Brevet FR2130376A1 — publié le 19721103

La présente invention est relative à une matrice pour la fabrication de profilés avec des saillies longitudinales, grâce à l'extrusion hydrostatique d'une billette à travers un orifi ce de matrice présentant la section transversale désirée.Les sail-5 lies peuvent être parallèles au profilé ou de forme hélicoïdale. A titre d'exemples de produits pouvant être fabriqués ,on peut mentionner des arbres cannelés, des roues dentées avec des dents rectilignes ou obliques,des rotors de pompe ,etc. Un problème rencontré lors de l'extrusion hydros 10 tàtique de profilés avec des saillies allongées présentant des gorges entre elles est d'amener la matière de la billette à remplir totalement les gorges dans la matrice qui forment les nervures le long du profilé /fde telle sorte que les saillies prennent la forme et la section transversale pié/uœ.Cette difficulté est particu-15 lièraent prononcée lorsque les saillies allongées sont également assez hautes.Par conséquent, te variations de dimensions du produit obtenu ont été considérables.La raison pour laquelle la matière de la billette ne remplit pas complètement les gorges . de -la matrice qui doivent former les saillies allongées est qu'entre 23 la section transversale de la matricdçùJîorifice est le plus grand, c'est-à-dire à Ja transition entre une zone d'entrée conique et le fond des gorges formant les saillies , et la plus petite section transversale de l'orifice de matrice , il se poduit un allongement extrême de la partie centrale de la billette, qui amène la partie 25 de la saillie formée à s'étirer de telle sorte que la hauteur et la largeur diminuetsi le déplacèrent radial de la matière de la billette est insuffisant . L'invention offre une solution au problème précité du remplissage total des gorges de la matrice devant former 30 les saillies allongées et permet donc d'obtenir des dimensions correctes pour le profilé obtenu par extrusion.L'invention se caractérise par le fait que les- gorges de la matrice destinées à produire les saillies allongées sur la barre sont façonnées de telle sorte que leurs bases s'inclinent vers l'axe longitudinal de la.matrice 35 et/ou de telle sorte que leur largeur diminue depuis le côté d'entrée vers la plus petite section transversale de l'ouverture de la matrice.Une diminution radiale et tangentMIé'd*»dimensions est ainsi obtenue , ce qui procure une compensation radiale et/ou tan- 72 09385 2130376 gentfeUè successive de l'étendue des saillies alors que la matière est amenée en extension dans la partie centrale de la billette. Dans des matrices destinées à l'extrusion de profilés possédant des saillies hélicoïdales, il peut être utile ou nécessaire d'avoir un 5 pas plus faible dans la première partie de la gorge de matrice , c'est-à-dire la partie de la gorge située avant la plus petite section transversale de l'orifice de matrice.Dans certains cas, il peut aussi être nécessaire ou approprié de laisser le pas de la gorge de matrice s'écarter quelque peu du pas des saillies allongées, afin 10 d'obtenir le pas désiré. Dans une forme dé réalisation, les saillies en- ■ tre les gorges de la matrice sont taillées en biseau dans la zone précédant immédiatement la section transversale de l'orifice de matrice, de telle sorte que les contraintes cU»ens les saillies en-15 tre les gorges de la matrice peuvent être quelque peu réduites, ce qui diminue donc le risque de rupture. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après,donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: 20 Les figures lét 2 représentent deux exemples de produits en forme de barre obtenus dans des matrices suivant l'invention. La figure 3 est une vue en coupe d'une matrice utilisée précédemment conjointement avec la billette et le produit 25 dans la matrice . La figure 4 est une vue à partir du côté d'entrée de la matrice de la figure 3. La figure 5 est une vue correspondante d'une matrice destinée à l'extrusion d'un profilé offrant la même section 30 transversale mais avec les saillies allongées s'étendant en hélice. La figure 6 représente un profilé obtenu par ex-trusion dans «ne matrice de type connu précédemment et la "façon dont les dimensions de ce profilé diffèratde la section transversale de la matrice . 35 La figure 7 est une vue en perspective et en coupe d'une matrice suivant l'invention offrant une compensation radiale dans les gorges . La figure 8 est une vue en coupe d'une matrice 72 09385 3 213037b du type illustré à la figure 7, destinée à produire une barre avec quatre saillies allongées. La figure 9 est une vue à partir du côte d'entrée de la matrice illustrée à la figure 8,avec la billette et le produit dans la matrice . La figure 10 est une vue en coupe d'une barre produite dans la matrice . La figure 11 représente une matrice avec une compensation tangentielle dans lës gorges devant former les nervures . La figure 12 est une vue à partir du côté d'en^ trée de la matrice de la figure 11. La figure 13 est une vue en coupe d'une matrice offrant une compensation à la fois radiale et tangentielle dans les gorges devant former les nervures . La figurel4 est une vue à partir du côté d'entrée de la matrice de la figure 13. La figure 15 est une vue en coupe d'une matrice destinée à produire un profilé avec des saillies allongées héli-c oïdales , offrant une compensation à la fois radiale et tangentielle dans les gorges formant les saillies . La figure 16 est une vue à partir du côté d'entrée de la matrice de la figure 15. La figure 17 est une vue en coupe d'une matrice présentant des saillies en biseau entre les gorges. La figure 18 est une vue à partir du côté d'entrée de la matrice de la figure 17. La figure 1. représente un arbre présentant des saillies allongées 1, semblables à des cannelures , autour d'une partie de noyau 2.Les saillies 1 sont parallèles à l'arbre lui-même.La figure 2 représente un profilé avec des saillies 3 disposées en hélice autour d'une partie de noyau 4.Les saillies sont façonnées de telle sorte que le profilé puisse être utilisé en tant que rotor dans un compresseur. La matrice des figures 3,4 et 5 est d'un type déjà connu. Elle présente une partie d'entrée conique 6 et une ouverture 7 avec des gorges 8 et des saillies 9 entre ces dernières, afin de produire la barre 10 illustrée à la figure 6, qui est cons- 72 09385 2130376 tituéepar une partie de noyau 11 et des saillies allongées 12 s'é-tendant à partir de ce noyau.A la figure 6, le profil de la matrice est indiqué par des lignes en pointillé 13.Une billette 14 est repxé-sentée et elle est façonnée de manière- à donner le profilé 10.Les 5 bords de la matrice cachés par la billette 14 sont représentés en pointillé. Dans des matrices destinées à produire des profilés avec des saillies rectilignes 1,12, les côtés des gorges 8 sont parallèles à l'axe longitudinal de la matrice, comme représenté aux figures 3 et 4. Dans des matrices telles qu'illustrées à la figure 10 5, destinées à produire des profilés avec des saillies 3,12 s'éten-dant en hélice , la base de la gorge se trouve à une distance cons--tante de l'axe longitudinal de la matrice et des surfaces latérales de la gorge font avec l'axe longitudinal de 3a matrice le même angle sur toute la longueur de la gorge.Pour façonner la billette 14, 15 la section transversale est réduite uniformément dans la partie d'entrée conique 6 de la matrice , du diamètre D^ jusqu'au diamètre D^, qui correspond à la plus grande dimension de l'ouverture de matrice , par conséquent dans la section verticale A. Dans la section verticale B, la matière est fa-23 çonnée jusqu'à la forme du profilé 10, avec un noyau 11 présentant un diamètre et des saillies 12.Même dans la partie supérieure de la section B, la partie externe des saillies 12 est déjà convenablement façonnée.Lorsque la section transversale dans la section B dans la matrice est réduite, on obtient un allongement .Même les 25 parties externes terminées des saillies doivent être allongées dans la même mesure que le reste de la matière.Pour obtenir une section transversale complète malgré l'allongement ,un écoulement de matière radial- est requis dans la section B pour maintenir la gorge de matrice 8œmplie.Toutefois, dans de nombreux cas, il s'est 30 révélé que cet écoulement de matière est .insuffisant et que la section transversale des saillies 12 est inférieure à celle des gorges 8.Comme illustré à la figure 6, les sommets des saillies présentent une largeur H , au lieu de la largeur C identique à celle de la gorge 8.TMie que mesurée en travers des saillies , la dimension du 35 profilé sera D^ - 2A =D3 et ne sera donc pas égale à la dimension entre les bases de deux gorges 8.La largeur des saillies aux sommets sera C - 2K = H et augmentera progressivement jusqu'à C, vers la base de la saillie sur le profilé.La barre n'aura par conséquent 72 09385 2130375 pas les même dimensions que celles de l'ouverture de la matrice. Les figures 7,8 et 9 représentent un procédé de façonnage de matrices de telle sorte qu'on obtienne une barre avec une section transversale identique à l'orifice dé la matrice, 5 par exemple une barre 10 telle qu'illustrée à la figure ÎO avec quatre saillies allongées 12 autour d'un noyau 11.Dans cette forme de réalisation , la base 15a de la gorge.8 dans la zone L est parai lèle à l'axe longitudinal de la matrice 5 , mais la base 15b dans la zone F au-dessus s'incline de la distance E vers cet axe.Les 10 côtés 16a et 16b de la gorge 8 sont parallèles à l'axe longitudinal.Etant donné que la distance radiale de la gorge jusqu'au centre de la matrice diminue dans le sens d'extrusion, on obtient ce qui peut être dénommé une compensation radiale, qui procure une compression radiale de la matière dans la gorge 8 qui forme les 15 saillies 12 du profilé 10. Au début de la gorge 8, le diamètre interne de la matrice est D4 et la partie.supérieure de la matrice présentera par conséquent une surface conique que l'extrémité frontale de la billette 14 peut rencontrer avant le début du processus d'ex-20 trusion.Bien évidemment, la billette doit avoir un diamètre externe Dq qui est supérieur à D^. Les figures 11 et 12 représentent une matrice avec des gorges 8 destinées à produire des saillies allongées , les bases 15 des gorges étant parallèles à l'axe longitudinal de 25 la matrice .D'un autre côté, les côtés des gorges delà section F de la matrice au-dessus de la plus petite section transversale de l'orifice de matrice s'inclinatvers l'axe longitudinal de la matrice, de telle sorte que la largeur de la gorge augmente vers le haut. Dans la zone F, la matière est repoussée tangentiellement vers le 30 centre de la gorge et on obtient une compensation de la modification de dimension produite alors que les saillie sont; allongées. Ceci peut être dénommé une compensation tangentielle. Les figures 13 et 14 représentent une matrice construite de telle sorte qu'on obtienne à la fois une compensa-35 tioa tangentielle et^adiale.Les surfaces latérales et les surfaces de base portent les mêmes références que dans les figures pré-c édentes. Les figures 15 et 16 repésentent une matrice 72 09385 6 2130376 suivant les figures 13 et 14 , modifiée de manière à produire un profilé avec quatre saillies allongées disposées en hélice. Les figures 17 et 18 représentent une matrice suivant les figures 13 et 14,qui est modifiée de telle sorte que 5 la saillie 9 entre les gorges de la matrice soit quelque peu taillée en biseau à l'endroit delà transition de la surface conique de la matrice jusqu'à sa surface d'orifice verticale.La saillie 9 acquèrera par conséquent ùne surface 19 qui formera un angle plus aigu par rapport à l'axe de la matrice que la surface d'entrée 10 conique 6. La matrice suivant 1'invention peut être appli- ' quée à tous les types de profilés. Le choix d'une matrice permettant de produire un profilé avec quatre saillies allongé^ seulement offrant des côtés plats résulte. simplement du fait que ceci per-15 met une description plus claire de l'invention. Il a été découvert que la compensation radiale , c'est-à-dire une forme de réalisation avec une base de gorge inclinée mais des côtés de gorges parallèles convient le mieux du point de vue de la lubrification.La compensation radiale due à une 20 base de gorge inclinée est l'imitée ,étant donné que dans la première partie de l'ouverture d'entrée de matrice , dans une zone M, il doit y avoir une surface d'étanchéité conique d'une certaine largeur .Lorsque la compensation radiale qui peut être d±enue est insuffisante , elle peut être combinée avec une compensation tangentielle, 25 c'est-à-dire qu'on peut incliner les côtés des gorges. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. 72 09385 2130376 REVENDICATIONS 1.Matrice possédant un orifice d'extrusion avec des gorges , destinée à produire des barres présentant des saillies allongées s'étendant à partir d'une partie de noyau, grâce 5 à une extrusion hydrostatique, caractérisée en ce que les gorges de la matrice destinées à produire des saillies allongées sur la barre sont façonnées de telle sorte que leurs bases s'inclinent vers l'axe longitudinal de la matrice et/ou de telle sorte que leur largeur diminue depuis le côté d'entrée vers la plus petite 10 section transversale de l'ouverture de matrice. 2.Matrice suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les gorges sont de formes hélicoïdales. 3.Matrice suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2,caractérisée en ce que des saillies entre les 15 gojrges de la matrice sont taillées en biseau à l'endroit le plias proche de la plus petite section transversale de la matrice , de telle sorte que les surfaces des saillies de la matrice entre les gorges sont dirigées vers le centre de la matrice sous un angle plus aigu par rapport à l'axe longitudinal de cette matrice que 20 la surface d'un cône d'entrée.