machine de fonctionnement sur tout en présentant une construction simple, en permettant le cas échéant de supprimer le mouvement de rotation de la pièce à usiner au cours du traitement. Pour réduire ou profiler des pièces9 telles que des barres ou des tubes, ou encore des segments de ceux ci9 on connaît déjà un grand nombre de types de machines présentant des avantages plus ou moins grands pour des applica- tions déterminées0 En fonction de la construction de ces machi nefs, il est nécessaire de faire avancer la pièce à usiner elle- même dans la direction axiale au cours de la conformation oug en outre9, de 1 entrainer en rotation au cours de ce mouvement longitudinal pour obtenir la qualité de surface souhaitée. I)ans le premier cas9 on utilise des chariots tournants9 cest-à-dire que les outils déplacés radialement par rapport à 1 axe longitudinal de la pièce à usiner9 tournent autour de cette pièce0 Ces machines peuvent etre d'une construction relativement simple, mais9 cependant9 elles res- tent toujours très bruyantes (brevet allemand n 967 540)o Un bruit constant, trop grand9 est insupportable i la longue pour le servant d'une telle machine0 C est pourquoi 19industrie demande des machines qui aient un fonctionnement suffisamment silencieux, Pour satisfaire à cette condition9 on a déjà proposé d'entrainer quatre supports d'outils réalisés sous forme de leviers à deux brasp par l'intermédiaire d'excen- triques qui sont montés l'un à la suite de l'autre sur ltarbre d'entrainement.Sur les excentriques sont prévus des paliers oscillants de roulements à rouleaux9 dont la cage extérieure porte une tête articulée sphérique et le point de contact de cette t8te et du levier correspondant est réalisé sous forme de cuvette sphérique (DAS 1 199 589)o Ces machines ont donné sa- tisfaction en pratique, Toutefois9 il convient de ne les utiliser que lorsqu'on demande des rendements élevés On connatt9 en outre, des machines de forgeage de précision dans lesquelles plusieurs outils agis sent radialement sur la pièce à usinera Ces machines donnent entière satisfaction en ce qui concerne la qualité de surface et la précision du profil de la pièce à usiner, Toutefois9 ces machines nécessitent des moyens considérables quant à leentrat- nement mécanique et aux moyens de commande et9 de ce zenfait, el les sont onéreuses tant à leachat qu2d entretien (brevet USA 2 863 342)o l'utilisation de ces machines ne peut convenir9 de de fait, que pour des applications très particulières Pour fabriquer des brides rabattues aux extrémités de tubes9 on connaît un dispositif qui présente quatre vérins hydrauliques montés en étoile, dans lesquels sont guidés des pistons à simple effet réalisés sous forme de supports d'outils. Les pistons sont déplacés radialement vers 1 > extérieur sous lgaction de ressorts de rappel, On réalise les brides par une seule commande en pression des vérins et un mouvement radial correspondant des pistons0 Abstraction faite de ce qu'un profilage de pièces n'est pas possible du fait du faible nombre de coups, on ne peut pas non plus fabriquer de brides d'excellente qualité, car entrera bride et le tube; la par- tie de transition n'est pas bonne (brevet anglais n 567 355). la présente invention concerne une machine du type indiqué ci-dessus9 caractérisée en ce que le support d'outils est constitué par une chambre de pression entourant au moins partiellement 1 un des outils9 cette chambre étant susceptible dextre déformée partiellement élastiquement par un agent de pression dans lequel règne une pression pulsatoire, Pour engendrer une pression pulsatoire dans la chambre de pression9 on peut, par exemple utiliser un piston de compresseur.La pression de agent de pression dans la chambre correspondante oscille alors en synchronisme avec le mouvement du piston9 en augmentant et en diminuant, Cela signifie que l'- on engendre une pression pulsatoire grâce à laquelle on déplace vers l'intérieur la partie déformable élastiquement de la paroi de la chambre et on sollicite9 de façon correspondante9 chaque outil. Bernas échéant9 on peut prévoir des ressorts de rappel pour participer au mouvement radial des out tils et de la paroi de la chambre vers l'extérieur lorsque la pression diminue. A la place du piston de compresseur destiné à créer la pression pulsatoire9 on peut utiliser un dispositif vibratoire connu, tel que ceux utilisés sur les excavez trices ou les pilons. La partie déformable élastiquement de la paroi de la chambre peut entre réalisée en matière synthétique. On peut9 également9 utiliser plusieurs couches de métal et de matière synthétique pour réaliser la paroi de chambre déforma- ble élastiquement. Selon une autre caractéristique de l'invention, une partie de la paroi de chambre déformable élastiquement peut9 elle-meme9 entre réalisée sous forme d'outil et cet outil peut9 le cas échéant9 etre utilisé sous forme d'an- neau d'étirage9 lorsque 'gon veut réduire ou profiler des mé- taux très difficilement déformables. En utilisant un anneau à plusieurs couches de métal ou de matière synthétique comme paroi de cham- bre déformable élastiquement9 on obtient une fixation simple et surs des deux extrémités i 9 suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie déformable élastiquement de la paroi de la chambre est serrée à ses deux extrémités entre deux sur- face s annulaires coniques, contre 1 autre partie de paroi.La chambre de pression peut, de plus9 etre montée rotative et ê- tre entraSnée par un moteur réglables Agent de pression est envoyé dans la chambre par l'intermédiaire deun canal annulaire prévu dans le boiter fixe et par des perçages prévus dans la chambre de pression. Selon la présente invention9 il est prévu de subdiviser la chambre de pression et de prévoir pour chaque outil une paroi de chambre déformable élastiquement0 De plus9 il est avantageux que la partie. de chambre déformable élastiquement soit réalisée à la manière d'un soufflet. En outre9 on peut envisager d'introduire agent de pression9 dans le cas dgune chambre de pression à plusieurs parties9 de telle façon que deux outils respectivement opposés soient entraînés simple tanémentO On peut alors entrainer les outils9 soit ensemble9 soit en les groupant par deux. Selon une autre caractéristique de l'invention, les outils peuvent9 le cas échéant, agir par 19in termédiaire dgun anneau de matriçage fermé9 entourant la pièce à usinera Dans ce sens, il faut mentionner qugil est déjà connu d'utiliser un anneau de matriçage constitué par plusieurs seg ment s engagés les uns dans les autres et dont la surface extérieure se raccorde à la surface frontale des marteaux, tandis que les surfaces intérieures comportent une denture (DAS 1097 789). Toutefois, dans le cas de cette solution, il y a le ris que que le matériau soit chassé par la pression entre les surfaces de séparation des segments, La présente invention est décrite plus en détail à l'aide de plusieurs modes de réalisation représentés schématiquement à titre d'exemples dans les dessins annexés, dans lesquels 8 - la figure 1 représente une chambre de pression en vue de face, - la figure 2 est une vue en coupe selon A - B vue à échelle agrandie de la chambre de pression, selon la figure 1, - la figure 3 représente un mode de réalisation dans lequel la partie élastique non déformable de la chambre de pression est en matière synthétique. Les outils agissent sur la pièce à usiner, par l'intermédiaire d'un anneau de matriçage fermé. - la figure 4 représente un mode de réalisation selon lequel 1' outil fait partie de la paroi élastiquement déformable de la chambre et est réalisé sous forme d9- anneau de matriçage. - la figure 5 représente un pulsateur pour créer une pression à pulsations pour l'agent de pression se trouvant dans la chambre de pression. - les figures 6 et 7 représentent un mode de réalisation à chambres de pression tournantes, la figure 7 étant une vue en coupe selon la ligne C-D de la figure 6. La référence 1 désigne la chambre de pression qui entoure les outils 2, 3, 4, ainsi que 5 et 7. Cette chambre est constitudes comme représenté dans la figure 2,de parties la et lb. Les parties la et lb sont reliées de façon amovible par des vis 8 et 8a. Pour rendre étanche le vo- lume 9 destiné à l'agent de pression, sont prëvus Jeux joints d'étanchéité 10 et 11. Les outils 2 à 5 comportent un collet 12 du ctté de l'entrée. Grâce à ce collet, ces outils s'ap- puient contre la partie lb de la chambre de pression lorsque la pièce à usiner (non représentée) avance de la droite vers la gauche, entre les outils pour être formée au cours de ce mouvemente Du côté de la sortie des outils9 sont fixés à l'aide de vis 13 g des segments annulaires 14 qui pénètrent dans un évidement 15 de la partie lb et sly appuient9 de sorte qu'un basculement des outils est évité. Selon la figure 39 la chambre de pression est constituée par les parties 169 179 18 et 19. La partie 19 déformable élastiquement, est réalisée en matière synthétique. Les deux extrémités 19a et 19b de cette partie 19 sont serrées entre deux surfaces annulaires coniques 16a9 17a et 16b, 18a. Par le serrage des parties 17 et 18 sur la partie 16, par les vis 19 et 20, on assure, en même temps, lgétanchéi~ té deia chambre de pression par 11 application des extrémités 1 9a et 19b sur des surfaces annulaires coniques, On fixe ainsi la partie 19 de la paroi ue chambre qui agit sur les outils0 A la place de la partie de paroi de chambre 19, on peut également utiliser un anneau de liaison composite, c'est a-dire formé de plusieurs couches de métal et de matière synthétique. Les outils peuvent également agir comme cela est représenté dans la figure 3, par l'intermédiaire d'un anneau de matriçage 6, sur la pièce à usiner Les ou- tils selon la figure 3s comme les outils 2 à 5 selon la figure 2, sont assurés contre le basculement ou l'éjection par un collet 12a et par les segments annulaires 14aO L'anneau de matri çage 6 s'appuie avec sa face frontale 6a sur un collet 20 des outils et est assuré, du côté de l'entrée, contre une éjection, par quatre segments annulaires 21 qui sont fixés sur les outils par des vis 22e Dans le mode de réalisation selon la figure 4, l'outil 7 fait corps avec la partie 23 déformable élastiquement de la chambre de pression. Il peut être constituéS soit de plusieurs parties, soit sous la forme dgun anneau de matriçage lorsqu'on veut travailler des pièces à usiner en un métal difficilement formable, La chambre de pression 1 est vissée sur un boiter 24 (voir figure 5) dans lequel un piston 25 est guidé dans l'alésage 24a. Ce piston engendre la pression pulsatoire pour l'agent de pression.Ce piston est relié9 de façon articulée à la bielle 27 fixée sur le tourillon de manivelle 28 de l'arbre moteur 29, dont les paliers (non représentés) sont prévus dans le boîtier 30. L'arbore 29 est entrainé par une cour- roie ou une channe 329 à partir d'un moteur électrique réglable 31. Cette courroie ou channe 32 passe sur une poulie 33 solidai- re en rotation de l'arbre 29. Pour le transport de l'agent de pression destiné à la chambre de pression9 on utilise une pompe 34 entraînée par le moteur 35o Cette pompe envoie lagent de pression par la conduite 369 la soupape de retenue 372 la conduite 38, les perçages 39 et 409 dans la chambre d'agent de pression 9 de la chambre 1. Une soupape de réglage de pression 41 est montée dans la conduite 38. Une soupape de réglage de pression 42 est montée dans la conduite 36.Une partie de l'agent de pression envoyé par la pompe 34 passe par la soupape de réglage de pression 42 et la conduite 43 dans un répartiteur d'agent de graissage 44 à partir duquel on graisse toutes les parties mobiles du pulsateur à l'aide de l'agent de pression. La fixation de la partie de paroi de chambre 19 représentée dans la figure 3 peut également, utiliser pour les chambres de pression représentées dans les figures 2 et 40 Pour pouvoir modifier la course du piston 25 la bielle 27 peut s'appuyer sur l'arbre 29 par l'in- termédiaire d'un excentrique dont l'excentricité est réglable, de façon connue, par rapport à l'arbre 29. A la place du piston de compression 25 destiné à créer la pression pulsatoire, on peut également utiliser un dispositif de commande vibratoire, tel que ceux déjà appliqués à des excavatrices et des dispositifs à pilonnera Ce dispositif présente l'avantage qu'il permet d'obtenir environ 10 000 vibrations par unité de temps avec divers types de fonctionnement (sinusoldal, trapézodal ou en dents de scie). Dans le mode de réalisation selon la figure 6, la chambre de pression 1 est supportée rotative à l'- aide des paliers 45 et 46 dans le boiter 24. Cette chambre comporte une couronne dentée 47 qui est en prise avec le pignon 48 qui est entrainé par la transmission 49 à partir d'un moteur réglable 50. Dans la chambre de pression 1. sont prévus des per çages 51. L'agent de pression envoyé par le perçage 52 du boi- tier 24 s'écoule par le canal annulaire 53 à travers les perça ges 51 dans la chambre d'agent de pression 9.Comme représenté dans la figure 1 g les outils 2 à 5 peuvent être amenées, par des ressorts de rappel 54, à s'appuyer sur la partie de paroi de chambre déformable élastiquement0 Le mode de fonctionnement est le sui- vant s On met tout sabord en marche le moteur 35, de sorte que l'huile sous pression envoyée par la pompe 54 passe par la conduite 36 g la soupape d 'arrêt 37, la con- duite 38 et les perçages 39 et 40, dans la chambre d'agent de pression 9 de la chambre 1, jusqu'à ce qu'on atteigne la pression choisie au préalable sur la soupape de réglage de pression 41. Puis on met en marche le moteur 31 g ce qui assure le déplacement du piston 25 suivant un mouvement ascendant et descendant0 Etant donné que le piston agit comme compresseur, la pression e l'agent de pression dans la chambre 9 augmente et diminue en fonction du rythme du piston. Cela signifie que l'on créé une pression pulsatoire grssce à laquelle on déplace radialement vers l'intérieur la partie déformable é lastiquement 9c, 19 ou 23 de la paroi de la chambre et on sol- licite de façon correspondante les outils. Le cas échéant, des ressorts de rappel 54 peuvent renforcer le mouvement radial des outils et de la paroi de la chambre vers lgextérieur9 lorsque la pression décroît.Le volume déplacé par le piston 25 est déterminé de telle façon que lagon obtienne une pression suffisante pour la déformation élastique de la partie correspondante de la paroi de la chambre et que l'on dispose d'une énergie de for- mage correspondante. Par un réglage adéquat du nombre de tours du moteur 31, on peut obtenir la cadence de travail nécessaire pour les outils. La machine selon l'invention con- vient aussi bien pour la réduction que pour le profilage inté- rieur et extérieur de pièces à usiner allongées, On déplace les pièces à usiner axialement, entre les outils en les faisant éventuellement tourner.Pour le profilage extérieur et intéri- eur de tubes, il faut, comme cela est connu en soi, utiliser des mandrins correspondant s0 On connais des dispositifs pour le mouvement axial des pièces à usiner, et le cas échéant égale ment divers modes de réalisation des mandrins Pour cette rai son9 ces éléments ne seront pas décrits ici en détail Comme cela ressort particulièrement des figures 2 et 49 les outils s'élargissent en forme d'entonnoir ou ont une forme conique du côté de l'entrée. Cette partie conique se poursuit par une partie cylindrique. Le mode de réalisation selon les figures 6 à 7 a leavantage que le dispositif d'avance de la pièce à usiner peut entre d'une réalisation simple. De plus9 en utilisant des outils tournants, on peut arriver à une meilleure qualité de la surface ainsi qu1à une meilleure irécision.du profil. Bien entendu, l'invention n1 est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et repré- sentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVEND lC Â T 10 N S 1.- Machine pour la réduction de sec- tion et pour le profilage de pièces, telles que des barres ou des tubes ou des segments de ceux-ci, avec des outils agissant radialement par rapport à l'axe longitudinal de la pièce, les supports de ces outils étant entrainés par des moyens hydraule que machine caractérisée en ce que le support outil est constitué par une chambre de pression entourant au moins partiellement l'un des outils, cette chambre étant susceptible d'- être déformée partiellement, élastiquement, par un agent de pression avec une pression pulsatoire. 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie déformable élastiquement de la paroi de chambre est réalisée en matière synthétique0 30- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'unie partie de la paroi de chambre déformable élastiquement est réalisée elle-même sous forme deou- til. 4o Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les outils agissent sur la pièce à usiner par l'intermédiaire d'un anneau de matriçage fermé. 5.- Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie déformable élastiquement de la paroi de chambre est fixée par ses deux extrémités entre deux surfaces annulaires coniques de l'autre partie de paroi de chambre. 6. Machine selon la revendication I caractérisée en ce que la partie déformable élastiquement de la paroi de chambre est constituée par plusieurs couches de mé- tal et de matière synthétique. 7o- Machine selon la revendication I, caractérisée en ce que la partie déformable élastiquement de la paroi de chambre est réalisée sous la forme d'un anneau de matriçage. So Machine selon la revendication 1 g caractérisée en ce que la chambre de pression est montée ro- tative en étant entraînée par un moteur réglable, l'agent de pression pouvant être amené par un canal annulaire prévu dans le bottier fixe et pénétrer dans la chambre d'agent de pression en passant à travers des perçages prévus dans la chambre de pression.