Brevet FR2375926A1 — publié le 19780728

La présente invention concerne le façonnage des métaux par pression et a notamment pour objet une machine de galetage d'ébauches tubulaires. L'invention peut être appliquée pour la fabrication de pièces creuses à axes symétriques à partir d'ébauches tubulaires, par exemple pour la confection de bouteilles à partir de tubes infiniment longs, pendant laquelle on effectue simultanément un actionnement et un galetage des fonds et des goulots. L'invention peut être également utilisée pour obtenir divers rétrécissements aux extrémités et sur diverses parties des tubes, pour la réduction des bouts d'articles fabriqués à partir de tubes, tels que les bouteilles à haute pression, les boîtiers profonds, les bouts creux étanches sphériques et demi-sphériques, les pièces de profil à répétition périodique, les fonds de forme. On connaît des machines de galetage d'ébauches tubulaires, telles que, par exemple, les machines dans lesquelles les axes de rotation de l'ébauche et de l'outil sont parallèles, contenant un bâti sur lequel est installée une broche creuse tournante munie d'une pince pour le serrage de l'ébauche, réalisée sous forme d'un mandrin. L'ébauche est placée dans la broche de façon que son extrémité dépasse de celle-ci d'une longueur égale à la longueur de la zone à galeter. Un chariot porte-outil avance transversale par rapport à l'axe de rotation de la broche portant l'ébauche est monté sur le bâti, devant la broche. Sur le chariot est fixé un outil formeur avec une commande assurant la rotation de l'outil. L'outil est exécuté sous forme d'un galet dont les sections successives forment des zones de transitIon progressive de la forme de la génératrice de l'ébauche de départ à la forme voulue. L'axe de l'outil est parallèle à l'axe de rotation de la broche. L'ébauche tubulaire, chauffée au préalable, est amenée dans la broche en rotation, y est centrée et serrée dans le mandrin. On met en marche la commande de rotation de l'outil formeur. Le galetage s'effectue au cours du frottement de glissement continu de l'ébauche contre 11 outil. Les inconvénients de cette machine connue consistent en ce que le galetage n'est possible que sur l'extrémité de l'ébauche tubulaire, et en ce que l'ébauche doit tourner pendant le galetage, ce qui n'est pas souhaitable quand il s'agit de tubes de grande longueur. le bâti, devant la broche. Le chariot transversal est commandé par un moteur électrique par l'intermédiaire d'un tambour programmateur muni d'un appareil à copier qui assure d'abord l'avance du chariot à une vitesse plus grande (lors du galetage), puis à une vitesse plus petite (régime de coupe), et ensuite l'arrêt et le recul du chariot vers sa position initiale. La commande du chariot est installée sur le bâti. Une ébauche tubulaire, chauffée au préalable, est-avancée dans la cavité de la broche, où elle est serrée dans le mandrin. La broche- est mise en mouvement rotatif à partir du moteur électrique par l'intermédiaire d'une transmission par courroie. La rotation de l'ébauche et le déplacement simultané transversal de l'outil formeur assurent la déformation de l'extrémité chauffée de l'ébauche. A la fin du processus de galetage, les crabots du mandrin s'ouvrent et l'ébauche est enlevée de la broche. L'inconvénient d'une telle machine consiste en ce que le galetage n'est possible que sur l'extrémité du tube et il faut que l'ébauche tourne, ce qui n'est pas souhaitable pour les tubes de grande longueur. On connaît également une machine de galetage d'ébauches tubulaires, contenant un bâti sur lequel, dans les ensembles de roulement, est montée une broche avec un arbre extérieur et un arbre intérieur. Lesdits arbres sont mis en rotation par un moteur électrique au moyen d'une transmission par courroie et deux transmissions par engrenage à différentes vitesses de rotation assurées par les rapports de transmission différents des couples dentés. Le moteur électrique est installé sur le bâti. Sur l'arbre extérieur de la broche est calée la tête d'une broche avec un plateau circulaire dans lequel sont montés des axes portant un galet formeur et un galet technologique. Sur les extrémités libres des axes des galets sont montées des roues dentées s'engrenant intérieurement avec des cages dentées montées sur des axes qui, à leur tour, sont fixés sur des axes supplémentaires à l'intérieur de la tête. En outre, lesdites cages dentées s'engrènent extérieurement avec une roue dentée calée sur un arbre intérieur.L'ébauche est fixée avec la pince d'une manière immobile devant la broche portant le plateau circulaire de façon qu'il soit possible On connaît également une machine à avance tangentielle de l'outil, destinée au galetage à chaud des appuis à rotule et des fonds plats des tiges de vérins élévateurs hydrauliques télescopiques pour les camions à benne basculants. Cette machine comprend les ensembles suivants : un bâti, une broche montée sur le bâti par l'intermédiaire d'ensembles de roulement, une commande de broche placée dans le bâti, un chariot porte-outil disposé devant la broche, sur le bâti, et équipé d'une commande hydraulique placée à l'intérieur du bâti. Le bout de la broche porte une douille de serrage à crabots qui est serrée par une bague conique. A l'intérieur de la broche est logée une butée avec un ressort d'expulsion. A la partie supérieure du chariot est montée une table à avance transversale par rapport à la broche. L'avance transversale est assurée par un vérin hydraulique. L'outil est fixé sur cette table. Une ébauche préalablement chauffée est engagée dans la broche jusqu'à la butée, en comprimant le ressort. La douille à crabots serre l'ébauche et se met à tourner. Le vérin hydraulique entre en jeu en réalisant l'avance transversale de l'outil de profil approprié dont les génératrices effectuent successivement le galetage depuis la forme de l'ébauche de départ jusqu'à la forme prescrite de la pièce. Le galetage terminé, la douille à crabots s'ouvre, le ressort précédemment comprimé se détend et l'ébauche est alors chassée de la broche. L'inconvénient de cette machine réside dans le fait que le galetage n'est possible que sur l'extrémité de l'ébauche tubulaire La-longueur de l'ébauche est limitée par la cavité de la broche et, en outre, l'ébauche tourne dans la broche, ce qui n'est pas souhaitable pour les tubes de grande longueur. On connaît également une machine de galetage d'ébauches tubulaires par avance tangentielle d'un outil formeur de frottement, suivie du sectionnement du cône galeté du tube. La machine comprend un bâti sur lequel est installée une broche creuse d'entraînement avec un mandrin de serrage de l'ébauche. Un chariot transversal sur lequel sont fixés un outil de galetage et un outil de coupe de la partie galetée sont montés sur d'exécuter le galetage de son extrémité libre. Pour utiliser la machine on met en marche le moteur électrique, qui transmet la rotation à la broche par l'intermédiaire de la transmission par courroie et des transmissions par engrenage. L'outil tourne alors autour de l'axe de l'ébauche. Grâce à la différence insignifiante des vitesses de rotation des arbres extérieur et intérieur, la rotation est transmise par l'intermédiaire du couple d'engrenage à l'axe sur lequel est fixé l'outil. Les possibilités technologiques de la machine connue sont limitées, car elle ne permet pas d'effectuer le galetage des zones de l'ébauche qui sont éloignées de ses faces en bout. En plus, il ne permet pas d'obtenir simultanément plusieurs profils sur les pièces. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés des machines connues de galetage d'ébauches tubulaires. On s'est proposé pour cela de mettre au point une machine de galetage d'ébauches tubulaires dont la broche serait conque de manière à permettre le galetage aussi bien des extrémités de l'ébauche tubulaire que de ses parties éloignées de ses faces en bout, ladite ébauche tubulaire restant immobile. Ce problème est résolu du fait que la machine de galetage d'ébauches tubulaires, du type contenant un bâti sur lequel est rigidement montée une broche reliée à une commande et portant un outil formeur pour le galetage d'une ébauche tubulaire chauffée, un dispositif de serrage de l'ébauche tubulaire, monté fixe sur ledit bâti coaxialement à ladite broche, ledit dispositif de serrage étant disposé devant ladite broche, c'est-à-dire du côté obltébauche tubulaire est avancée vers celle-ci, un mécanisme d'avance de l'ébauche tubulaire dans la broche, installé rigidement sur ledit bâti, devant le dispositif de serrage de l'ébauche tubulaire, c'est-à-dire du coté ot l'ébauche tubulaire arrive audit dispositif de serrage, est caractérisée, suivant l'invention, en ce que la broche est réalisée sous forme d'une douille principale, l'axe du trou intérieur de laquelle est disposé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de la douille, et en ce qu'une douille supplémentaire est montée de sorte qu'elle puisse tourner à l'intérieur de ladite douille principale coaxialement au trou intérieur de celle-ci, tandis que l'outil formeur est rigidement fixé dans ladite douille supplémentaire, la vitesse de rotation de celle-ci étant quelque peu différente de la vitesse de rotation de la douille principale. Il est souhaitable que lesdites douilles principale et supplémentaire soient reliées la commande de la broche par l'intermédiaire de transmissions par engrenage comportant des couronnes dentées calées sur chaque douille, et que des pignons se trouvant en prise avec lesdites couronnes dentées soient montés sur un arbre d'entraînement commun relié à la commande de la broche. Il est souhaitable d'équiper la machine de galetage des ébauches tubulaires d'un dispositif de chauffage monté fixe sur le bâti et situé, par rapport à la zone de galetage, à une distance-correspondant à la longueur de la pièce qu'on désire obtenir. Il est préférable que le dispositif de serrage des ébauches tubulaires soit réalisé sous forme de mâchoires isolées sur lesquelles on branche ledit dispositif de chauffage, celui-ci étant constitué par un transformateur de puissance. Du fait que la broche est réalisée sous forme de douilles, il est possible d'effectuer le galetage de l'ébauche tubulaire sur ses parties éloignées de ses faces en bout. Le fait qu'une douille supplémentaire se trouvé disposée excentriquement à l'intérieur de la douille principale et que l'axe du trou de la douille principale soit disposé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de la douille principale et coïncide avec l'axe longitudinal de la douille supplémentaire, à l'intérieur de laquelle est fixé l'outil formeur, permet d'effectuer le galetage de l'ébauche tubulaire pendant que celle-ci reste immobile. Etant donné que les douilles principale et supplémentaire sont reliées à la commande par l'intermédiaire de transmissions par engrenage, et que les vitesses de rotation de ces'transmissions diffèrent quelque peu, on peut effectuer le galetage de l'ébauche tubulaire suivant sa surface diamétrale. Le dispositif de serrage étant monté sur le bâti à une certaine distance de l'outil formeur, on peut effectuer le chauffage et le galetage de l'ébauche tubulaire simultanément dans diverses zones, et avancer ensuite la partie chauffée de l'ébauche jusqu'à la zone de traitement sans qu'elle ait le temps de se refroidir. La réalisation du dispositif de serrage sous forme de mâchoires isolées sur lesquelles est branché un dispositif de chauffage constitué par un transformateur de puissance permet de combiner le dispositif de chauffage avec le dispositif de serrage. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1, une vue d'ensemble de la machine de gale tage d'ébauches tubulaires conforme à 11 invention - la figure 2, une vue en plan de la même machine - la figure 3, une vue de la broche suivant la flèche M de la figure 1 ; - la figure 4, une vue en coupe de la broche, suivant IV-IV de la figure 3 - la figure 5, une vue en coupe suivant V-V de la figu re 1 - la figure 6, une vue schématique du dispositif de chauf fage. La machine conforme à l'invention comprend un bâti 1 (figures 1, 2) sur le#quel est montée la broche 2. Sur le bâti 1, en avant de la broche 2 et derrière celle-ci, sont installés respectivement les dispositifs 3 et 4 de serrage d'une ébauche immobile 5. En avant du dispositif de serrage 3, sur le bâti 1, est égale- ment monté un mécanisme 6 d'avance de l'ébauche tubulaire. Un moteur électrique 7 assurant la rotation de la broche 2 par l'inter mediaire d'une transmission par courroie 8 est monté à l'intérieur du bâti 1. La broche 2 (figures 3, 4) est réalisée sous forme d'une douille principale 9, l'axe du trou intérieur de laquelle est disposé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal A de la douille 9. Une douille supplémentaire 11 est montée par l'intermédiaire d'un palier de glissement 10, dans le trou de la douille principale 9, coaxialement au trou intérieur de cette dernière. L'axe de la douille supplémentaire 11 est disposé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal A de la douille principale 9. La douille principale 9 prend appui sur le palier 12, dont la bague extérieure est fixée dans le corps 13 de la broche 2. Une couronne dentée 14 réalisée sur la douille supplémentaire 11 est reliée, par un train 16 de roues dentées et un pignon 17, à un arbre d'entraînement 15 installé dans le corps 13 de la broche 2. Sur l'arbre d'entrainemeyit 15 est calé un pignon 18 qui s'engrène avec une couronne dentée 19 fixée sur la douille principale 9. Les nombres de dents des pignons 17 et 18 sont identiques, tandis que ceux de la couronne dentée 19 et de la couronne dentée du train 16 de roues dentées diffèrent d'un certain nombre. Cela est nécessaire pour obtenir des vitesses différentes de rotation de la douille principale 9 et de la douille supplémentaire 11, cette nécessité s'expliquant par le caractère particulier du processus de galetage de l'ébauche tubulaire immobile 5. Un outil formeur 20 est rigidement fixé sur la douille supplémentaire 11. La différence des vitesses de rotation de la douille principale 9 et de la douille supplémentaire 11 et leur disposition excentrique offrent la possibilité d'effectuer le galetage de l'ébauche tubulaire immobile 5. Dans un exemple pratique de réalisation de l'invention, la vitesse de rotation de la douille principale était de 312 tr/ mn, et celle de la douille supplémentaire, de 300 tr/mn ; la vitesse résultante de rotation de 11 outil autour de l'axe de l'ébauche étant égale à 3 tr/mn. La réalisation de la broche 2 sous forme de douilles permet d'effectuer le galetage de longues ébauches tubulaires tant à leurs extrémités que sur leurs parties éloignées de leurs faces en bout. Le dispositif de serrage 3 (figures 1, 2) est réalisé sous forme de deux paires de mâchoires de serrage, dont une paire de mâchoires immobiles 21 (figure S) et une paire de mâchoires mobiles 22 commandées par un vérin pneumatique 23. Les mâchoires de serrage 21, 22 sont isolées et la tension électrique est appliquée aux mâchoires immobiles 21 à partir d'un transformateur de puissance 24 (figure 6) par l'intermédiaire de barres. La réalisation du dispositif de serrage 3 (figures 1,2) sous forme de mâchoires sur lesquelles on branche le dispositif de chauffage constitué par le transformateur de puissance 24 (figure 6) permet de combiner le dispositif de serrage avec le dispositif de chauffage. Le dispositif de chauffage combiné au dispositif de serrage 3 (figure 1) est disposé sur le bâti 1 à une distance t (figure 6) de la zone de galetage, cette distance correspondant à la longueur de la pièce qu'on désire façonner. Cela permet d'effectuer en même temps le galetage et le chauffage de deux-parties de l'ébauche tubulaire simultanément. En outre, le dispositif de chauffage disposé au voisinage de la zone de galetage ne permet pas à la parti#e chauffée de-l'ébauche tubulaire de se refroidir avant d'arriver dans la zone de galetage. Le dispositif de serrage 3 est placé sur un appui 25 (figure 1) installé sur le bâti 1 et dans lequel est monté un vérin pneumatique 26 de commande du mécanisme d'avance 6. Le mécanisme d'avance 6 est composé d'un plateau cirdulai- re 27 comportant un trou pour recevoir L'ébauche tubulaire 5. Sur le plateau circulaire 27, autour de l'ébauche tubulaire 5, sont montés des crabots 28 à ressort pour le serrage de l'ébauche tubulaire 5 lors de son avance vers la zone de galetage. La machine conforme à l'invention fonctionne comme suit. Le vérin pneumatique 26 (figure 1) entre en action et déplace le mécanisme d'avance 6 vers la broche 2. Les crabots 28 à ressort saisissent alors l'ébauche tubulaire 5 et la déplacent vers la zone de chauffage. Le cylindre pneumatique 23 (figure 5) entre en action et les mâchoires mobiles 22 (figure 5) serrent l'ébauche tubulaire dans le dispositif de serrage 3 (figures 1, 2). Etant donné que les mâchoires immobiles 21 (figure 5) se trouvent sous tension, la partie de l'ébauche tubulaire qui se trouve dans le dispositif de serrage 3 (figures 1, 2) s'échauffe. La tige du vérin pneumatique 26 revient pendant ce temps en position initiale et entraîne avec lui le mécanisme 6 d'avance de l'ébauche tubulaire. Le vérin pneumatique 23 libère 11 ébauche tubulaire 5 et le cylindre pneumatique 26 entre de nouveau en action et amène la zone chauffée de- l'ébauche tubulaire 5 dans la broche 2. Le vérin pneumatique 23 fonctionne et serre l'ébauche tubulaire 5. La partie suivante de l'ébauche tubulaire 5 s'échauffe dans le dispositif de serrage 3. Simultanément avec ce chauffage s'effectue le galetage de la partie déjà chauffée de l'ébauche tubulaire 5. Le moteur électrique 7 se met en marche et la rotation est transmise par l'intermédiaire de la transmission par courroie 8 à l'arbre d'entraînement 15. A partir de l'arbre d'entraînement 15 (figure 9), la rotation est transmise, à l'aide du pignon 17 et du train 16 de roues dentées, à la douille supplémentaire 11 à laquelle est fixé l'outil formeur 20 et, par le pignon 18 et la couronne dentée 19, à la douille principale 9. Le galetage s'effectue grâce au mouvement complexe imprimé à l'outil 20, c'est-à-dire à sa rotation autour de l'axe de l'ébauche tubulaire immobile 5 et a sa rotation simultanée autour de son propre axe. Ce mouvement complexe se réalise grâce au fait que l'axe B du trou intérieur de la douille principale 9 est disposé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal A de la douille principale 9, et qu'autour de ce trou est installée la douille supplémentaire 11, coaxialement à l'axe longitudinal B du trou de la douille principale 9. L'outil 20 est fixé à l'intérieur de la douille supplémentaire 11. La rotation de l'outil 20 autour de son propre axe longitudinal, qui coïncide avec l'axe de la douille supplémentaire 11, s'effectue à l'aide des pignons 17, 16r et la rotation de l'outil 20 autour de l'axe de l'ébauche tubulaire 5 s'effectue par l'intermédiaire des pignons 18, 19. Cependant, pour effectuer le galetage de l'ébauche tubulaire immobile suivant tout son diamètre, il est nécessaire en outre que la vitesse de rotation de l'outil 20 autour de son propre axe et celle de la rotation autour de l'axe de l'ébauche 5 diffèrent quelque peu. Cela est obtenu grâce à l'égalité des nombres de dents des pignons 18 et 17 et à la différence de quelques dents entre le nombre de dents de la couronne 19 et celui des roues dentées du train 16. Le profil de l'outil 20 est réalisé de façon que sa géné- ratrice corresponde au passage progressif de la surface de l'ebau- che de sa forme primitive à la forme-prescrite de la pièce à obtenir. La réalisation de la broche 2 sous forme de douilles et le mouvement complexe de l'outil formeur 20, ayant un profil spécial, permet d'effectuer le galetage de l'ébauche tubulaire immobile 5 sur ses parties éloignées de ses faces en bout. Une fois le galetage terminé, on débranche le moteur électrique 7, le vérin pneumatique 23 (figure 5) entre en action et ouvre les mâchoires 22 en les écartant de l'ébauche tubulaire 5, après quoi la partie chauffée suivante de l'ébauche tubulaire est amenée dans la zone de galetage à l'aide du vérin pneumatique 26 (figure 1). Ensuite le processus décrit plus haut se répète. 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 oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Machine de galetage d'ébauches tubulaires du type comprenant un bâti sur lequel est rigidement montée une broche reliée à une commande et portant un outil formeur pour le galetage d'une ébauche tubulaire préalablement chauffée, un dispositif de serrage de l'ébauche tubulaire, monté fixe sur ledit bâti coaxialement à ladite broche, ledit dispositif de serrage étant disposé devant ladite broche, c'est-à-dire du côté od l'ébauche tubulaire est avancée vers celle-ci, un mécanisme d'avance de l'ébauche tubulaire dans la broche, monté rigidement sur ledit bâti, devant le dispositif de serrage de l'ébauche tubulaire, c'est-à-dire du côté où l'ébauche tubulaire arrive audit dispositif de serrage, caractérisée en ce que la broche est réalisée sous forme d'une douille principale, l'axe de l'ouverture intérieure de laquelle est disposé excentriquement par rapport à l'axe longitudinal de ladite douille principale, et en ce qu'une douille supplémentaire est montée mobile en rotation à l'intérieur de ladite douille principale, coaxialement à l'ouverture intérieure de celle-ci, tandis que l'outil formeur est rigidement fixé dans ladite douille supplémentaire, dont la vitesse de rotation est quelque peu différente de la vitesse de rotation de ladite douille principale. 2. Machine de galetage d'ébauches tubulaires suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les douilles principale et supplémentaire précitées sont reliées à la commande de la broche par l'intermédiaire de transmissions par engrenage respectives comprenant chacune une couronne dentée calée sur la douille correspondante et un pignon se trouvant en prise avec la couronne dentée correspondante, ces deux pignons étant montés sur un arbre d'entraînement commun relié à la commande de la broche. 3. Machine de galetage d'ébauches tubulaires suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un dispositif de chauffage monté fixe sur le bâti de la machine et situé, par rapport à la zone de galetage, à une distance correspondant à la longueur de la pièce que l'on sésire façonner. 4. Machine de galetage d'ébauches tubulaires suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de chauffage est réalisé sous forme d'un transformateur de puissance. 5. Machine de galetage d'ébauches tubulaires suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif de serrage est réalisé sous forme de mâchoires isolées sur lesquelles est branché ledit dispositif de chauffage sous forme d'un transformateur de puissance.