Brevet FR2446714A1 — publié le 19800814

I1 est connu que le balancier à friction est une machine de frappe utilisée pour l'estampage des métaux. Dans l'une de ses exécutions il se compose d'un bâti fermé constitué par une traverse supérieure comportant un ecrou fixe et d'une traverse inférieure, toutes deux reliées par deux montants verticaux. Dans l'écrou se meut une vis portant en son extrémité supérieure un plateau circulaire horizontal de friction, l'autre extrémité de la vis étant reliée à un coulisseau de frappe guidé par des glissières. Le plateau de friction est actionné alternativement dans un sens ou dans l'autre par deux disques d'entratnement opposés, solidaires d'un meme arbre, ltécarte- ment de ces disques est légèrement supérieur au diamètre du plateau de friction.Un mécanisme de commande approprié éloigne ou rapproche les disques de façon que leur frottement alterné sur-le plateau de friction opère la rotation de celui-ci dans les deux sens. Cette action règle les mouvements de descente ou de montée du coulis seau de frappe. Sur la face du coulis seau de frappe ainsi que sur la table de la traverse inférieure sont fixées en opposition les deux demi-matrices d'un outil d'estampage. Lorsque les deux demi-matrices sont éloignées l'une de l'autre au maximum, on pose sur la matrice inférieure un lopin à estamper et par la commande du mécanisme d'inversion la descente du coulisseau effectue en bas de course l'opération d'estampage.Après l'impact l'inversion de la vis commande la remontée du coulisseau et l'immobilise en haut de course, ceci par le jeu d'un dispositif qui diffère suivant les constructeurs de ce genre de machines. Les balanciers à friction sont très efficaces mais ils sont relativement lourds de par le poids important que l'on doit donner aux traverses et aux montants, car tout l'ensemble du bati doit absorber le choc très violent de l'impact dont la résultante verticale répercute son effet dans le sol. De ce fait, il est nécessaire de prévoir des fondations importantes qui doivent absorber le choc et annuler la propagation des vibrations dont les inconvénients ne sont pas négligeables. Ces fondations constituent souvent une part importante du prix de la machine elle-meme. La présente invention a pour but de réduire les inconvénients qui viennent d'être cités. Nous avons réalisé suivant la disposition indiquée sur le dessin de la planche I un balancier à friction à contre-frappe qui comporte deux coulisseaux antagonistes, leur rencontre se produisant à la fin de leurs courses réciproques, c'est-à-dire lorsque chaque coulisseau allant ltun vers l'autre a accompli la moitié de la course totale. L'impact s'effectue pour ainsi dire dans l'espace, il nta pas de répercussion parasite sur sur le bâti et dece fait dans le sol. Pour cette réalisation nous avons imaginé un système de mouvement par "vis-écrou" à deux pas inversés, que nous décrirons plus précisément comme suit : une pièce cylindrique forée 1 comportant à sa partie inférieure un filetage intérieur 2 et un filetage extérieur 3, ces filetages sont inversés, l'un est à gauche, l'autre est à droite, lesdits filetages de section carrée, à plusieurs filets, ont le meme pas. La partie supérieure de la pièce 1 sert d'axe et sa rotation s'effectue sur la traverse supérieure 4 dans un palier 5. L'entrainement de la pièce 1 désignée "vis-écrou" est réalisé par le volant de friction 6 sur lequel elle est fixée par une clavette 23. Le volant de friction est alternativement en contact et entratné dans un sens ou dans l'autre par le dispositif classique des disques 24, que nous avons évoqué dans le paragraphe du début. La"vis-écrou" 1, que nous venons de décrire est en relation : par sa partie intérieure formant écrou 2, avec une vis 7, reliée elle-mtme en sa parte inférieure à un coulis seau 8 recevant ainsi par rotation de la "vis-écrou" 1 un mouvement vertical alternatif, par sa partie extérieure formant vis 3 avec un coulisseau-écrou 9, dont le mouvement vertical alternatif qui lui est transmis par la rotation de la "vis-écrou" 1 est à l'inverse de celui de la vis 7 et du coulisseau 8. Le coulisseau écrou 9 est relié au coulisseau inférieur 10 par l'intermédiaire de deux barres de liaison 11 assujetties par des clavettes 21. Lorsque l'on fait tourner la "vis-écrou" 1 dans un sens ou dans l'autre, l'on constate que les deux coulisseaux 8 et 10 sont animés de mouvements qui les éloignent ou qui les rapprochent l'un de l'autre suivant le sens de rotation considéré. Fixons sous le coulisseau supérieur 8 une demi-matrice d'estampage 12 et sur le coulisseau inférieur 10 la demi-matrice 13 correspondante. Dans la position d'éloignement maximum des coulisseaux on pose sur la demi-matrice inférieure un lopin chauffé à température convenable.Si l'on déclenche le dispositif d'entratnement qui commande la rotation de la "vis-écrou" 1, les deux coulisseaux 8 et 10 viennent à la rencontre l'un de l'autre pour réaliser en fin de course au contact des deux matrices 12 et 13 le travail d'estampage désiré. Immédiatement après l'impact le mécanisme d'inversion opère l'éloignement des deux coulisseaux 8 et 10 et le processus de travail se répète après l'enlèvement de la pièce estampée. Les barres de liaison 11 ont un rible auxiliaire qui doit entre mentionné, car elles coulissent dans des rainures latérales 18-P1.II usinées dans le coulisseau supérieur 8, assurant ainsi un guidage supplémentaire dans le mouvement des trois pièces mobiles 8, 9 et 10, elles-mmes guidées parallè lement sur les montants 22 du balancier par des glissières réglables 14-P1.II. Mentionnons que le dessin de la Pl.I représente le balancier de face en élévation avec à gauche en demi-coupe les deux coulis seaux 8 et 10 à leur m mum d'écartement et à droite en demi-coupe les deux coulisseaux rapprochés en fin de frappe. Dans notre réalisation le bati du balancier à contre-frappe est constitué par deux montants verticaux 22, une traverse supérieure 4 supportant la "vis-écrou"l et une semelle inférieure 19, le tout assemblé par des dispositifs appropriés de vis et boulons. Ainsi constitué et décrit, le balancier à friction à contre-frappe est, à force de frappe égale, d'un poids inférieur à celui d'un balancier à friction classique, il est moins couteux; d'autre part, le prix de ses fondations est plus réduit du fait qu'elles consistent uniquement en une dalle-porteuse en béton armé sur laquelle la machine est fixée avec interposition d'un isolant approprié 20. Par ailleurs, soulignons que lors de l'impact la vitesse des deux coulisseaux s'ajoutant, l'effet de frappe est amélioré, il en résulte un bon rendement. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que l'on dispose à la partie inférieure du balancier, sur la base 19, un ou plusieurs cylindres pneumatiques 15 qui jouent le roule d'amortisseur-limiteur de course lors de la descente du coulisseau inférieur et donnent.un léger appoint énergétique lors de la remontée. Ce ou ces cylindres consomment une quantité infime d'air comprimé, uniquement pour compenser les fuites. Un détendeur à réglage fin 16 permet de doser la pression d'air de telle façon q'il est possible de "peser" ltéquipage mobile suivant la masse des outils mis en oeuvre.Lors de chaque descente du coulisseau inférieur celui-ci ouvre, grâce à un mécanisme approprié (non représenté) par un jeu de cames la vanne 17, laquelle peut opérer, si nécessaire, une égalisation de la pression; elle se referme à la remontée du coulisseau. L'invention revendiquée comme balancier à friction à contre-frappe est une amélioration du balancier à friction classique en ce sens que l'effet de frappe n'a pas de répercussion dynamique sur le bXati de la machine. Les réactions de tension verticales développéEs par l'impact, l'une dirigée de bas en haut, l'autre de hauten bas, sont de valeurs égales, elles sont localisées dans la zone des filetages et s'annulent; de ce fait il ne se produit aucune réaction parasite ayant effet sur le bâti et par conséquent sur l'environnement de la machine. Seul un léguer effet vibratoire de résonance peut se manifester mais il est absorbé par une isolation convenable du socle de la machine. Il résulte de ces perfectionnements techniques 1. un allègement du poids du balancier à contre-frappe comparé al poids d'un balancier à friction classique d'égale capacité, 2. la suppression de l'effet de choc sur le sol, ce qui entrain une dimi nution considérable des frais de fondations par rapport à ceux que néces site la mise en oeuvre d'un balancier à friction classique, 3. la présence de cylindres pneumatiques amortisseurs assure un freinage du mouvement de retour des coulisseaux après la frappe, 4. la vitesse de frappe est sensiblement augmentée ce qui procure des avantages quant à la qualité du travail et du rendement. L'invention revendiquée comme balancier à friction à contre-frappe constitue un principe nouveau améliorant le balancier à friction conventionnel utilisé pour l'estampage. Par la mise en oeuvre sur un bati approprié d'une "visécrou" à pas inversés nous actionnons deux coulisseaux allant à la rencontre l'un de l'autre, ce qui supprime les réactions sur le bâti de la machine lors de l'impact. 1l en résulte : un allégement de la machines des fondations peu importantes, une meilleure qualité du travail du fait de l'accé- lération des vitesses de frappe, un meilleur rendement, des investissements moins élevés. RENDICiTIONS 1. Procédé pour le fonctionnement d'un balancier à friction à contre frappe caractérisé par la mise en oeuvre sur un bati approprié d'une vis-écrou à pas inversés dont les mouvements de rotation dans un sens ou dans l'astre, éloignent ou rapprochent deux coulisseaux antagonistes, leur contact produisant un effet de frappe dans deux demi-matrices dis posées en opposition sur les tables de travail desdits coulissea-jx; après l'impact leur éloignement permet l'éjection de la pièce produite et la vise en place d'un lopin pour l'opération suivante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par la suppression de l'effet de choc sur le bati du balancier à friction à contre-frappe, étant donné que lors de l'impact les deux coulisseaux venus à la ren contre l'un de l'autre n'ont aucune liaison directe avec le bâti, ils en sont rigoureusement indépendants; l'effet de choc est absorbé par la vis-écrou dans ses filetages à pas inversés. Le bati sert uniquement de support à l'équipage mobile, de ce fait il n'y a pas transmission de vibrations de choc dans le sol, ce qui entrain une diminution consi dérable des frais de fondations par rapport à ceux que nécessite la mise en oeuvre des balanciers à friction conventionnels. 3. Procédé selon la revendication 1 et selon la revendication 2, impliquant un allègement du poids du balancier à friction à contre-frappe comparé au poids d'un balancier conventionnel d'égale capacité, caractérisé en ce que le bâti du balancier àcontre-frappe est seulement porteur du fait qu'il supporte uniquement la vis-écrou et que les coulisseaux n'ont aucune liaison directe avec le bati, tandis que le bSti du balancier conventionnel doit etre assez massif pour résister à l'effet de frappe qui provoque dans les montants un moment d'extension et dans les traver ses supérieure et inférieure un moment de cisaillement-flexion. 4. Balancier à friction à contre-frappe caractérisé en ce qu'il comporte deux coulisseaux antagonistes actionnés par une pièce intermédiaire "vis-écrou" entraînée en rotation, l'un des coulisseaux étant manoeuvré en tant qu'écrou, l'autre étant manoeuvré en tant que vis. 5. Dispositif selon la revendication 4 et selon la revendication I, carac térisé par la transmission du mouvement au coulisseau inférieur, laquelle par l'intermédiaire de l'écrou est assurée par deux tirants massifs qui constituent des guidages pour le coulis seau supérieur, ce qui augmente la précision de la rencontre des deux demi-matrices lors de l'impact. 6. Dispositif selon la revendication 4 et selon la revendication 1 de cylindres pneumatiques amortisseurs, caractérisé en ce qu'ils freinent le mouvement de retour des coulisseaux après la frappe étant donné que lors de l'impact il se produit une réaction susceptible d'accelérr la vitesse des coulisseaux; le réglage convenable de la pression d'air est effectué par un détendeur en combinaison avec une valve elle-meme com mandée par un système de cames solidaire du coulisseau inférieur agissant au point mort bas. Le détendeur remet les cylindres en pression prédéterminée qui aide à la remontée des coulisseaux. 7. Balancier à friction à contre-frappe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour toutes les fonc tions du balancier à friction conventionnel lesquelles sont en princi pal : la forge, l'estampage à chaud ou à froid en matrices ouvertes ou fermées, l'estampage dans les tales de toutes épaisseurs, le calibrage d'empreintes à chaud ou à froid dans des pièces massives.