Brevet FR2128818A1 — publié le 19721020

La présente invention concerne une presse destinée à l'extrusion hydrostatique de billettes longues. Au cours d'un processus d'extrusion hydrostatique, une billette introduite dans une chambre de compression où 5 elle est comprimée par une pression hydrostatique qui s'exerce sur tous ses côtés, de sorte qu'elle est refoulée à l'extérieur, par l'ouverture d'une filière qui donne au produit une section droite de forme voulue. En général des pressions extrêmement élevées de l'ordre de 10 à 20 kbars, de préférence de 15 à 20 kbars 10 sont mises en oeuvre. La pression est produite par un plongeur poussé dans une chambre de compression remplie de liquide et qui est commandé par un piston hydraulique. Le volume de compression mis en oeuvre est déterminé par la longueur du piston de compression et par le diamètre de la chambre sous pression. La résistance 15 au flambage du plongeur de compression limite cette longueur. Lorsqu'une matière offrant une grande résistance à la déformation, par exemple de l'acier, subit une extrusion hydrostatique, on ne peut obtenir qu'un rapport d'extrusion de 3 à 8 suivant la dureté de la matière, avec une pression de 15kbars. Lorsque la billette 20 est placée dans la chambre sous pression où agit le plongeur de compression, le rythme de production pour des éléments en acier minces est peu élevé car le volume de la billette de départ doit être faible du fait du faible rapport d'extrusion. Pour augmenter la capacité de l'appareil, par cycle de fonctionnement, on peut 25 utiliser une chambre de compression d'un diamètre intérieur choisi d'une façon appropriée par rapport à la résistance de ses parois et par rapport à la résistance au flambage du plongeur dé compression de façon à obtenir le plus grand volume utilisable possible pour des conditions données telles qu'une qu\ne résistance à la compression et une puis s aice motrice données.. La chambré où est 30 produite la pression est reliée à'une chambre d'extrusion séparée dans laquelle sont disposées' la billette et la filière. Si la pression doit être supérieure à 7 kbars environ, il faut aligner la chambre sous pression sur la chambre de production de la pression ou de compression de façon à réaliser une liaison durable 35 entre les chambres. Lorsqu'on extrude l'acier, avec un rapport compris entre 3 et 8, la longueur de la chambre sous pression peut etre considérable. De telles chambres peuvent atteindre des longueurs de 5 à 15 mètres. Des presses de ce type sont particulièrement avantageuses pour la fabrication de profilés dont les sections 40 droites les rendent difficiles à laminer, par exemple des profilés COPY 72 08412 2 2128818 de sections droites triangulaires. Pour remplir le plus possible la chambre sous pression, il est préférable d'utiliser au départ une barre circulaire. Une extrusion et un étirage peuvent être effectués simultanément afin d'augmenter le rapport d'extrusion. 5 La presse selon l'invention comprend une chambre de production de la pression ou de compression et une chambre d'extrusion qui sont alignées. Un plateau de presse disposé à l'extrémité de la chambre d'extrusion, tourné à l'opposé de la chambre de compression, absorbe la force qui s'exerce sur 10 la filière pendant le processus d'extrusion. Le plateau de support est réuni, de préférence, a la cage de la chambre de compression par plusieurs barres de jonction mais il peut également être ancré sur une base de stabilité suffisante. Une ouverture disposée entre le plateau de support et la chambre de compression donne la possi-15 bilité d'introduire une filière par le côté jusqu'à une position où elle est située en face de l'ouverture de la chambre sous pression puis dans celle-ci, un support de filière étant introduit ensuite dans l'ouverture. Ce support de filière transmet au plateau de support la force qui s'exerce sur la filière soit direc-20 tement, soit par l'intermédiaire d'autres organes» Le support de filière peut être un bloc de support qui est introduit par le côté entre la chambre sous pression et le plateau de support sur lequel il repose directement. Le support de filière peut être également porté par un ou plusieurs pistons ou bien il peut être constitué 25 par un piston se déplaçant dans un cylindre du plateau de support. Le piston peut être rapproché de la chambre sous pression et il peut être verrouillé par rapport au plateau de support fixe ou bien, pendant tout le processus d'extrusion, il peut subir l'influence d'un agent de compression dont la pression est telle que 30 la force du piston est certainement supérieure à la force qui s'exerce en sens opposé sur la filière. Dans ce dernier cas, les intervalles qui peuvent exister entre les divers éléments de l'ensemble lorsque les barres de jonction sont sous tension, peuvent être supprimés. On peut utiliser de cette manière des élé-35 ments d'étanchéité fiables et les dimensions des barres de jonction n'ont pas besoin d'être exagérées afin de limiter le déplacement du plateau de support fixe provoqué par la charge. Un piston aligné sur la chambre sous pression doit, bien entendu, comporter un alé*age destiné au produit extrudé et de ce fait il 40 doit avoir la forme d'un piston différentiel ou d'un piston 72 08412 3 2128818 annulaire. A titre d'exemple on a décrit ci-après et représenté aux dessins annexés une forme de réalisation d'une presse suivant l'invention. 5 La figure 1 représente schématiquement une presse selon l'invention. La figure 2 représente le plateau de support et un support de filière en forme de piston différentiel. La figure 3 représente la jonction entre la 10 chambre de production de la pression ou chambre de compression et la chambre d'extrusion. La figure 4 représente le côté de la chambre de compression qui est tourné vers le cylindre de commande de la presse. 15 Sur les dessins la référence 1 désigne un bâti ou cage comprenant deux culasses 2 maintenues ensemble par un manchon 3 en bandes précontraintes. Un cylindre de commande 4 comportant un piston différentiel 5 qui porte un plongeur de compression 6 est disposé dans cette cage. Une chambre 7 sous pression, 20 disposée également dans la cage, comprend un cylindre 8, un plongeur 6 et un cylindre 9. Pour produire une pression dans le fluide de compression qui, d'habitude, est de l'huile de ricin et qui se trouve dans la chambre 7, le plongeur 6 est introduit dans celle-ci par un fluide de compression introduit par un conduit 11 en 25 communication avec une source de fluide de compression, non représentée. Le plongeur 6 est rappelé par le fluide de compression introduit par un canal 13 dans une chambre 12. Une chambre d'extrusion 14 alignée sur la chambre 7, à l'opposé de celle-ci, comprend un tube 15, un tube de jonction 16 et une filière 17 qui 30 est introduite dans le tube 15 pendant l'extrusion. La presse comporte un plateau de support 18 qui absorbe la force exercée sur la filière 17 pendant l'extrusion, Le plateau de support 18 est réuni à la culasse 2 de la cage par plusieurs barres de jonction 19. Un support de filière 39 est 35 porté par un piston 21 mobile axialement dans un cylindre de commande 20 disposé sur le plateau de support 18. Le piston 21 a la forme d'un piston différentiel et comprend une tête 21a à laquelle est réuni un tube 21b. Les deux éléments comportent des alésages 22, 23 et 24 qui forment un passage dans le piston pour 40 le produit extrudé. Le support de filière 39 est serré contre 72 08412 4 2128818 l'élément 21a du piston par des éléments annulaires 25 et 26. Des joints 27 et 28 disposés entre le cylindre 20 et le piston 21a, 21b sont respectivement maintenus en place par des éléments 29 et 30, 31 et 32. Les éléments 21a et 21b du piston sont réunis l'un 5 à l'autre par uné bague 33 et des boulons, non représentés. Le piston 21a, 21b est déplacé vers le tube 15 par un fluide de compression introduit dans la chambre 34 par un canal 35 qui communique avec une source d'un tel agent, non représentée, à l'aide de conduits et de vannes, non représentés. Le piston est rappelé par 10 des cylindres de commande, non représentés. La chambre sous pression 14 communique avec la chambre de compression 7 par l'alésage 40 du tube 16 et l'alésage 41 du cylindre 9. Un joint 42 est disposé entre les cylindres 9 et 8. Les intervalles 43 et 44 situés respectivement entre 15 le cylindre 9 et le tube 16 ainsi qu'entre ce dernier et le tube 15, qui font partie de la chambre d'extrusion 14, sont obturés par des bagues d'étanchéité expansibles 47 équipés de joints toriques 45 et 46. Le tube 15 qui constitue un élément de la 20 chambre d'extrusion 14 est, d'habitude, fixe dans la presse. Une billette qui doit être extrudée est introduite dans la chambre par les alésages 22, 23, 24 du support de filière 39 et du piston 21a 21b. La filière est disposée, ensuite, en face de l'alésage du tube 15 et le piston 21 est rapproché de ce dernier de façon à 25 pousser la filière dans le tube et à la maintenir en position pendant l'extrusion. On peut utiliser un support de billette avant le début de l'extrusion afin de former une butée d'étanchéité entre la pointe de la billette et la filière 17. Ce support est du type décrit dans le brevet suédois n° 320.948, ou bien il 30 est constitué par un ressort qui est introduit dans le tube et qui repose contre un support dans le tube de jonction 16. Il est également possible d'utiliser deux tubes 15 et d'introduite une billette et une filière dans l'un des tubes pendant qu'il se trouve à l'extérieur de la presse et que l'autre tube est à l'in-35 térieur de celle-ci. Le tube peut être ainsi garni d'une nouvelle billette pendant que l'extrusion d'une billette est en cours. En vue du remplissage et de la ventilation de la chambre de compression 7 et de la chambre d'extrusion 9, la partie gauche de la chambre de compression peut être réalisée de 40 la façon représentée sur la figur» 4. Une pièce d'extrémité 50 72 08412 5 2128818 peut être disposée à l'extrémité par laquelle le plongeur de compression 6 pénètre dans la chambre 7. Un joint 51 de la pièce d'extrémité assure l'étanchéité entre celle-ci et le plongeur 6. Un joint à haute pression, 52, disposé entre la pièce d'extrémi-5 té 50 et le tube 8 assure l'étanchéité entre ce dernier et le plongeur 6 lorsque celui-ci est poussé dans la chambre de compression 7 et y produit la pression nécessaire pour l'extrusion. La pièce d'extrémité comporte également deux canaux 53 et 54 qui débouchent à l'extérieur, entre les joints 51 et 52. La chambre 10 de compression 7 est remplie, avant l'extrusion, avec un fluide de compression provenant d'une source, non représentée, qui est en communication avec le canal 53 par un conduit et des vannes, non représentés. Le canal 54 permet à la chambre de compression d'être reliée à l'atmosphère pendant son remplissage. Il est 15 relié à un conduit de purge qui peut être équipé d'une vanne qui est fermée lorsque l'air a été expulsé de la chambre de compression et que celle-ci est, de ce fait, remplie d'un agent de compression liquide. La pression peut alors être accrue considérablement, même avant l'introduction du piston de compression. Il est 20 possible d'obtenir des pressions comprises entre 25 et 500 bars. Dans le brevet français n° 71 15.529 on a décrit des dispositifs hydrauliques appropriés pour le remplissage de la chambre de compression, de la façon indiquée. 72 08412 6 2128818 REVENDICATIONS 1. Presse pour l'extrusion hydrostatique de billettes longues, comprenant une cage comportant une chambre de compression et un cylindre de commande, un plongeur de compression 5 pouvant être introduit dans la chambre de compression afin de produire une pression élevée dans un fluide de compression que contient ladite chambre, une chambre sous pression communiquant avec la chambre de compression et étant alignée sur celle-ci, et un plateau de presse fixe absorbant les forces axiales exercées 10 sur une filière, caractériséeen ce qu'entre la chambre sous pression et le plateau de la presse il existe une ouverture axiale dans laquelle peut être introduit un support de filière de la presse. 2. Presse suivant la revendication 1, carac-15 térisée en ce que le plateau de la presse est réuni à la cage par des éléments de jonction, par exemple des barres de liaison. 3. Presse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le support de filière est porté par un élément de support mobile entre le plateau de la presse et la chambre sous 20 pression, dans la direction de celle-ci. 4. Presse suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'un cylindre de commande est disposé dans le plateau de la presse et qu'un piston disposé dans ce cylindre porte le support de la filière. 25 5. Presse suivant la revendication 1, carac térisée en ce qu'un piston disposé dans un cylindre de commande monté dans le plateau de la presse constitue le support de la filière. 6. Presse suivant l'une des revendications 4 30 ou 5, caractérisée en ce que le piston est en forme de piston différentiel et comporte un alésage qui permet le passage à travers le piston du produit extrudé.