Brevet FR2137674A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un dispositif pour le guidage de l'aiguille d'une presse à filer les métaux pendant le filage de profilés creux, notamment de profilés creux en métal léger. Des dispositifs pour le guidage de l'aiguille lors. du filage de profilés creux sont en soi connus. Lors du filage avec une filière dite "filière pont", l'aiguille fixe est maintenue par des bras en forme d'étrier qui sont fixés directement ou indirectement à la filière ou au porte-filière. La matière à transformer, divisée par les bras en plusieurs parties, doit etre rassemblée avant la sortie de la filière, ce qui peut être réalisé sans difficulté s'il s'agit du filage de métaux légers. Pour le filage de profilés creux en métal léger, on utilise également souvent la filière dite " & chambre" qui est semblable à la filière pont quant au support de l'aiguille fixe. La filière pont est avantageuse pour la production de profilés en métal léger ayant un contour extérieur asymétrique et un contour intérieur simple parce que la pression radiale exercée sur l'aiguille lors du filage en raison du contour extérieur asymétrique est absorbée par les bras du pont assurant le centrage de l'aigu fixe. Par contre, si le filage doit Entre effectué sur une aiguille axialement mobile qui est fréquemnent utilisée aussi comme aiguille de perçage d'un lingot devant être filé et qui est simplement guidée dans le poinçon, les différences entre les forces agissant sur l'aiguille pendant le filage de profilés creux ayant un contour extérieur asymétrique risquent de provoquer des variations dans l'épaisseur de paroi du profilé. Cette difficulté va à l'encontre de l'utilisation croissante, surtout dans l'industrie aéronautique, de profilés en métal léger filés à la presse dont la section transversale a une forme variable. Pour la production de profilés pleins à section variable, on utilise notamment des filières divisées qui sont remplacées pendant une brève interruption du processus de filage. Les profilés creux dont la section de ltespace intérieur est variable sont au contraire produits selon le procédé de filage "échelonné" (step-extrusion). Dans ce procédé, l'extrémité libre ou pointe de l'aiguille est échelonnée ou étagée de manière que cette pointe définisse, suivant sa profondeur de pénétration dans l'ouverture de la filière, le contour intérieur désiré du profilé devant être filé. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de guidage pour une aiguille axialement mobile, qui empeche la déviation radiale de l'aiguille lors du filage de profilés creux ayant un contour extérieur asymétrique, évitant ainsi les différences dans lVépaisseur de paroi, et qui permette en meme temps la production de profilés creux à contour intérieur asymétrique selon un procédé de filage échelonné (step-extrusion), de meme que le filage de profilés creux a contour extérieur variable à l'aide de filières divisées. Cosformément à l'invention, ce résultat est essentiellement obtenu par le falt qe l'aiguille est supportée axialement mobile dans un dispositif de guidas ans lequel l'aiguille peut coulisser, qui est monté fixe et centré na rapport à la filière de la presse à filer, à une certaine distance de l'arte de cette filière définissant la forme du produit filé, et que la filière peut être remplacée lors d'une interruption du processus de filage. Selon un perfectionnement de l'objet de l'invention, le dispositif de guidage est constitué par des nervures dirigées radialement vers l'intérieur d'un élément annulaire, dont les faces extrêmes libres guident l'aiguille. Selon une variante de réalisation, le dispositif de guidage est un anneau supporté par sa surface annulaire extérieure dans le porte-filière et dont la surface annulaire intérieure guide l'aiguille, tandis que la matière à filer peut passer, de façon connue, à travers des trous ménagés suivant un cercle concentrique dans cet anneau. Grace au guidage de l'aiguille suivant l'invention, selon laquelle 1 'aiguille axialement mobile est guidée à une faible distance devant l'arête de la filière définissant la forme de la section du produit filé, il est également possible d'appliquer le procédé de filage échelonné (step-extrusion) à la production de profilés ayant une forme intérieure ou extérieur asymétrique. Par l'utilisation d'une aiguille avec une pointe échelonnée ou étagée, on peut ainsi produire des profilés creux à contour intérieur variable de toutes les formes désirées. En raison de l'intervalle entre l'arete de la filière définissant la forme du produit filé et le dispositif de guidage de l'aiguille, la partie cylindrique non étagée de l'aiguille peut etre approchée de la filière par son coulissement dans le dispositif de guidage, ce qui permet d'introduire sa pointe conique, étagée ou échelonnée d'une autre maniere dans l'ouverture de la filière, et de produire ainsi un profilé à contour intérieur variable.Comme l'aiguille est maintenant guidée à une faible distance devant la filière, on peut obtenir un contour intérieur correspondant au contour extérieur désiré du profilé, sans qu'il y ait lieu de craindre la irmation de différences inadmissibles de l'épaisseur de paroi sous l'influence des forces radiales - éventuellement différentes - agissant sur l'aiguille lors du filage. Grace au guidage de l'aiguille suivant l'invention, il est également possible de remplacer la filière par une autre filière lors d'une interruption du processus de filage et indépendamment de l'aiguille, ce qui n'est pas possible en cas d'utilisation de filières à chambre ou de filières pont. I1 est avantageux d'utiliser dans ce cas des filières divisées. I1 est ainsi devenu facile de produire un profilé creux dont la grandeur de la section transversale est variable à l'extérieur, même si le contour est asymétrique. I1 est également avantageux de monter un dispositif -de guidage suivant l'invention à l'intérieur de l'alésage du conteneur de la presse à filer les métaux, à une certaine distance devant la filière qui estsppliquée directement contre le conteneur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels - la figure I est une coupe longitudinale d'une partie d'une presse à filer les métaux, comprenant un dispositif de guidage de l'aiguille suivant l'invention, une aiguille cylindrique, un conteneur,un porte-filière, une filière et une contre-filière disposée derrière le porte-filière; - la figure 2 est une coupe, suivant la ligne II-II de la figure 1, du conteneur et du dispositif de guidage de l'aiguille; - la figure 3 est une coupe longitudinale semblable à celle de la figure 1, mais montrant une aiguille dont la pointe est étagée;; - la figure 4 est une coupe longitudinale montrant un dispositif de guidage de l'aiguille suivant l'invention qui est centré dans le conteneur, contre lequel est centré directement le porte-filière; - la figure 5 est une coupe longitudinale d'une variante comprenant une aiguille avec une pointe étagée asymétrique utilisée en combinaison avec des filières divisées pour la production de profilés creux dont le contour extérieur est variable; - les figures 5' et 5" montrent deux sections d'un profilé pouvant être produit par le dispositif représenté sur la figure 5; - la figure 6 est une coupe longitudinale d'une variante pour la production d'un profilé creux ayant un contour intérieur variable; - les figures 6' et 6" montrent deux sections d'un profilé pouvant être produit par le dispositif représenté sur la figure 6; ; - la figure 7 est une coupe longitudinale d'une variante pour la production d'un profilé creux qui est partiellement ouvert; - les figures 7' et 7" montrent deux sections d'un profilé pouvant etre produit par le dispositif représenté sur la figure 7; - la figure 8 est une coupe longitudinale d'une variante pour la production d?un profilé creux dont le contour intérieur et le contour extérieur sont variables; - les figures 8' et 8" montrent deux sections d'un profilé pouvant etre produit par le dispositif représenté sur la figure 8; et - la figure 9 est une coupe transversale, suivant la ligne IX-IX de la figure 8, montrant le remplacement des nervures du dispositif de guidage par une surface annulaire intérieure pour le guidage de l'aiguille, ainsi que des trous p r le passage de la matière à filer. Dans l'alésage d'un conteneur 1 d'une presse - dont les autres parties ne sont pas représentées - peut coulisser un poinçon ou fouloir 2, devant lequel est disposé un disque de poussée 3. Dans l'alésage axial du poinçon 2 est supportée une aiguille 4 qui peut etre déplacée indépendamment du poinçon 2. Un lingot 6, préalablement percé et devant etre transformé par filage en un profilé creux, est disposé dans l'alésage du conteneur 1 entre le disque de poussée 3 et un dispositif de guidage 5. Aiguille 4 traverse l'alésage du disque de poussée 3 et le perçage du lingot 6, et elle est guidée sur sa partie avant par le dispositif de guidage 5, dans lequel l'aiguille peut coulisser.La pointe de l'aiguille est engagée dans l'ouverture d'une filière 8 maintenue par un porte-filière 7. Le dispositif de guidage 5 peut hêtre centré dans le porte filière 7 (figure 1) ou sur le côté du portefilière tourné vers le conteneur 1 (figures 5 et 8), mais il est également possible de monter le dispositif de guidage 5 dans l'alésage du conteneur 1, comme dans la variante représentée sur la figure 4, auquel cas le portefilière 7 est centré sur le conteneur 1. Un avantage de cette dernière disposition du dispositif de guidage est que, lorsqu'un filage lingot après lingot de métal léger n'est pas possible, le dispositif de guidage 5 centré dans le conteneur peut etre chargé par derrière dans le conteneur 1 avec le lingot 6 et le disque de poussée 3.Une telle exécution est en outre applicable en cas d'utilisation de filières divisées; eneffet, lorsqu'on désire modifier le contour extérieur du profilé devant etre filé, on arrente dans ce cas le poinçon 2, on enlève la filière utilisée jusqu'à ce moment et on la remplace par une autre filière divisée, ayant des arêtes de mise en forme différentes. Une bague-entretoise 9 ou une contre-filière 10, disposée derrière la filière 8, s'appuie elle-meme sur une contre-butée non représentée de la presse à filer. Le dispositif de guidage 5 pour l'aiguille 4 affecte le plus souvent une forme annulaire à l'extérieur et comprend à l'intérieur des nervures 11 dont les faces extremes guident l'aiguille 4 pendant son coulissement axial (figure 2). Le dispositif de guidage 5 à contour extérieur circulaire peut également avoir une forme annulaire à l'intérieur pour le guidage de l'aiguille 4. Le dispositif de guidage 5 présente dans ce cas des trous 12 (figure 9) pour le passage de la matière à transformer du lingot 6. Dans l'exemple de la figure 3, l'extrémité libre de l'aiguille 4 comprend des parties cylindriques dont le diamètre décroît vers la pointe de l'aiguille et qui sont raccordées les unes aux autres par des parties de transition coniques. L'aiguille 4 est représentée endeux positions différentes (en trait plein et en pointillés) sur la figure 3. Le déplacement axial de l'aiguille 4 pendant le processus de filage permet d'obtenir un contour intérieur de grandeur variable dans le profilé produit. Les figures 5 à 8 montrent des exemples d'application d'un dispositif de guidage 5 suivant l'invention pour la production de profilés 13 de différentes formes. Les figures 5' et 5" sont deux coupes, suivant les lignes V'-V' et V"-V" de la figure 5, d'un profilé creux 13 ayant un contour extérieur de grandeur variable. Dans cet exemple, la filière en deux parties est remplacée, après l'arrêt du processus de filage, par une filière en deux parties ayant une section d'écoulement plus grande. Les figures 6' et 6" sont deux coupes, suivant les lignes VI'-VI' et VI"-VI" de la figure 6, d'un profilé creux 13 ayant un contour intérieur de grandeur variable. Cette variation du contour du creux du profilé peut etre obtenu par le déplacement axial de l'aiguille 4 pendant le filage, sans remplacement de la filière 8. La figure 7 montre un exemple de la production d'un profilé creux asymétrique 13 qui est ouvert sur une partie de la longueur,ce qui est également obtenu par le simple déplacement axial de l'aiguille pendant le filage. Les deux coupes des figures 7' et 7", suivant les lignes VII'-VII' et VII"-VII" de la figure 7, montrent les deux formes de ce profilé. L'exemple des figures 8 et 9 est une combinaison des procédés de filage suivant les figures 5 et 6. Le contour intérieur et le contour extérieur du profilé creux 13 de cet exemple sont tous deux variables, comme cela ressort des coupes des figures 8' et 8" . prises suivant les lignes VIII'-VIII' et VIII"-VIII" de la figure 8. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Dispositif pour le guidage de l'aiguille d'une presse à filer les métaux pendant le filage de profilés creux, notamment de profilés creux en métal léger, caractérisé en ce que l'aiguille est supportée axialement mobile dan. un dispositif de guidage dans lequel l'aiguille peut coulisser, qui est monté fixe et centré par rapport à la filière de la presse à filer, à une certaine distance de l'arête de cette filière définissant la forme du produit fiXé, et que la filière peut etre remplacée lors d'une inter.ruption du processus de filage. 2 - Dispositif de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que est constitué par des nervures dirigées radialement vers l'intérieur d'un élément annulaire, dont les faces extremes libres guident l'aiguille. 3 - Dispositif de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est formé par un anneau supporté par sa surface annulaire extérieure dans le porte-filière et dont la surface annulaire intérieure guide l'aiguille, tandis que la matière à filer peut passer, de façon connue, à travers des trous ménagés suivant un cercle concentrique dans cet anneau. 4 - Dispositif de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est monté à l'intérieur de l'alésage du conteneur de la presse à filer les métaux, à une certaine distance devant la filière appliquée directement contre le conteneur.