Brevet FR2368314A1 — publié le 19780519

L'invention concerne les installations à façonner les matériaux par explosion. L'installation proposée peut être employée dans la métallurgie des métaux ferreux et non ferreux, la construction des avions et des fusées, ainsi que dans les constructions mécani quese, la construction des appareils de contrôle et de mesure, et dans d'autres branches de l'industrie. L'invention peut être utilisée avec succès pour souder par explosion les collets d'étanchéité sur les pistons des compresseurs, des moteurs, etc., pour le durcissement par explosion des dents des godets d'excavateurs, la compression par explosion de matériaux pulvérulents ou discontinus pour la fabrication de pièces et ébauches. A l'heure actuelle, le travail des matériaux par explosion, par exemple le durcissement des pièces utilisées dans des dispositifs fonctionnant sous de grandes charges et en régime intense, s'effectue soit sur des terrains ouverts, soit dans des chambres souterraines. L'espace utile limité ainsi que les conditions défavorables du travail souterrain rendent difficile le traitement des matériaux par explosion dans les chambres souterraines. Le travail sur terrains ouverts dépend dans une grande mesure des conditions atmosphériques et de la saison de l'année. L'aménagement des terrains ouverts pour le travail des matériaux par explosion nécessite des territoires assez vastes. On connait aussi des chambres d'explosion en surface utilisées pour les travaux expérimentaux de façonnage des matériaux par explosion. Les chambres en surface sont réalisées ordinairement sous forme de demi-sphères s'appuyant sur un socle rigide et dont la construction peut comporter une table porte-ob#ets sur laquelle est placé le matériau à façonner. Dans la paroi de la chambre est pratiqué un trou débouchant à travers lequel on introduit dans la chambre et on retire de celle-ci le matériau à façonner et l'explosif avec le moyen d'inflammation qui y est incorporé. Des électrodes montées dans la paroi de la chambre sont prévues pour l'application d'une impulsion électrique au moyen d'inflammation de l'explosif. Un inconvénient important des chambres en surface connues destinées au travail des matériaux par explosion consiste en ce que l'opération d'inflammation de l'explosif n'est pas automatisée. Dans ces chambres, les électrodes sont montées manuellement à chaque cycle de travail, ce qui ne permet pas d'augmenter la productivité dans les conditions de production en grande série. Un autre inconvénient des chambres connues consiste en ce qu'elles ne sont pas dotées de moyens de neutralisation de la toxicité en cas de façonnage de matériaux toxiques. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés. On s'est proposé pour cela de mettre au point une installation à façonner les matériaux par explosion, dans laquelle les électrodes seraient montées de manière à augmenter le rendement de l'installation. Ce problème est résolu du fait que dans une installation à façonner les matériaux par explosion, du type comportant une chambre avec une table porte-ob#ets sur laquelle sont placés le matériau à façonner et une charge explosive, ladite chambre abritant des électrodes servant à appliquer une impulsion électrique à un moyen d'inflammation de l'explosif, suivant l'invention les électrodes sont montées avec possibilité de réaliser le mouvement de translation vers le moyen d'inflammation de l'explosif et d'entrer en contact électrique avec ledit moyen, ladite installation comportant des moyens effectuant ledit monvement de translation des électrodes, réalisés de sorte que chaque électrode se déplace vers le moyen d'inflammation de l'explosif d'une valeur égale à celle de la partie de l'élec- trode se séparant au cours de l'explosion. Une telle réalisation constructive de l'installation à façonner les matériaux par explosion permet d'assurer, à chaque cycle de travail, l'avance automatique des électrodes vers le moyen d'inflammation de l'explosif, d'une valeur égale à la partie de l'électrode séparée au cours de l'explosion. Il est avantageux, pour le cas où les matériaux à travailler seraient toxiques, de monter dans la chambre un injecteur destiné à amener dans celle-ci un liquide neutralisant la toxicité des matériaux. De la sorte, la sécurité de travail de l'opérateur est assurée et les exigences sanitaires et hygiéniques en cas de façonnage de matériaux toxiques par explosion sont respectées. L'installation à façonner les matériaux par explosion, réalisée suivant la présente invention, permet d'automatiser l'opération d'inflammation de l'explosif et donne par conséquent la possibilité d'automatiser tout le processus de façonnage des matériaux par explosion. En cas de façonnage de grandes quantités de matériaux à l'aide de l'installation conforme à l'invention, la productivité de travail s'accroît notablement. L'installation proposée pour le façonnage des matériaux par explosion est d'une conception simple, son service s'effectue facilement et en toute sécurité. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation concret mais non limitatif avec référence aux dessins amexés qui représentent - la figure 1, une vue schématique de l'installation pour le façonnage des matériaux par explosion, suivant l'invention (vuè en coupe longitudinale partielle) - la figure 2, l'ensemble A de la figure 1, a plus grande échelle (vue en coupe longitudinale partielle) - la figure 3, une vue en plan de l'ensemble de la figure 2 (la chambre et le porte-électrode ne sont pas représentés conventionnellement) - la figure 4, une vue schématique de l'ensemble B de la figure 2 (à plus grande échelle) - la figure 5,- une vue schématique de l'ensemble C de la figure 1, à plus grande échelle agrandie (vue en coupe longitudinale). L'installation à façonner les matériaux par explosion comporte une chambre 1 (figure 1) fixée sur un appui immobile 2 à l'aide de montants 3. Dans la chambre 1 est installée une table porte-objets 4 sur laquelle sont placés le matériau à façonner 5 et une charge explosive 6 appliquée sur ce dernier. La table porte-obåets 4 et son montage permettant son mouvement de translation vers la chambre 1 et dans le sens contraire sont décrits en détails dans des demandes de brevet déposées séparément. La construction de la table porte-objets ne sera pas décrite ici, pour ne pas compliquer la description de l'essentiel de l'invention. Dans la chambre 1 sont montées des électrodes 7 et 8 permettant d'appliquer une impulsion électrique à partir d'une source d'alimentation (non représentée) à un moyen 9 d'inflammation de l'explosif. Dans la variante considérée, le moyen 9 est constitué par un fil explosif, désigné par le même chiffre de référence et incorporé dans la charge explosive 6 appliquée sur le matériau à façonner 5. Les électrodes 7 et 8 sont montées de manière qu'elles puissent se déplacer en translation vers le fil explosif 9 et entrer en contact avec celui-ci, la valeur de ce déplacement étant égale à la longueur de la partie de l'électrode se séparant au cours de ltexplosion. A cet effet, l'installation à façonner les matériaux par explosion est dotée de moyens assurant ladite translation des électrodes 7 et 8. Ces moyens sont constitués par deux dispositifs 10 (figure 2) disposés hors de la chambre 1 et fixés rigidement sur celle-ci. Chaque dispositif 10 comprend un vérin hydraulique Il communiquant avec une source de fluide (non représentée). Un chariot 13 fixé sur la tige 12 du vérin 11 porte des pinces 14 reliées au chariot 13 par l'intermédiaire d'un isolateur 15. Le chariot 13 peut se déplacer en mouvement recti ] ##gt# #ternatif sur deux guidages 16 fixés par leurs extrémités dans des supports 17 montés sur un socle 18 rigidement fixé à la chambre 1. Les guidages 16 sont disposés parallèlement à la tige 12 du vérin hydraulique11 de part et d'autre de celui-ci, comme montré sur la figure 3. Sur le socle 18 est fixé un isolateur 19 portant une pince immobile 20. Chaque pince 14, 20 est constituée par un couple de leviers 21 à deux bras, disposés symétriquement par rapport à l'électrode 7 passant entre eux. Chaque levier 21 à deux bras est monté sur un axe 22 fixé sur l'isolateur 15 de manière qu'il puisse tourner autour de cet axe sous l'action d'un ressort 23 dont l'une des extrémités est liée à un bras de chaque levier 21, tandis que l'autre extrémité de chaque ressort est fixée sur l'isolateur correspondant 15 ou 19. L'extrémité 21a du deuxième bras de chaque levier est effilée et destinée au serrage étroit de l'électrode 7 repré sentée sur les figures 2 et 3. Sur chaque support 17, sont montées des douilles isolantes 24 qui servent aussi de guidages pour l'électrode 7 disposée parallèlement à la tige 12 et passant à travers eux vers un porte-électrode 25. Aux endroits où l'électrode 7 traverse les éléments du dispositif 10, on a prévu des isolateurs 26. Le dispositif 10 est protégé par une enveloppe 27 fixée sur le socle 18 à l'aide de pièces de fixation classiques. Chaque porte-électrode 25 (figure 4) comporte un trou débouchant axial pour l'électrode 7. Sur le porte-électrode sont emmanchées des douilles isolantes 28 servant à isoler le porte-électrode 25 de la chambre 1. Le bout du porteélectrode 15 faisant saillie au-delà de la chambre 1 comporte une partie filetée 29. Sur cette dernière est engagée une rondelle 30 et est vissé un écrou 31, qui assurent la fixation du porte-électrode 25 à la chambre 1. Lors du façonnage de matériaux de différentes formes et dimensions, le contact des électrodes 7, 8 avec le fil 9 est assuré par un montage précis du dispositif 10 et des porte-électrodes 25 par rapport à la chambre 1 à l'aide des plaques intermédiaires 32 et 33. L'installation à façonner les matériaux par explosion est pourvue d'un système de ventilation 34 (figure 1) destiné à débarriaser la chambre 1 des produits de détonation de la charge explosive 6. Le système de ventilation peut etre exécuté selon n'im- porte quelle conception connue appropriée. Pour le façonnage d'un matériau 5 toxique, on a prévu un injecteur 35 monté dans la chambre 1 et y amenant un liquide neutralisant la toxicité du matériau. Selon cette variante de réalisation de l'invention, l'injecteur 35 possède un corps 36 (figure 5) encastré dans la chambre 1. Le corps 36 de l'injecteur 35 renferme une douille 37 assemblée au corps 36 à l'aide d'un filetage 38. Le corps 36 et la douille 37 forment entre eux un canal annulaire 39, et dans la douille 37 est introduit un tube 40 disposé suivant l'axe de l'injecteur 35, coincidant avec l'axe 0-0 de la chambre 1 (figure 1). Le tube 40 et la douille 37 forment eux aussi un canal annulaire 41, dans lequel est amené un liquide à partir d'une source (non représentée). Le canal 41 communique avec le canal 39 par un orifice 42 pratiqué dans la douille 37 radialement par rapport à l'axe 0-0. Le flasque 37a de la douille 37 forme avec le corps 36 de l'injecteur 35 un rétrécissement 39a du canal 39, qui contribue à l'augmentation de la pression du liquide à la sortie du canal 39. Ceci assure l'écoulement continu du liquide sur la surface intérieure de la chambre 1, afin d'empêcher l'accumulation des produits toxiques résultant du façonnage du matériau 5 par explosion. Ces produits sont entraînés par le liquide hors de la chambre 1. Le tube 40 est mis en communication avec l'enceinte d'une buse 43 assemblée par soudage à la douille 37. Des orifices radiaux 44 pratiqués dans la buse 43 assurent la communication avec la chambre 1. Le tube 40 et la buse 43 pourvue des orifices 44 sont destinés à l'amenée du liquide en plusieurs jets dans la chambre 1 à partir de la source (non représentée). Ces jets servent à précipiter les produits résultant du façonnage du matériau 5 par explosion et se trouvant en suspension dans la chambre 1. Le fonctionnement de l'installation de façonnage des matériaux par explosion va maintenant être décrit, à titre d'exemple, relativement au soudage d'un collet d'étanchéité sur un piston. Dans la position initiale représentée sur le figure 1, la chambre 1 contient la table porte-objets 4 avec le matériau à façonner 5, qui dans le cas considéré, est constitué par le piston désigné par le même chiffre de référence. Sur le collet engagé avec un jeu sur le piston, est appliquée une charge explosive 6 avec un moyen d'inflammation de l'explosif, constitué par un fil 9. L'opérateur enclenche le dispositif 10 pour l'exécution du mouvement de translation des électrodes 7, 8 jusqu'à l'établissement du contact électrique avec le fil 9. A l'enclenchement du dispositif 10, la tige 12 de chaque vérin hydraulique Il commence à sortir. Le chariot 13 portant les pinces 14 reliées au chariot 13 par l'intermédiaire de l'isolateur 15 se déplace avec la tige 12. Le chariot 13 se déplace sur les guidages 16 fixés par leurs extrémités dans les support 17 montés d'une manière immobile sur le socle 18 fxé rigidement à la chambre 1. A ce moment, les pinces 20 n'agissent pas sur les électrodes 7, 8. En tournant sur l'axe 22 sous l'action des ressorts 23, les leviers 21 à deux bras des pinces 14 saisissent les électrodes 7, 8 par leurs extrémités effilées 21a. Lesdites électrodes, poussées lors du mouvement des tiges 12 à travers les isolateurs 19, 24, 26 et à travers les porte-électrodes 25, arrivent dans la chambre 1 et entrent en contact avec le fil explosif 9. Ensuite une impulsion électrique appliquée au fil 9 par l'intermédiaire des électrodes 7 et 8 produit 1' explosion. Les produits de détonation qui se forment au cours de l'explosion appliquent le collet contre le piston à une grande vitesse. Le soudage du matériau du collet au matériau du piston se fait au cours du choc entre le collet et le piston. Sous l'effet de la force d'explosion, les parties des électrodes 7, 8 faisant saillie au-delà des porte-électrodes 25, se séparent et tombent dans la partie inférieure de la chambre 1. Le nettoyage de la chambre 1 des produits de détonation de la charge explosive 6 s'effectue à l'aide du système de ventilation 34. Après l'explosion, sur un ordre fourni par l'opérateur, les tiges 12 commencent à se rétracter sans que les pinces 14 agissent sur les électrodes 7, 8, et les chariots 13 se déplacent dans le sens inverse. Pendant ce mouvement, les électrodes 7, 8 restent immobiles grâce au fait que les leviers 21 à deux bras des pinces immobiles 20, en tournant sous l'action des ressorts 23 autour des axes 22, empêchant, par leurs extrémités effilées 21a, les électrodes 7, 8 de se déplacer. Les chariots 13 et les pinces 14 glissent sur les électrodes 7 et 8. De la sorte, le dispositif de déplacement revient à sa position initiale. En cas de façonnage de matériaux toxiques, le liquide est introduit , lors de l'explosion, dans la chambre à travers l'injecteur 35 suivant les flèches D, comme montré sur la figure 5. Le liquide passe par le canal annulaire 41 et à travers les orifices 42 exécutés dans la douille 37, arrive dans le canal annulaire 39 formé par le corps 36 de l'injecteur 35 et par la douille 37. Ensuite le liquide, à travers le rétrécissement 39a du canal 39, arrive sur la surface intérieure de la chambre 1 et se répand sur celle-ci en empêchant le dépôt des produits toxiques. Ces derniers sont entraînés par le liquide hors de la chambre 1. Après l'explosion, ce liquide arrive dans la chambre non pas par le rétrécissement 39a du canal 39, mais par le tube 40, suivant la flèche E. il passe par la buse 43 et, à travers les orifices radiaux 44, arrive dans la chambre 1 en plusieurs jets. Les jets de liquide assurent le dépôt des produits toxiques# formés lors du façonnage du matériau 5 par explosion et se trouvant en suspension dans la chambre 1. Le cycle de façonnage par explosion étant terminé, le matériau 5 est évacué automatiquement de la chambre 1. Ensuite le cycle de façonnage décrit se répète. Un modèle de l'installation proposée pour le façonnage des matériaux par explosion a subi plusieurs essais, dont les résultats ont confirmé le haut rendement de l'installation. En même temps, le service de l'installation conforme à l'invention s'effectue facilement et en toute sécurité. Les matériaux façonnés dans cette installation sont de haute qualité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qutà 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. Installation de façonnage de matériaux par explosion, du type comportant une chambre contenant une table porte-objets sur laquelle sont placés le matériau à façonner et une charge explosive, ladite chambre abritant des électrodes pour l'application d'une impulsion électrique à un moyen d'inflammation de l'explosif, caractérisée en ce que les électrodes sont montées dans la chambre avec possibilité de se déplacer en translation vers le moyen d'inflammation de l'explosif, de manière à permettre la mise en contact électrique desdites électrodes avec ledit moyen, et en ce que ladite installation comprend des moyens effectuant ledit mouvement de translation des électrodes, réalisés de sorte que le déplacement de chaque électrode vers le moyen d'inflammation de l'explosif soit d'une valeur égale à la longueur de la partie de l'électrode se séparant au cours de l'explosion. 2. Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que, pour le façonnage de matériaux toxiques, un injecteur est monté dans ladite chambre pour y amener un liquide neutralisant la toxicité desdits matériaux.