Brevet FR2234937A1 — publié le 19750124

La présente invention concerne un ensemble serre-flan pour presse de formage. On sait comment fournir un mécanisme permettant d'assister et de commander l'action des éléments formant matrices d'une structure de matrices dans une presse à emboutir, comme celle décrite dans le brevet des E.U.A. n0 2.331.491. De tels mécanismes sont bien connus comme ensembles serre-flan, et ils comportent des matelas d'air et des ressorts destinés à maintenir la pression entre les matrices de la presse pendant la course de formage tout en permettant le déplacement de certains des éléments formant matrices.Les dispositifs serre-flan qui comprennent des matelas d'air orJt quelquefois été préférés parce crtl'on peut facilement régler un matelas d'air et qu'il n'est sas susceptible d'une défaillance comme c'est le cas d'un matelat fonctionnant par ressort. Toutefois, des matelas d'air peuvent produire une charge d'impact initiale élevée sur une presse et peut provoquer une rupture de la presse et, ou bien, des matrices. Des charges d'impact élevées de ce type peuvent également produire des lignes d'amincissement localisé indésirables dans les articles à emboutir. On pense que ces lignes d'amincissement localisé sont dues aux niveaux de contrainte élevés produits dans une presse et les matrices qu'elle porte en raison de l'augmentation très brutale de la charge de la presse.Il est donc souhaitable de fournir un ensemble serreflan qui ait les avantages d'ajustabilité et de durabilité d'un matelas d'air, mais qui ne produise pas de charge d'impact élevée sur une presse. Selon la présente invention, on fournit un ensemble serreflan pour presse de formage, comportant un matelas d'air destiné à commander le déplacement d'éléments formant matrices pendant une course de formage de la presse, l'ensemble comprenant des ressorts disposés sur 1 'ensemble serre-flan pour charger progressivement le matelas d'air de manière à minimiser la charge d'impact sur les matrices et la presse. Ainsi, 1'invention fournit un ensemble serre-flan amélioré présentant à la fois les avantages d'un matelas d'air et ceux de ressorts et qui est destiné à mettre en charge les matrices d'une presse de formage. L'invention fournit également un ensemble serre-flan qui comprend des ressorts destinés à mettre progressivement en charge des matrices d'une presse de formage approximativement jusqu'à la charge maximale, après quoi le matelas d'air maintient la charge. on va maintenant décrire l'invention de façon plus détaillée en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un ensemble serre-flan de l'invention, illustrant, sur la partie gauche de la figure et à travers un des ressorts de l'ensemble, un état non chargé de 1 'ensemble, et, sur la partie droite de la figure et entre les ressorts, un état chargé de l'ensemble; La figure 2 est une vue en coupe prise à travers l'ensen##ble serre-flan de la Figure 1, suivant#la ligne Il-Il de cette figure; et La figure 3 est une représentation graphique montrant, en ordonnée, la charge calculée pour la presse et, en abscisse, le déplacement de la tete de presse, pour un serre-flan à matelas d'air classique et un serre-flan de l'invention. Si l'on se reporte à la Figure 1, on peut voir un ensemble serre-flan de l'invertion monté sur un banc de presse ou un support 10 au moyen de boulons ou d'autres moyens de fixation. Des matrices de formage 12 peuvent, comme cela est montré de façon fragmentaire sur la Figure 1, etre montées sur le support lo et peuvent comporter des broches de pression 14 qui traversent le support et viennent en contact avec une plaque de pression 16 de l'ensemble serre-flan. La plaque de pression 16 est montée sur l'extrémité supérieure d'une tige de pression 18, et se déplace verticalement dans le cylindre 20 en meme temps que la tige de pression. Ce déplacement vertical se voit opposer la résistance de plusieurs ressorts 22 et des pistons supérieur et inférieur 24 et 26. C'est une caractéristique de cette invention que des ressorts 22 sont montés entre la plaqu#e de pression 16 et le piston supérieur 24 de manière à mettre progressivement en charge le coussin d'air pendant la course de travail de la presse. De nombreuses grosses presses n'ont jusqu'ici comporté que des cylindres d'air pour commander le déplacement des broches de pression et des éléments de matrices pendant la course de formage d'une presse, et ces cylindres d'air ont quelquefois produit des charges d'impact élevées sur les presses. On maintient ordinairement la pression d'air dans ces cylindres à un niveau relativement élevé, et le piston est initialement fixe, sans charge s'exerçant sur lui, avant le démarrage de la course motrice de la presse. Le matelas d'air classique absorbe donc sensiblement toute la charge d'une presse au moment immédiat du contact des broches de pression contre le piston d'air, Par conséquent, lorsque les matrices sont initialement déplacées en meme temps que le commencement de la course motrice, une charge d'impact initial élevée peut etre produite avant que les pistons d'air commencent à bouger A titre d'exemple de l'efficacité d'un serre-flan de 11 invention, on a mesuré la contrainte s'exerçant dans la tige de liaison d'une presse de 60 tonnes, dans le cas où la presse comporte un matelas d'air classique et dans le cas où elle porte un serre-flan de l'invention. La figure 3 est une représentation graphique de la charge calculée de la presse à partir de la contrainte mesurée sur la tige de liaison de la presse, en fonction du déplacement de la tete de presse, mesuré en centimètres au-dessus du point mort inférieur. Les points des courbes de cette figure ont été calculés à partir de courbes contraintetemps enregistrées par un oscillographe à faisceau lumineux relié à un extensiomètre disposé sur la tige de liaison de la presse. L'extensiomee d'essai avait été calibré sur la base de charges de presse contrôlées.Comme cela est illustré sur la courbe en trait interrompu, pour un serre-flan ne comportant qu'un matelas d'air, la charge d'impact initial de ce dispositif serre-flan est presque deux fois aussi élevée que la charge dynamique s'exerçant sur la presse après l'impact initial. Par comparaison, la courbe d'un ensemble serre-flan de l'invention montre une mise en charge progressive de la tige de liaison et une charge maximale qui n'est que légèrement supérieure à la charge dynamique ultérieure s 'exerçant sur la presse Ceci démontre qu'un ensemble serre-flan de l'invention qui comporte à la fois un matelas d'air et des ressorts minimise la charge d'impact initial d'une presse. On note également quril n'apparat aucune ligne d'amincissement localisé dans des conteneurs métalliques formés sur une presse comportant un ensemble serreflan de 1'invention, tandis que des conteneurs formés sur une presse pourvue d'un matelas d'air classique révèlent des lignes d'amincissement localisé. Si l'on se reporte aux Figures 1 et 2, on voit que les ressorts 22 sont portés par le piston supérieur 24 et traversent des manchons 23 et 25 qui portent latéralément les re#ssorts, et des systèmes de retenue 28 de ressort qui cormnandent la compression maximale des ressorts. Le système 28 de retenue de ressort a la forme d'une bague pourvue de trous de manière à loger les ressorts 22 et les manchons cylindriques 23 et 25. Le système 28 de retenue de ressort a de préférence une hauteur qui est approximativement 85% de la longueur en extension du ressort 22, de sorte que les ressorts ne sont comprimés que d'environ 15% de leurs longueurs en extension pour minimiser les risques de rupturesdu ressort qui se produiraient si les ressorts étaient surchargés.Après que les ressorts 22 ont été comprimés à cette longueur, la plaque de pression 16 vient en contact avec la partie supérieure du système 28 de retenue-de ressort, ce qui empêche une compression plus grande des ressorts.La plaque de pression 16 déplace alors le système 28 de retenue de ressort et les pistons 24 et 26 contre la force d'un fluide comvprimé, par exemple de l'air c#omprimé, disposé sous les pistons. Le cylindre 20 est divisé en deux chambres séparées 32 et 36 par une plaque de séparation 30. Ceci empêche le fluide comprimé se trouvant dans la chambre supérieure 32 sous le piston 24 d'agir sur la surface supérieure du piston inférieur 26, ce qui neutraliserait 1 'effet du fluide comprimé se trouvant dans la chambre inférieure 36. Toutefois, le piston supérieur 24 et le piston inférieur 26 sont reliés de façon rigide au moyen d'une tige de piston 34 qui traverse le cylindre 20 jusqu'en bas de manière que les pistons se déplacent comme une seule unité avec la tige de piston. Par conséquent, les pistons 24 et 26 agissent conjointement pour résister au déplacement vers le bas de la plaque de pression 16.Par conséquent, les deux pistons, dont chacun possède un diamètre et une section-relativement petits, possèdent une section totale relativement grande contre laquelle un fluide comprimé agit pour résister au déplacement vers le bas des broches de pression 14, et, ainsi, pour commander le déplacement des éléments formant matrices de la presse. Le diamètre de l'ensemble est donc maintenu au minimum de façon à permettre que plusieurs ensembles serre-flan d'une presse soient disposés à faible distance les uns des autres. Des canalisations d'air 38 et 40 sont raccordées au cylindre 20 au niveau des chambres supérieure et inférieure 32 et 36 de manière à fournir de 1'air comprimé depuis une source non représentée, dans les chambres. Des canalisations de lubrification 42 et 44 peuvent également être raccordées au cylindre 20 et aux chambres 32 et 36 de manière à permettre d'introduire un lubrifiant sous forme de brouillard dans les chambres et à lubrifier les pistons 24 et 26. La tige de pression 18 comporte un écrou d'arret 46 à son extrémité inférieure, qui peut venir en contact contre une butée 52 de piston disposée sur l'extrémité inférieure de la tige 34 de piston de manière à empêcher que cette dernière soit tirée vers le haut par l'intermédiaire de la tige 34 de piston au moment de l'exécution de la course de retour de la presse lorsque les pistons d'air 24 et 26 et le ressort 22 exercent sur la plaque de pression et les broches de pression 14 une force dirigée vers le haut. Une rondelle Belleville 48 et un système 54 de retenue de rondelle Belleville peuvent également autre prévus à la partie inférieure du cylindre 20 pour absorber le choc de la butée 52 de piston sur la plaque terminale 50 à la fin de la course de retour de la presse.La tige 34 de piston est déplacée vers lebbas par la plaque terminale 50 pendant la course motrice de la presse, et est déplacée vers le haut par la plaque jusqu'à ce qu'elle soit arretée par la butée 52 de piston pendant la course de retour de la presse. Le mouvement de la tige 34 vers le haut est arrêté par la compression de la rondelle Belleville 48 lorsque la butée 52 de piston vient en contact avec le système de retenue 54 et la rondelle Belleville à la fin de la course de retour. Dans le fonctionnement de la presse, la tête de presse déplace une matrice supérieure contre une matrice inférieure comportant des parties mobiles, qui sont commandées par un ensemble serre-flan de l'invention. Les éléments formant matrices mobiles sont portés par les broches de pression 14 qui sont elles-mémes portées par la plaque de pression 16. La plaque de pression 16 est initialement portée par les ressorts 22 qui sont comprimés de façon à charger progressivement les pistons 24 et 26 qui sont reliés entre eux par la tige# de piston 34.On choisit de préférence des ressorts 22 possédant des constantes d'élasticité telles que, lorsqu'ils sont comprimés à environ 15% de leur longueur en extension, ils présentent une résistance combinée qui est approximativement égale, mais non inférieure, à la résistance offerte par les pistons 24 et 26 qui sont soutenus -par de l'air comprimé ou un autre fluide. Si l'on choisit les ressorts 22 de cette manière, les pistons 24 et 26 et la tige 34 de piston commenceront à se déplacer sous l'effet de la force des ressorts, approximativement au point où les ressorts sont comprimés à la hauteur du système 28 de retenue de ressort. Ceci élimine pratiquement tout choc du système de retenue 28 contre les pistons au moment du contact de la partie supérieure du système de retenue avec la plaque de pression 16. Après que la course motrice de la presse a été exécutée, les matrices sont de nouveau ouvertes pendant la course de retour de la presse. pendant cette course de retour, la force des pistons 24 et 26 et les ressorts 22 poussent les broches de pression 14 vers le haut de manière à maintenir la pression entre les matrices de la presse lorsque la tete de presse est rétractée. Les pistons 24 et 26 se déplacent d'abord à leur position la plus élevée, qui est limitée par la butée 52 de ressort contre le système 54 de retenue de rondelle Belleville, la rondelle Belleville 48 et la plaque terminale 50 disposés au-dessus. Les ressorts 22 poussent alors de nouveau la plaque de pression 16 et les broches de pression 14 vers le haut pendant le reste de la course de retour de la presse. On peut donc voir qu'il est fourni un ensemble serre-flan amélioré qui élimine pratiquement la charge d'impact sur une presse et sur les matrices qu'elle porte pendant la course motrice de la presse, mais qui offre la possibilité d'éviter des ruptures des ressorts de l'ensemble. Il sera évident à l'homme de l'art que l'on peut réaliser de nombreuses variantes dans les détails du mode de réalisation préférentiel de l'invention que l'on a illustré et décrit, sans s'écarter du domaine des revendications ci-jointes. REVEND ICAT IONS 1. Ensemble serre-flan pour presse de formage, comportant un matelas d'air destiné à commander le déplacement d'éléments formant matrices pendant une course de formage de la presse, ledit ensemble étant caractérisé par des ressorts disposés sur 1 'en- semble serre-flan et destinés à mettre progressivement en charge le matelas d'air de manière à minimiser la charge d'impact sur les matrices et la presse. 2. Ensemble serre-flan selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits ressorts sont disposés dans un système de retenue de ressort qui limite la compression des ressorts. 3, Ensemble serre-flan selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on choisit des ressorts qui présentent une force de compression combinée qui n'est pas inférieure à la force de rêsist#ce wéentée par ledit matelas d'air lorsque les ressorts sont cozt#rim#s à la hauteur dudit système de retenue de ressort 4, EnEsete serre-flan selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte une plaque de pression destinée à etre mise en contact avec des tiges de pression d'un ensemble matrices, et en ce que lesdits ressorts sont disposés entre ladite plaque de pression et ledit matelas d'air.