Brevet FR2303617A1 — publié le 19761008

La présente invention concerne un procédé de filage inverse à la presse de profilés, à partir d'une billette, en particulier en un matériau difficile à filer, au moyen d'un outillage de mise en forme (filière) solidaire d'un pilon presseur creux et pénétrant dans un conteneur; elle concerne également un dispositif approprié pour la mise en oeuvre dudit procédé. Lors du façonnage à chaud d'une billette chauffée à la température de pressage, en vue de fabriquer des profilés, on exerce généralement une pression sur la billette, placée dans le conteneur, au moyen d'un pilon d'une presse hydraulique pour forcer ladite billette au travers d'un outillage fixe (filage direct). Par contre, dans le cas du filage dit inverse, l'outil lage se déplace dans le conteneur immobile, après qu'une billette a été introduite dans celui-ci. L'outillage est fixé sur un long pilon presseur, fortement sollicité aussi bien du point de vue thermique que mécanique; ce pilon doit être creux, a fin de permettre le passage et l'évacuation du profilé. En cours d'opération, lorsque le pilon appuie sur l'outillage, l'ensemble des forces de compression agissent sur le pilon mobile, de même que la plus grande partie des forces de torsion et de flexion. De ce fait, la vitesse de filage est forcément limitée. D'autre part, le procédé nécessite des temps morts de charge ou de préparation relativement longs dus aux opérations d'introduction de la billette dans le conteneur et de déplacement des éléments mobiles de la machine pour les amener en position de travail. Le but de l'invention est celui de perfectionner le procédé qui a été schématiquement décrit ci-dessus et de développer un dispositif qui permette d'éliminer ou, tout au moins, de limiter les inconvénients mentionnés. En outre, l'invention offre également la possibilité d'adapter au nouveau procédé, sans grands frais, les presses existantes prévues pour le mise en oeuvre des procédés connus de filage direct ou inverse. Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait que la billette à filer est placée et serrée entre l'outillage fixe, d'une part, et un organe mobile transmettant la force de compression, d'autre part; que, ensuite, le conteneur est amené autour de la billette ainsi placée et serrée et que enfin, avec elle, il est déplacé par ledit organe compresseur mobile en direction opposée à celle d'amenée, c'est-à-dire en direction du filage, dans laquelle le matériau extrudé s'écoule au travers de l'outillage et du pilon presseur creux. Pour cela, la billette doit être serrée entre l'outillage fixe et l'organe compresseur, en position flottante, c'est-à-dire sans l'aide d'autre support et le conteneur doit pouvoir se déplacer pour venir lienvelopper, sans pratiquement la toucher. Pour la mise en oeuvre du procédé, se prete tout particulièrement un dispositif comportant un outillage pouvant pénétrer dans l'ouverture du conteneur et disposé sur un pilon presseur fixe, en direction duquel outillage peut etre déplacé, sur une distance au moins égale à la longueur utile dudit pilon presseur, le conteneur, dont des dimensions sont en rapport avec la longueur utile dudit pilon presseur et qui est e meme d'envelopper celui-ci. On prévoit de préférence un organe de compression, disposé dans le même axe du pilon presseur, à une certaine distance de celui-ci et pouvant coulisser le long dudit axe; c'est entre cet organe de compression et l'outil de filage que la billette est serrée, en début d'opération. Au lieu du pilon presseur conventionnel mobile pénétrant dans un conteneur fixe (immobile), le procédé suivant l'invention prévoit un pilon presseur fixe, contre lequel le conteneur mobile est déplacé. Cela présente des avantages considérables et évidents en ce qui concerne les rapports entre la pression exercée et les sollicitations subies par le pilon presseur5 telles que mentionnées; il s'ensuit également une augmentation de la vitesse de filage. D'autre part, les temps morts opérationnels sont sensiblement réduits; suivant l'invention, la distance qui sépare l'outil fixe et l'organe de compression qui lui fait face, ne dépasse que de très peu la longueur de la billette, juste ce qu'il faut pour placer celle-ci sans difficulté devant l'outil; dans le filage inverse conventionnel, par contre, il faut une distance pratiquement double de la longueur de la billette, entre la partie frontale de l'outillage compresseur et la plaque de butée contre laquelle s'appuie la billette pendant l'opération de filage proprement dit. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le conteneur repose sur un chariot, pendant la mise en place de la billette, et enveloppe en quelque sorte le pilon presseur qui le traverse de part en part; puis ce conteneur est déplacé jusqu'à envelopper la billette serrée en position flottante, de préférence sans entrer en contact avec elle, et former ainsi pour ladite billette une chambre à pression conventionnelle. Cette chambre à pression va des lors se déplacer avec la billette, dans la direction du filage; le conteneur est mis en mouvement, de façon fort simple en soi, par la surface de poussée de l'organe de compression ou le piston plongeur et se retrouve à la fin de cette manoeuvre déjà et de nouveau dans la position du début d'opération, décrite ci-dessus. Il s'est avéré comme particulièrement avantageux de pourvoir la surface de poussée proprement dite, de l'organe de compression ou du piston plongeur, d'un tourillon sous la forme d'une saillie axiale, ou semblable, pouvant pénétrer dans la billette jusqu'à une profondeur qui ne doit pas dépasser, ou tout au plus de tres peu, l'épaisseur du culot en forme de rondelle qui reste habituellement en fin d'opération; grâce à ce tourillon, le culot peut résulter percé ou façonné sous la forme d'un tube à paroi mince, ce qui réduit la surface adhérant à la partie frontale de l'outillage et facilite grandement le décollage et l'élimination du culot. En outre, gracie au tourillon, la partie terminale du profilé, sur une courte distance peut avoir la forme d'un tube a paroi mince ce qui facilite l'évacuation du profilé de la presse en s'opposant au phénomène bien connu du collage de la partie terminale du profilé. L'élimination du culot peut se faire, suivant une forme préférée, au moyen du chariot de chargement de la billette, coulissant suivant une direction perpendiculaire à celle du filage, et sur le parcours duquel le culot se trouve en saillie. Le cas échéant, il faudra confier cette élimination de culot non simplement à l'arete du chariot en mouvement mais, suivant un perfectionnement de l'invention, à un organe de pression, de cisaillement ou de sectionnement, spécialement prévu b cet effet, et monté, de préférence, sur le chariot et de façon réglable. Un récipient collecteur disposé opportunément près de la presse ou une bande transporteuse pour les culots évacués permettent de mécaniser dans une large mesure l'opération de filage. Un avantage tout particulier du dispositif de filage suivant l'invention est celui qui résulte du fait que l'on peut utiliser la traverse principale d'une presse conventionnelle de filage direct pour ancrer le pilon presseur et que la presse hydraulique ou le piston plongeur de ladite presse conventionnelle peut servir comme organe de compression; le conteneur, disposé alors entre la traverse principale et le piston plongeur mais séparé de l'une et de l'autre, est monté sur son propre chariot. Une autre caractéristique de l'invention, par ailleurs impensable dans le cas des dispositifs connus à ce jour, est celle qui consiste à nettoyer le conteneur sans devoir interrompre la suite des opérations; le pilon presseur, ou un organe qui lui est assujetti, porte un anneau racleur ou semblable qui, lors du déplacement du conteneur vers la billette pour l'envelopper, vient s'appliquer contre la paroi du conteneur et débarrasse celle-ci des résidus qui y adhèrent. Lorsque le conteneur a repris sa place, enveloppant sur toute sa longueur la billette c'est-à-dire en position de charge, son espace intérieur (alésage) est déjà automatiquement nettoyé. Il n'est donc plus nécessaire dtinter- rompre la suite des opérations effectives pour opérer ce nettoyage du conteneur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris a la lecture de la description qui va suivre de quelques exemples de réalisation et en se référant aux dessins schématiques annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en plan d'une presse à filer, à l'état de repos avec, sur le conté, un chariot de chargement sur lequel se trouve une billette, - la figure 2, la même presse, avant l'opération de filage, avec la billette en position de chargement, - la figure 3, correspond à le figure 2, mais ici la billette est chargée, (par serrage), - la figure 4, une autre forme d'exécution de la presse > en position de début de filage, - la figure 5, montre la presse en cours du filage, - la figure 6, une autre variante de presse, en fin d'opération de filage, et - le figure 7, un détail de la figure 6 dans une phase opérationnelle, subséquente, Le conteneur 3 d'une presse a filer R, conçue pour le procédé de filage direct de profilés en aluminium, a été séparé de la traverse 1, afin de pouvoir appliquer le procédé dit de filage inverse. Le conteneur 3 peut, grâce à sa cavité 2 qui se trouve dans l'axe principal A de la presse à filer R, être amené sur un pilon presseur fixe 4 qui s'appuie; avec sa plaque de butée, directement à la traverse 1. Le pilon presseur 4 présente un canal axial 6, qui s'étend d'un outil 7 de formage (filière), représenté schématiquement sur le dessin, jusqu'à l'ouverture de passage 8 de la traverse 1. Le conteneur 3, mobile dans le direction de l'axe A de la presse gracie à un dispositif de transport 10, est amené au-dessus du pilon presseur 4, supporté par un coulisseau d'outillage 9. En face de la partie frontale 11 de l'outillage et 12 du conteneur sont représentés très schématiquement la presse hydraulique principale 13 avec son beti 14. Dans la position de préchargement de la presse à filer, représentée sur la figure 1, la largeur b de l'espace P compris entre la partie frontale 11 de l'outillage et de la surface de compression (ou de poussée) 15 la plus proche de la presse hydraulique 13, correspond approximativement à la longueur c du conteneur 3, de sorte que la longueur f du déplacement maximal du conteneur 3 ne dépasse pas sensiblement le double de ladite longueur c; dans le cas illustré, cette longueur c est environ le quadruple du diamètre intérieur d de l'ouverture 2 du conteneur. Nais ces rapports ne sont que des valeurs purement indicatives. La surface de compression 15 de la presse hydraulique 13 est constituée ici par la partie frontale d'un tourillon cylindrique 16 qui fait saillie axialement sur la plaque de fermeture 17 de la presse hydraulique 13. A une certaine distance de l'axe principal A de la presse à filer R est disposé le dispositif de chargement 18 de la billette. Dans le support concave 19, de largeur e, d'un chariot 20 dont est pourvu ledit dispositif de chargement 18, coulissant en direction sensiblement perpendiculaire à l'axe principal A, se trouve une billette cylindrique 21 du matériau à filer. Pour charger la billette 21 dans la presse à filer R, le chariot coulissant 20 du dispositif chargeur 18 est déplacé suivant la direction z jusqu'à ce que l'axe M de la billette 21 coïncide avec l'axe A de la presse à filer R figure 2). Du fait de l'impact exercé, suivant la direction z, par le chariot coulissant 20, le culot 23, en forme de rondelle, résidu d'une opération de filage précédente, est décollé, au niveau de la partie frontale 12 du conteneur, de l'ouverture 2 de celui-ci, et tombe dans un récipient collecteur 24, disposé latéralement. Suivant une autre variante de la presse à filer R, le culot résiduel 23 peut aussi tomber dans une goulotte 25 et etre ensuite évacué par une bande transporteuse articulée 26, en direction Y. Dès que la billette 21 est amenée en position centrée devant l'ouverture 2 du conteneur par le dispositif chargeur 18, la presse hydraulique 13 déplace sa surface de poussée 15, suivant la direction x, jusqu'à la billette 21 et presse celle-ci contre l'outil 7, ainsi, la billette 21 est serrée en position flottante entre l'outil 7 et la presse hydraulique 13. Après avoir retiré le chariot coulissant 20 de l'espace P (figure 3), le conteneur 3 est déplacé suivant la direction indiquée par la flèche Y, de façon à envelopper la billette 21 sans toutefois entrer en contact avec elle, jusqu'à ce que sa surface frontale 12 vienne s'appuyer sur la plaque de fermeture 17 de la presse hydraulique 13, et prendre la position indiquée 3 . Simultanément, une saillie périmétrale 29, r , aillie périmètre le 29, façonnée en tête du pilon presseur, nettoie la paroi interne du conteneur 3. La presse à filer R est dès lors nettoyée et chargée pour une nouvelle opération de filage; au cours de cette opération, la presse hydraulique 13 comprime la billette 13, entourée par le conteneur 3, au travers de l'outil (filière) 7 suivant la direction x, alors que le conteneur 3 est repoussé vers la traverse principale 1 suivant un mouvement correspondant à une vitesse de filage de l'ordre du 10 mm/s. Sur la figure 5 est représentée, en pointillé, la pièce W profilée s'écoulant dans le conduit axial 6 du pilon presseur, après avoir passé au travers de l'outil de façonnage 7 (en direction x), vers l'ouver- ture de passage 8 pratiquée dans la traverse principale 1. Dans le cas illustré, le pilon presseur 4 est monté sur la traverse principale 1 au moyen de la tete d'appui 30 et le tourillon axial 16 de la presse hydraulique 13 est fixé par une pièce filetée 31 dans la plaque 17 de fermeture. Lorsque le conteneur 3 a atteint sa position terminale, dans le sens du rapprochement de la traverse principale 1, (position indiquée par le pointillé 3css sur la figure 6), le billette 21 a été complètement extrudée à l'exception du culot résiduel 23, forme de rondelle, déjà mentionné; celui-ci, après que la presse hydraulique 13 aura reculé pour reprendre sa position de fin d'opération (position indiquée par le poin tillé 13 se se trouvera en saillie sur la partie frontale 12 du con- teneur, elle-meme alignée à nouveau sur la partie frontale 11 de l'outil. Pour détacher un culot 23 à forme tubulaire, résidu d'une opération de filage, dont le trou central 34 (figure 2) a été produit par le tourillon 16 axial de la presse hydraulique 13, il suffira d'un choc du chariot coulissant 20, en sa phase d'approche. Si on renonce, par contre, à un tourillon axial 16, on aura alors un culot résiduel à forme de disque, plaqué contre la partie frontale Il de l'outil; dans ce cas, il faut avoir recours généralement à une cisaille à impact 35, montée sur le chariot chargeur 18 et réglable quant à se position; lorsque ledit chariot se meut vers le culot résiduel 23, celui-ci est investi par la cisaille 35 et détaché. Cette cisaille 35 repart ensuite en direction opposée (direction u), à l'arrière de la billette 21, avant que celle-ci soit serrée entre la partie frontale 11 de l'outil et la presse hydraulique 13. Bien entendu diverses modifications peuvent étre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de filage inverse à la presse de profilés, à partir d'une billette, plus particulièrement d'une billette en un matériau difficile à filer, au moyen d'un outillage de formage (filière) solidaire d'un pilon presseur creux et pénétrant dans un conteneur, caractérisé par le fait que la billette est placée et serrée entre l'outil fixe, d'une part, et un organe coulissant, transmettant la force de compression, d'autre part; que ensuite le conteneur est amené autour de la billette ainsi placée et serrée et que enfin, avec ladite billette, il est déplacé, par ledit organe compresseur et coulissant, en direction opposée à celle d'amenée, c'est-à-dire dans la direction du filage dans laquelle le matériau extrudé s'écoule au moins partiellement au travers de l'outil et du pilon presseur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la billette est serrée en position flottante entre l'outil fixe et organe de compression. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le conteneur est amené, avant l'opération de filage proprement dite, autour de la billette maintenue par serrage, sans entrer en contact avec celle-ci. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le conteneur est nettoyé intérieurement, avant l'opération de filage proprement dite et pendant sa mise en place autour de la billette qu'il enveloppera. 5. Procédé selon au moins une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le profilé fabriqué est façonné en forme de tube dans sa zone terminale, cbté outil. 6. Procédé selon au moins une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un culot résiduel, à forme de rondelle, restant plaqué sur la partie frontale de l'outil à la fin de l'opération de filage, est décollé perpendiculairement à la direction de filage, de ladite partie frontale de l'outil et/ou de la surface du conteneur alignée sur elle, après que le culot à forme de rondelle a été, le cas échéant, percé avant l'opération de décrochage et/ou façonné en tuyau a paroi mince. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon au moins une des revendications 1 à 5, pourvu d'un outillage de mise en forme (filiere) solidaire d'un pilon presseur creux et pouvant pénétrer dans la chambre ou semblable d'un conteneur, caractérisé par le fait que le pilon presseur est fixe et que le conteneur, dont la longueur utile correspond approximativement a celle dudit pilon presseur qu'il vient entourer le moment venu, est coulissable vers celui-ci sur une distance au moins égale à la longueur utile dudit pilon presseur. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il est pourvu d'un organe de compression, disposé essentiellement dans le même axe du pilon presseur, à une certaine distance de celui-ci et pouvant coulisser le long dudit axe et que, entre ledit organe et outil, peut être suspendue par serrage la billette à filer. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que la largeur de l'espace compris entre l'outil et l'organe de compression correspond pratiquement à la longueur du conteneur. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que la billette est suspendue par serrage entre l'outil et l'organe de compression. 11. Dispositif selon au moins une des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que le conteneur est conçu de façon à être coulis sable autour de la billette suspendue par serrage et à pouvoir être déplacé, avec la billette contre outil, par l'organe de compression. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la billette et le conteneur sont déplaçables synchroniquement par l'organe de compression. 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé par le fait que le conteneur vient se placer autour de la billette suspendue par serrage, sans entrer en contact avec celle-ci. 14. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé par le fait que le conteneur est déplaçable, pendant le processus du filage, par l'organe de compression contre le pilon presseur fixe. 15. Dispositif selon au moins une des revendications 7 14, caractérisé par le fait que l'ouverture axiale du conteneur dans laquelle est introduite la billette est obturée, pendant l'opération de filage proprement dite, par une plaque de fermeture de l'organe de compression,pourvue d'un tourillon ou semblable, pénétrant dans la billette. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la profondeur de pénétration du tourillon correspond pratiquement a l'épaisseur du culot, à forme de rondelle, qui reste en fin d'opération de filage. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait qu'il comprend un chariot de chargement coulissant perpendiculairement à la direction du filage, pour le chargement et la mise en place de la biellette, sur le parcours duquel chariot le culot résiduel vient à se trouver en saillie. 18. Dispositif selon la revendication 16 ou 17, caractérisé par le fait que le chariot de chargement coulissant est conçu comme organe de choc pour déplacer et/ou décoller le culot résiduel, en étant pourvu, par exemple, d'une arête-guillotine. 19. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé par le fait que le chariot coulissant est pourvu au moins d'un organe de choc, de cisaillement et/ou de sectionnement pour détacher le culot résiduel de l'outil et/ou du conteneur. 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé par le fait que le chariot coulissant présente, au moins dans sa direction de coulissage, un organe de choc, de cisaillement et/ou de sectionnement, à position réglable. 21. Dispositif selon une des revendications 7 h 20, caractérisé par le fait qu'il comprend, sur le cOté opposé celui où opère le chariot chargeur coulissant, au moins un récipient collecteur ou semblable, aligné sur l'organe de décollage du culot pour recevoir ledit culot. 22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé par le fait que le récipient collecteur est constitué par une bande transporteuse articulée qui évacue automatiquement le culot. 23. Dispositif selon au moins une des revendications 7 à 22, caractérisé par le fait qu'il comprend un organe de nettoyage déplaçable dans le canal du conteneur, au contact direct de la paroi dudit canal. 24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé par le fait que l'organe de nettoyage est monté sur le pilon presseur sous la forme d'un élément racleur, par exemple sous la forme d'une saillie périmétrale, pouvant entrer en contact avec la paroi du canal du conteneur lorsque celui-ci est coulissé pour prendre position autour de la billette b filer. 25. Dispositif selon au moins une des revendications 7 a 24, caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre, pour l'ancrage du pilon presseur, la traverse principale d'une presse à filer de type en soi connu pour le filage direct et, comme organe de compression, sa presse hydraulique, 26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé par le fait que le conteneur est disposé entre la traverse principale et la presse hydraulique, séparé de l'une et de l'autre et monté sur un chariot.