Brevet FR2430844A1 — publié le 19800208

La présente invention s'applique au secteur du m atriç aee à chaud E lIe aétéparticulierement testée avec succès dans le domaine du matriçage des boîtiers de montres. Elle permet l'utilisation sur tous types de presses, d'outillages dits "fermés", sans destruction rapide de ces derniers. Habituellement, compte tenu des inconvénients liés à l'utilisation des outils"fermés"de matriçage à chaud soit : destruction très rapide des outils dûe aux contraintes très importantes qu'ils subissent, ces outils sont remplacés pour le matriçage à chaud par des outils ouverts, où la matière excédentaire file à l'extérieur de la pièce à réaliser (cette matière excédentaire est appelée bavure). Les inconvénients de ce dernier procédé sont les suivants: perte de matière due à la formation de cette bavure d'une part, et d'autre part, pression à exercer pour obtenir tous les reliefs souhaités sur la pièce à réaliser devenant importante, la matière ayant tendance à filer plutôt à l'extérieur et à former la bavure, qu a remplir les empreintes. L'invention remédie à ces deux inconvénients principaux : il n'y a aucune bavure formée d'une part et d'autre part, la matière étant emprisonnée, les reliefs de la pièce à réaliser sont aisés à remplir, sans avoir recours à des pressions excessives, préjudiciables à la tenue des outillages. La frappe est réalisée avec des machines classiques de matriçage à chaud : principalement balancier à friction, machine qui est utilisée habituellement pour ce type d'opération,car elle accumule son énergie, puis la libère assez brutalement , ce qui donne de bons résultats quant à l'écrasement du lopin chauffé, mais dans l'invention, l'excès de pression qui serait à ce moment préjudiciable à la tenue de l'outillage est absorbée par une sécurité hydraulique. Le dispositif selon l'invention, permet de régler le seuil de pression de déclenchement de la sécurité hydraulique.En deçà de ce seuil, la pression est nécessaire pour exécuter parfaitement la pièce à réaliser, au delà, elle détériore rapidement l'outillage. Cette sécurité, selon l'invention,permet aussi de supporter, sans préjudice pour l'outillage, des écarts de dimensions des lopins. Le dispositif selon l'invention comprend une tête de poinçon en forme de piston hydraulique logé à l'intérieur d'un cylindre dont l'extrêmité supérieure est mise en communication avec un circuit hydraulique sous pression ; le dit circuit est caractérisé par le fait qu'il comprend une pompe d'alimentation débitant à travers un clapet anti-retour d'une part, et d'autre part, une dérivation à travers une valve de régulation de pression à seuil réglable. L'invention décrite ci-après à titre d'exemple non limitatif sera mieux comprise à partir des explications concernant sa technologie et comportant la description de la partie mécanique, son principe de fonctionnement et la description du dispositif hydraulique du réglage de la pression de déclenchement. En ce qui concerne la description de la partie mécanique, nous nous reportons à la figure 1 qui est une vue en coupe illustrant le système de sécurité monté sur un outillage de matriçage fermé. Soit 1, le support cylindre solidaire par son extrêmité du coulisseau de la presse et portant le piston 2, lequel piston 2 venant en butée sur la plaque 8 ; la dite plaque 8 solidaire de la pièce 1 et portant les colonnes 7 et 10 ; la pièce 9 porte-poinçon glisse dans les colonnes 7 et 10 ; le poinçon 3 lié rigidement au porte-poinçon 9 et s'appuyant sur la tige du piston 2. La matrice 4, solidaire de la plaque porte-matrice de la presse ,laissant pénétrer dans son empreinte 11, avec un léger jeu, l'extrémité inférieure du poinçon 3.Le noyau 6 permettant, grâce à la sortie de l'extracteur de la pièce, d'extraire, puis d'évacuer la pièce réalisée après frappe et remontée du poinçon. Les colonnes 7 et 10 pouvant ou non, en cours de frappe venir se guider dans la matrice. Dans le cas où elles se guident dans la matric-e, elles assurent une rigidité plus importante à l'ensemble poinçon-matrice. Voyons à présent le fonctionnement proprement dit. Le lopin 5 chaud ayant été préalablement placé dans l'empreinte 11 de la matrice 4 , ordre est donné à la presse de descendre. Le poinçon 3 vient, en cours de descente, d'abord écraser le lopin 5, puis un court instant plus tard, s'ajuster dans l'em- preinte ll de la matrice 4, emprisonnant ainsi le lopin 5 dans l'espace constitué par la face inférieure du poinçon 3 et le volume inférieur de l'empreinte 11. Le coulisseau de la presse continue à descendre jusqu'à ce que le lopin 5 occupe complètement l'espace venant d'être décrit ; la pression d'huile en 12 étant inférieure à la pression de déclenchement du dispositif hydraulique qui sera décrit en détail ultérieurement.Le coulisseau de la presse continuant à descendre, la pression à ce moment dans l'espace 12 devient supérieure à la pression de déclenchement du dispositif hydraulique ; l'huile peut alors s'échapper par l'orifice 14, et le piston 2 en appui sur le poinçon 3, remonter dans le porte-cylindre 1. La pression que le poinçon 3 exerce par l'intermédiaire du lopin matrice 5 sur la matrice 4 garde à ce moment et jusqu'à l'arrivée du coulisseau au point mort bas, une valeur constante et évite ainsi de provoquer toute surpression dangereuse pour l'outillage. Il est bien clair que la course du coulisseau doit être réglée de telle sorte qu'au point mort bas, l'espace 12 ne soit pas réduit à zéro, sinon toute la force du coulisseau serait à ce moment transmise au poinçon.Puis à la remontée du coulisseau, l'espace 12 revient prendre son volume initial, la pression de lahuile forçant le piston 2 à venir en appui sur la plaque 8. Le dispositif hydraulique de réglage de la pression de déclenchement est illustré à la figure 2. Il est constitué d'un clapet anti-retour 20, d'un organe 22 (pompe ou transformateur air-huile ou tout autre appareil ) permet tant d'envoyer de l'huile à une pression déterminée constante mais réglable à travers le clapet anti-retour 20, par l'orifice 14 dans l'espace 12 ; un appareil limiteur de pression 21 étant branché entre l'orifice 14 et l'antiretour 20.Ce dispositif tel que décrit est très avantageux, car il permet d'envoyer, quand l'outillage est au repos, de l'huile à basse ou moyenne pression dans l'espace 12. La haute pression nécessaire pour obtenir une force suffisante de maintien du poinçon 3 sur le lopin 5 n'apparaissant qu'un court instant, c'est-à-dire, seulement quand elle est nécessaire et étant provoquée par la frappe de la presse elle-même,le seuil de cette haute pression étant réglé par le limiteur de pression 21 jouant le rôle de soupape. I1 est bien évident qu'un dispositif constitué par exemple, d'une pompe hydraulique haute pression munie d'un limiteur de pression réglable et envoyant de l'huile à haute pression dans l'espace 12 conviendrait également, mais présenterait l'inconvénient de solliciter d'avantage les pièces piston-cylindre et que, à haute pression l'huile s'échauffe, ce qui pourrait être gênant. Ce système hydraulique est bien supérieur à un dispositif mécanique (ressorts, rondelles, etc...) car, d'une part, la force nécessaire au déclenchement reste constante dans le système hydraulique, alors qu'elle serait proportionnelle à la course dans un système mécanique. Le dispositif, objet de l'invention peut être utilisé pour la fabrication de tous les objets en métal qui sont actuellement mis en oeuvre par matriçage à chaud. REVEN DICATIONS 1. Système de sécurité à seuil de réglage permettant l'utilisation sur tous types de presses mécaniques ou sur balanciers à friction d'outillages fermés, destinés au matriçage à chaud et permettant la réalisation de pièces sans bavure, en évitant leur destruction prématurée et caractérisée en ce qu'il comprend - une tête de poinçon en forme de piston hydraulique logé à l'intérieur d'un cylindre pour former une chambre hydraulique. Cette chambre est mise en communication avec un circuit hydraulique à deux dérivations, au moyen d'un conduit. L'une d'elle communique avec une pompe hydraulique à travers un dispositif anti-retour tandis que l'autre, constitue une mise à l'échappement en passant à travers une valve de régulation de pression à seuil réglable. Ces organes sont conçus de telle sorte que la pression que le poinçon exerce sur le lopin à matricer et donc sur la matrice ne dépasse pas un seuil limite de résistance de l'outil, afin que, quoiqu'il arrive, la force active reste constante au cours de l'opération de matriçage et ce dès que cette limite est atteinte. 2. Système selon revendication 1 ; mais caractérisé en ce qui concerne la partie mécanique par le fait que la sécurité ne se trouve pas à la partie supérieure de l'outillage c'est-à-dire, le poinçon, mais à la partie inférieure c'est-à-dire la matrice ; le circuit hydraulique lui-même ne subissant aucune modification.