Brevet FR2346146A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne le matériel pour le travail des métaux par déformation et, plus précisément, les presses hydrauliques. L'invention peut etre utilisée dans des presses hydrauliques puissantes, servant à créer un effort de ltordre de plusieurs dizaines de milliers de tonnes et caractérisées par conséquent par de grandes dimensions. Cette invention peut être utilisée avec le plus grand succès dans les presses hydrauliques destinées à la fabrication de grosses pièces de configuration volumétrique complexe, avec des orifices et des évidements. A l'heure actuelle on connais une presse hydraulique verticale puissante développant une force de 75 mille tonnes La presse est destinée à la fabrication de grandes pièces à partir d'alliages légers. Le bâti de cette presse est formé par quatre cadres rectangulaires, parallèles l'un à l'autre, dont chacun est constitué par un Jeu d'éléments lamellaires assemblés entre eux par des tirants. Les éléments lamellaires horizontaux forment les entretoises des cadres, tandis que les éléments lamellaires verticaux forment tzars montants. Les entretoises de chaque cadre sont assemblées rigidement aux montants à l'aide de deux chevilles monolithes et deux chevilles cunéiformes introduites dans des orifices pratiqués dans les montants. Â une traverse fixe, montée sur les entretoises inférieures, est fixée une partie de la matrice. La traverse est elle aussi constituée d'éléments lamellaires assemblés. Sur l'entretoise supérieure de chaque cadre, perpendiculairement à celle-ci, sont montés trois vérins ou cylindres de commande. la traverse mobile, reliée aux extrémités deSIplongeurs desdits cylindres, porte l'autre partie de la matrice. La traverse mobile est constituée par des éléments lamellaires. Le nombre et les dimensions des cylindres de commande sont choisis en fonction de l'effort pour lequel est prévue la presse. De ce fait, la hauteur et la largeur des cadres dépendent des dimensions des cylindres de commande disposés sur l'entretoise. Ceci aboutit à une augmentation notable des dimensions de la presse tout entière. En plus, les orifices exécutés dans les montants des cadres pour recevoir les chevilles sont des endroits de concentration des tensions, car les chevilles supportent toute la force créée par la presse en fonctionnement, d'où la nécessité d'utiliser des montants à une grande section transversale. On connait aussi une presse d'estampage hydraulique verticale puissante, dont le bâti est formée par une série de cadres verticaux, dont chacun est constitué par deux empilages d'éléments lamelleaires en C. Les empilages d'élement en C sont réunis par leurs extrémités et forment les entretoises des cadres. La jonction aeséments en a peut être réalisée aussi à l'aide de poutres horisontales serrées par des boulons. Lorsqu'il est nécessaire d'assurer une grande largeur de la baie, on interpose entre les extrémités des éléments de chaque cadre une pièce d'intercalation. Cette pièce est réunie aux faces en bout des extrémités des éléments lamellaires à l'aide de chevilles qui previennent leur décalage réciproque.Aux entretoises inférieures des cadres est fixée la traverse immobile de la presse, assemblée à partir d'éléments lamellaires et portant une partie de la matrice. Sur une traverse en éléments lamellaires fixée aux entretoises supérieures des cadres, est monté un vérin ou cylindre de commande. La face en bout extérieure du plongeur du cylindre de commande est reliée à la traverse mobile de la presse, à laquelle est fixée l'autre partie de la matrice. Grâce à la forme en O des éléments lamellaires, l'effort développé par la presse au cours de son fonctionnement est transmis essentiellement à leurs parties terminales formant les entretoises des cadres, et seulement une partie de cet effort est transmise aux pièces assemblant les extrémités des étriers entre elles.La longueur des étriers du bâti de cette presse est augmentéeexcessivement en comparaison de la longueur nécessaire du point de vue technologique,ce qui est dû au montage du cylindre de commande sur 1a traverse fixée aux entretoises supérieures. Dans cette presse comme dans toutes les presses hydrauliques à un cylindre, on doit, afin d'éviter la diminution du rendement au cours de l'estampage avec un effort de travail incomplet, prévoir un dispositif spécial pour régler la pression du fluide moteur, ce qui complique le système hydraulique. On connaît une presse hydraulique horizontale destinée à fabriquer des pièces par extrusion et qui comporte un baAti installé sur des appuis et formé par deux cadres parallèles l'un à l'autre et dont chacun se compose de deux empilages d'étriers lamellaires en C serrés entre eux par des boulons. Ces empilages d'étriers sont réunis par leurs extrémités, formant les entretoises des cadres, à l'aide de poutres horizontales serrées par des tirante verticaux. Les extrémités des étriers, formant les entretoises des cadres, sont réunies à l'aide de pièces d'intercalation ou directement l'une à l'autre. Une traverse fixe portant un conteneur et une matrice est fixée rigidement à l'une des entretoises des cadres.Aux extrémités des étriers formant les entretoises de cadres opposées aux précédentes, perpendiculairement à celles-ci, sont montés quatre verins ou cylindres de commande, à raison de deux sur chaque cadre. Le nombre et les dimensions des cylindres de commande sont déterminés en fonction de la force requise de la presse, ainsi que des conditions de solidité, technologiques et économiques de leur fabrication et exploitation. Les faces en bout extérieures des plongeurs des cylindres de commande sont reliées à la traverse mobile portant la matrice étreinte0 Grâce à la forme en C des étriers, l'effort développé par la presse au cours de son fonctionnement est transmis principalement à leurs parties terminales formant les entretoises des cadres, et seulement une partie de cet effort est transmise aux pièces réunissant les extrémités des étriers entre elles. Pour placer les cylindres de commande de la presse sur les entretoises des cadres, on doit augmenter excessivement la longueur des entretoises par rapport à la longueur exigée par les considérations technologiques, et on doit par conséquent augmentEr leur hauteur pour des raisons de solidité. En conséquence, la largeur et la hauteur des cadres du bâti ont des dimensions excessives. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés. On s'est proposé pour cela de mettre au point une presse hydraulique dans laquelle, grâce à la présence de vérins ou cylindres de commande auxiliaires et à leur emplacement, il serait possible de régler la valeur de l'effort développé par la presse, ce qui élargit notablement ses posibilités technologiques. Ce problème posé est résolu grâce à une presse hydraulique comportant un bâti constitué par au moins deux cadres mutuellement parallèles et disposés à une certaine distance l'un de ltautre, dont chacun est formé par deux étriers en C réunis par leurs extrémités formant les entretoises des cadres, une traverse fixe portant une partie de l'outil étant. fixée rigidement sur les entretoises formées à l'une des extrémités desdits cadres, tandis que sur les entretoises opposées desdits cadres sont montés des vérins ou cylindres de commande dont les éléments mobiles portent une traverse mobile sur laquelle est montée l'autre partie de l'outil, ladite presse étant caractérisée, suivant l'invention, en ce que, entre les faces en bout, orientées l'une vers l'autre, des extrémités des étriers formant une entretoise portant les cylindres de commande, est disposée une poutre commune à tous les cadres et sur laquelle, dans les intervalles entre les cadres, sont installés des vérins ou cylindres de commande auxiliaires dont les éléments mobiles coopèrent avec ladite traverse mobile au cours du fonctionnement de la presse. Une telle disposition de la poutre commune à tous les cadres et sur laquelle sont installés les cylindres de commande auxiliaires dans les intervalles entre les cadres, donne la possibilité de placer le nombre requis de cylindres de commande sans augmenter d'une manière injustifiée la largeur des cadres du bâti ou leur nombre. Ceci est surtout important pour les pressesdéveloppant un effort important. Sur les faces en bout, orientées l'une vers l'autre, des extrémités des étriers entre lesquels se trouve la poutre, il est avantageux de ménager des rainures longitudinales, et de réaliser sur la poutre, le long de celle-ci, des saillies s' engageant dans ces rainures. La liaison de la poutre aux extrémités des étriers à laide de saillies prévues sur la poutre et de rainures ménagées dans les étriers est technologiquement et économiquement avantageuse, car elle comprend moins de pièces et est moins difficile à fabriquer. A l'aide de cette liaison, la poutre commune à tous les cadres prévient non seulement le décalage réciproque des extrémités des étriers, mais en outre encaisse l'effort des cylindres de commande auxiliaires. I1 est avantageux de relier mécaniquement à la traverse mobile les éléments mobiles d'au moins une partie du nombre total de cylindres de commande auxiliaires. Les cylindres de commande auxiliaires reliés de cette façon à la traverse mobile augmentent la force de la presse, ce qui élargit en général ses possibilités technologiques. Sur les extrémités libres des éléments mobiles d'au moins une partie du nombre total d'éléments mobiles des cylindres de commande auxiliaires on peut fixer des poinçons pour le passage desquels on exécute des trous débouchants dans ladite traverse mobile. Ces poinçons permettent d'exécuter le brochage et l'estampage des évidements, ce qui élargit davantage les possibilités technologiques de la presse. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la descript8on détaillée d'un exemple de réalisation concret mais non limitatif, illustré par les dessins aslexés qui représentent - la figure 1, une presse hydraulique suivant l'invention (vue d'ensemble) ; - la figure 2, une vue latérale de la presse hydraulique de la figure 1; - la figure 3, une vue en plan de la presse de la figure 2 ; - la figure 4, ltensemble de fixation d'un cylindre de commande auxiliaire à la traverse mobile (vue en coupe axiale longitudinale partielle) - la figure 5, un cylindre de commande auxiliaire avec un poinçon (vue en coupe axiale longitudinale partielle). La presse hydraulique proposée est destinée à l'estampage volumétrique de pièces de configuration complexe, par exemple : aubes, longerons etc. La presse hydraulique comporte un bâti 1 (figure 1) installé sur des appuis 2. le bâti 1 est constitué par trois cadres verticaux 3 (figure 2) disnosés parallèlement l'un à 11 autre et à une certaine distance l'un de l'autre. Chaque cadre 3 est formé par deux étriers 4 (figure 1) assemblés à partir d'éléments lamellaires 5 en forme de C (figure 2), entre lesquels sont interposés des joints (non représentés). L'empilage constitué par les éléments en C et les joints est serré par des boulons (non représentés). Bes étriers 4 sont orientés l'un vers l'autre par leurs extrémités. Dans les intervalles entre les faces, orientées l'une vers l'autre, des extrémités des étriers 4 on a installé une poutre supérieure 6 (figure 1) et une poutre inférieure 7 communes à tous les cadres 3. Aux parties supérieure et inféfieure (suivant la figure) de chaque cadre 3 sont ménagées, de chaque c6té des rainures horizontales extérieures où sont placées des poutres 8 servant à relier tous les cadres 3. Dans chaque paire de poutres 8 disposées l'une en face de l'autre, des deux côtés des cadres 3, sont pratiqués des trous débouchants dans lesquels sont introduits des tirants 9.Aux extrémités des tirants 9 sortant au délà des poutres 8 sont vissés des écrous 10 serrant les étriers 4 de chaque cadre 3 et pressant leurs extrémités contre les poutres 6 et 7. Bes extrémités supérieures et inférieures des étriers 4 forment, avec les secteurs correspondants des poutres 6 et 7, les entretoises des cadres 3. le bâti 1 assemblé de cette façon est installé sur les appuis 2. Une traverse fixe 11 constituée par une poutre massive assemblée à partir de lamelles verticales est fixée rigidement sur les entretoises inférieures (suivant la figure) des cadres 3. La moitié de l'outil, dans ce cas la partie inférieure 12 de la matrice, est montée sur la surface horizontale supérieure de la traverse Il. Des vérins ou cylindres de commande 13 sont montés aux extrémités des étriers 4 formant les entretoises supérieures des cadres 3, perpendiculairement auxdites entretoises. Le corps 14 de chaque cylindre de commande 13 est fixé par sa partie supérieure (d'après le dessin) à l'étrier 4 correspondant. Le plongeur 15 de chaque cylindre de commande 13 est lié à la traverse mobile 16. La fixation du plongeur 15 à la traverse 16 peut être réalisée selon n'importe quel procédé connu dans ce domaine, per exemple en exécutant un évidement sphérique star la face en bout du plongeur 15 orientée vers la traverse 16. Une saillie sphérique correspondante prévue sur la surface de la traverse 16 s'engage dans cet évidement. Un tel assemblage sert à compenser les déplacements angulaires de la traverse 16, possibles au cours du fonctionnement de la presse. L'enceinte A (figure 1) de chaque cylindre de commande 13 est mis en communication avec une source (non représentée) de liquide sous pression. La partie supérieure 17 (d'après le dessin) de la matrice est fixée sur la surface horizontale inférieure (d'après le dessin) de la traverse 16. Pour maintenir la traverse 16 dans n'importe quelle position, ainsi que pour la faire revenir en position initiale après sa course de travail, on a monté sur la traverse inférieure fixe 11 quatre vérins ou cylindres 18 dits de rappel, dont les plongeurs 19 butent contre la traverse 16. La fixation du plongeur 19 à la traverse 16 peut être réalisée selon n'importe quel procédé connu dans ce domaine, par exemple décrit plus haut. Sur la face en bout, orientée vers la traverse 16, de chaque plongeur 19, est exécuté un évidement sphérique, dans lequel pénètre une saillie correspondante prévue sur la surface de la traverse 16. L'enceinte B de chaque cylindre de rappel 18 communique avec la conduite d'évacuation ou avec la source (non représentée) de liquide sous pression. Suivant l'invention, le bâti 1 comprend la poutre supérieure 6 (d'après le dessin) commune à tous les cadres 3, et sur certaines parties de la longueur de laquelle sont installés, entre les cadres 3, des vérins ou cylindres de commande auxiliaires 20 (figure 2). Pendant le fonctionnement de la presse, la poutre 6 encaisse les efforts créés par les cylindres de comïiande auxiliaires 20. C'est pourquoi, pour éviter son décalage par rapport aux faces des extrémités des étriers 4, on a pratiqué dans ces derniersdes rainures rectangulaires horizontales 21, et on a prévu des saillies correspondantes 22 sur les surfaces de la poutre 6 orientées vers ces rainures. Les cylindres de commande 20 permettent d'augmenter 11 effort total développé par la presse sans augmenter l'encombrement du bâti 1, ou d'utiliser la presse pour effectuer, simultanément avec l'estampage, l'opération de brochage des trous, ainsi que pour la réalisation de l'estaipage de plusieurs évidements. Chaque cylindre de commande auxiliaire 20 comporte un piston 23 (figure 1) avec une tige 24. Le piston 23 divise l'enceinte du cylindre 20 en deux enceintes C (figure 2) et D, dont chacune, au cours du fonctionnement de la presse, communique alternativement avec une source indépendante de liquide sous pression et avec un conduit de vidange.Pour l'augmentation de l'effort développé par la presse, la liaison de la tige 24 de chaque cylindre auxiliaire 20 à la traverse 16 est réalisée de la manière expose ci-après. Des rainures 25 diamètralement opposées dans lesquelles sont placés des supports 26 fixés rigidement sur la surface de la traverse 16, sont taillées sur la surface latérale de la tige 24, à sa partie inférieure Pour le brochage des trous dans une ébauche ou pour l'estam- page de plusieurs enceintes, on a pratiqué dans la tige 24, à son extrémité orientée vers la traverse 16 (figure 5), un orifice taraudé axial central recevant l'extrémité d'une rallonge 27 constituée par une tige. La longueur de la rallonge 27 ne dépasse pas la hauteur de la traverse 16.Du coté de la face en bout inférieure (d'après le dessin) de la rallonge 27, on a pratiqué dans cette dernière un orifice axial taraudé qui reçoit un poinçon amovible 28. Pour le passage de la rallonge 27 avec le poinçon 28 lors de la course de travail des cylindres 20, on a pratiqué des orifices cylindriques débouchants 29 et 30 respectivement dans la traverse 16 et dans la partie de matrice supérieure 17 fixée sur elle. D'habitude, la rallonge 27 est accouplée constamment à la tige 24 de la manière représentée sur la figure 4, indépendamment de la nature de 1' opération à exécuter. La presse hydraulique fonctionne de la façon décrite ciaprès. En position initiale, avant la mise en fonctionnement, la traverse 16 se trouve en position supérieure extrême (d'après le dessin). les enceintes A des cylindres de commande 13 et les enceintes C des cylindres de commande auxiliaires 20 sont en communication avec la conduite d'évacuation tandis que les enceintes B des cylindres de rappel 18 et les enceintes D des cylindres auxiliaires 20 sont relides à la source de liquide sous pression. On met l'ébauche (dans le cas considéré: une pièce forgée) sur la la partie inférieure 12 (d'après le dessin) de la matrice. Ensuite on met en communication les enceintes A (figure 1) et C (figure 2) des cylindres de commande 13 et 20, respectivement, avec les sources correspondantes de liquide sous pression, et les enceintes B (figure 1) et D (figure 2), avec le circuit de vidange. Sous l'action du liquide arrivant dans les enceintes A et C, les plongeurs 15 des cylindres de commande 13 et les tiges 24 des cylindres de commande auxiliaires 20 s'abaissent conjointement avec la traverse 16 portant- la partie supérieure 17 de la matrice. Le déplacement de la traverse 16 continue jusqu'à ce que les parties 12 et 17 de la matrice se rejoignent. Pendant cette période, le liquide des enceintes B et D s'écoule dans le circuit de vidange. Lors de la jonction des parties 12 et 17 de la matrice 'effectue la déformation de l'ébauche, (dans ce cas:son estampage). Pour le retour de la traverse 16 en position initiale, on met en communication les enceintes A des cylindres de commande 13 et les enceintes C des cylindres de commande auxiliaires 20 avec la conduite d'évacuation, et les enceintes B des cylindres de retour 18 et les enceintes D des cylindres de commande 20, avec les sources correspondantes de liquide sous pression. En conséquence, la traverse 16 monte jusqu'à une position 8 laquelle la distance entre les parties 12 et 17 de la matrice est suffisante pour retirer la pièce estampée et pour mettre en place ltébauche suivante. Ensuite le cycle de fonctionnement de la presse se répète. Dans les cas où il est nécessaire d'exécuter l'opération de brochage des orifices dans l'ébauche ou d'estampage de plusieurs évidements, on remplace la partie supérieure 17 de la matrice sur la traverse 16- par une matrice appropriée ayant des orifices pour le passage des poinçons 28. On accouple le poinçon 28 à la rallonge 27 et on dépose les supports 26. D'une manière générale, ces opérations ont lieu au cours de l'estampage de pièces volumétriques de configuration compliquée, tels que des raccords en ?. Dans ce cas, d'une manière analogue à celle déjà décrite, on envoie d'abord le liquide sous pression dans les enceintes A des cylindres de commande 13 et on met en communication les enceintes B des cylindres 18 atec le conduit d'évacuation. La traverse 16 avec la partie 17 de la matrice s'abaisse jusau'à jonction des parties 12 et 17 de la matrice. L' ébauche se déforme partiellement et remplit le volume de 11 enceinte des parties 12 et 17 de la matrice. Ensuite on envoie le liquide sous pression dans les enceintes C des cylindres de commande auxiliaires 20.Leurs pistons 23 s'abaissent conjointement avec les tiges 24, et la rallonge 27 portant le poinçon 28 entre dans les orifices 29 et 30 de la traverse 16 et dans la partie 17 de la matrice. Les poinçons 28, en continuant de descendre, pénètrent dans la matière de l'ébauche. En conséquence, la matière remplit tous les éléments difficilement accessibles du relief de l'enceinte des parties 12 et 17 de la matrice. De la sorte; grâce aux cylindres de commande auxiliaires 20, les possibilités technologiques de la presse se trouvent considérablement élargies. Possibilité est donnée de régler l'effort développé par la presse en employant les cylindrés de commande auxiliaires 20. En outre, les cylindres de commande auxiliaires 20 sont utilisés pour l'exécution des opérations d'estampage de plusieurs évidements et de brochage des ébauches. A la fin des opérations de déformation de l'ébauche, on relie les enceintes D des cylindres de commande auxiliaires 20 à la source du liquide sous pression, et les enceintes C de ces cylindres, à la conduite d'évacuation. De ce fait, les pistons 23 montent en extrayant les poinçons 28 de la pièce. La montée des pistons 23 continue jusqu'à leur position supérieure extrême. Ensuite on fait. retourner la traverse 16 en position initiale. A cet effet, on fait communiquer les enceintes Ades cylindres de commande 13 avec la conduite d'évacuation, et les enceintes B des cylindres 18, avec la source de liquide sous pression. Lorsque la traverse 16 atteint sa position supérieure extrême ou une position intermédiaire, on dépose la pièce finie de la partie inférieure 12 de la matrice et on met en place l'ébauche suivante. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques, des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en eouvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1 t Presse hydraulique, comportant un bâti constitué par au moins deux cadres parallèles l'un à l'autre et disposés à une certaine distance l'un de l'autre, dont chacun est formé par deux étriers en forme de C réunis par leurs extrémités de manière que celles-ci forment les entretoises desdits cadres, une traverse fixe portant une partie de l'outil de presse étant fixée rigidement sur les entretoises formées à l'une des extrémités desdits cadres, tandis que sur les entretoises opposées desdits cadres sont montés des vérins ou cylindres de commande dont les éléments mobiles-portent une traverse mobile sur laquelle est montée l'autre partie de l'outil de presse, caractérisée en ce que, entre les faces en bout, orientées l'une vers l'autre, des extrémités des étriers formant entretoises portant les vérins ou cylindres de commande, est disposée une poutre commune à tous les cadres et sur laquelle, dans les intervalles entre les cadres, sont montés des vérins ou cylindres de commande auxiliaires, dont les éléments mobiles coopèrent avec la traverse mobile au cours du fonctionnement de la presse. 2. Presse hydraulique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que des rainures longitudinales sont exécutées sur les faces en bout, orientées l'une vers l'autre, des extrémités des étriers entre lesquelles se trouve la poutre, tandis que des saillies correspondantes s'engageant dans ces rainures sont prévues sur ladite poutre, le long de celle-ci. 3t Presse hydraulique conforme à ltune des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les éléments mobiles d'au moins une partie du nombre total de vérins ou cylindres de commande sont reliés mécaniquement à la traverse mobile. 4. Presse hydraulique conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'aux extrémités libres des éléments mobiles d'au moins une partie du nombre total d'éléments mobiles des vérins ou cylindres de commande, sont fixés des poinçons, et que des trous débouchants pour le passage désdits poinçons sont pratiqués dans la traverse mobile.