Brevet FR2462946A1 — publié le 19810220

L'invention concerne un dispositif pour le filage à la presse de profilés creux à partir d'une billette d'aluminium ou d'alliage d'aluminium disposée dans l'alésage d'un conteneur, au moyen d'un organe de pressage et à travers un outil de façonnage présentant des ouvertures ou sections de formage, le contour intérieur de chaque profilé étant déterminé par une aiguille. L'invention concerne en outre l'utilisation d'une billette d'aluminium ou d'alliage d'aluminium ainsi qu'un procédé pour le filage simultané de plusieurs profilés creux ou tubes à partir d'une billette d'aluminium introduite dans l'alésage d'un conteneur avec utilisation d'un nombre correspondant d'aiguilles pour produire les contours intérieurs des profilés creux, dont les contours extérieurs sont déterminés par des sections de formage d'un outil. Un tel dispositif et un procédé qui y correspond sont décrits dans le brevet US 3 240 047 relativement à un outil à chambre de soudage, qui porte, sur une partie d'outil en forme de pont, plusieurs aiguilles fixes dont la tige est entourée à distance par un anneau faisant partie de l'outil. Cet outil doit permettre la fabrication simultanée de plusieurs tubes, lesquels possèdent cependant tous des joints dits de soudage par filage - généralement plusieurs sur chaque tube - dans le sens du filage, c'est-à-dire ne présentent pas rigoureusement la mtme structure sur toute la section. De plus, les outils à chambre de soudage ainsi réalisés ne sont applicables que dans un cadre restreint, du fait qu'une partie de l'effort de pressage est dirigée sur les ponts respectivement les aiguilles et que des alliages difficilement filables provoqueraient la fissuration et la rupture de outil. Compte tenu de cet état de la technique, l'invention vise à créer un dispositif et un procédé du type indiqué au début, qui permettent, en particulier avec des alliages difficiles à filer, de produire simultanément plusieurs profilés creux ou tubes sans joints par filage à la presse. Selon l'invention, un tel dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs aiguilles paral lèles à la direction de filage, qui font saillie d'un poinçon de presse formant l'organe de pressage, de même que, dans l'outil, des sections de formage qui correspondent aux aiguilles en nombre et en emplacement par rapport à l'axe commun de la presse, la billette présentant des trous dont le nombre, ltemplacement et la section droite correspondent à ceux des aiguilles du poinçon. Avec un tel dispositif, des appareils pour l'adaptation par enlèvement de copeaux de la section de la billette à la section de l'alésage du conteneur doivent être prévus directement devant l'alésage du conteneur. Un dispositif ainsi réalisé - dans lequel une plaque de pression peut être disposée en outre devant le poinçon - permet, conformément à l'objectif à atteindre par l'invention, la production simultanée, l'un à côté de l'autre, de plusieurs tubes ou profilés creux sans joints d'alliages difficilement filables, sans risque de fissuration de l'outil. Selon l'invention, on utilise des billettes d'aluminium ou d'alliage d'aluminium présentant plusieurs trous traversants parallèles - pouvant également avoir des diamètres ou des sections différents entre eux - pour filer en même temps autant de profilés qu'il y a de trous dans la billette. Ces billettes sont préfabriquées et placées devant le dispositif, sur un chariot de chargement par exemple, après quoi, selon l'invention, les aiguilles sont introduites dans les trous de la billette. Etant donné que, selon une autre caractéristique de l'invention, les aiguilles, les trous correspondants de la billette et les sections de formage correspondantes peuvent différer entre eux en section droite, la billette doit etre amenée à la presse à filer de manière que chaque aiguille soit insérée dans le trou correspondant de la billette; comme chaque aiguille est conjuguée à une section de formage déterminée de l'outil, prévue pour le profilé à produire, la fabrication de profilés différents dans la meme opération ne pose pas de problèmes. Les aiguilles arrivent avec la billette devant les sections de formage et sont guidées par le poinçon dans le sens du filage; tout l'effort de pressage peut autre exercé sur la billette. Selon une autre caractéristique de l'invention, la disposition des sections de formage - donc aussi celle des aiguilles est choisie de maniere que la matière en écoulement maintienne les aiguilles sur les axes de leurs sections de formage pendant le filage de la billette. Il s' est avéré avantageux que l'aire de section de l'outil, déterminée par la section de l'alésage du conteneur, soit divisée en zones de surface idéales, ayant de préférence à peu près la même étendue, et que chacune de ces zones présente dans son centre géométrique une section de formage pour la réception de l'aiguille correspondante. Un point très important pour l'invention est que, selon celle-ci, les aiguilles sont ajustées avec autant de précision que possible dans les trous de la billette afin d'assurer leur centrage ou positionnement pendant le filage. La billette elle-même doit également être ajustée très précisément dans l'alésage du conteneur pour éviter que la billette ne forme un renflement ou une convexité pendant le filage et ne provoque ainsi la courbure des aiguilles. C'est pourquoi il s'est révélé très avantageux dans la pratique de prévoir, directement devant l'entrée de l'alésage du conteneur, des organes qui, par l'enlèvement de copeaux, adaptent la section de la billette à celle de l'alésage du conteneur. On peut utiliser à cet effet des couteaux à écroûter comme décrit dans la demande de brevet 2 651 564 de la RFA. Par ces- couteaux dé - déplaçables radialement par rapport à la billette selon une autre caractéristique de l'invention on enlève non seulement la peau oxydée de la billette mais on l'adapte aussi à la section de l'alésage du conteneur. Il est également dans le cadre de l'invention que les aiguilles sont déplaçables parallèlement aux poinçons et sont ajustables parallèlement à l'axe de la presse. On confère ainsi une plus grande souplesse d'utilisation aux aiguilles et il devient possible d'obtenir également à la fin de l'opération de filage une bonne section de tube. Il est mame concevable d'amener les aiguilles avec les billettes à la presse à filer alors qu'elles sont détachées du poinçon de la presse et de les y accoupler seulement au début de l'opération de filage par des éléments de verrouillage particuliers. Il s'est en outre avéré avantageux d'utiliser les aiguilles elles-mêmes pour réaliser les trous dans les billettes de certains alliages, ce pourquoi les extrémités libres des aiguilles peuvent être conformées en pointes. Grace au dispositif décrit, il est maintenant possible de produire en même temps plusieurs profilés sans joints - même de sections différentes - d'une seule billette en alliage difficile à filer, dont la section est adaptée à celle de l'alésage du conteneur, ce qui était jusqu'à présent inconcevable pour l'homme de l'art. Selon l'invention, on ménage tout d'abord plusieurs trous traversants dans la billette, avec des sections et à des emplacements correspondant à celles et à ceux des aiguilles, on enfile ensuite la billette de façon ajustée sur les aiguilles et on adapte sa section avec précision et par enlèvement de copeaux à la section de l'alésage du conteneur avant l'introduction de Ia billette dans cet alésage, après quoi on transforme la billette en profilés creux ou tubes sans joints par filage de sa matière constitutive à travers les sections ou orifices de formage et par-dessus les aiguilles conjuguées à ces sections. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de-réalisation préférés mais non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une presse à filer pour le filage direct de plusieurs profilés creux à partir d'une seule billette, la partie supérieure de cette figure montrant -également > de façon schematique, un chariot de chargement; - la figure 2 est une vue frontale d'une billette ronde devant une presse à -filer; - la figure 3 est une vue en perspective d'une extrémité d'une billette de section ovale; - la figure 4 est la coupe axiale d'une aut-re presse à filer pour le filage indirect de plusieurs profilés creux à la fois;; - la figure 5 est un détail à plus grande échelle de la figure 4 pendant le filage. La figure 1 représente une presse à filer S pour la production simultanée de plusieurs tubes R ou des-corps creux analogues ayant un diamètre extérieur d relativement petit, qui présente, accouplé à un piston 10 coulissant dans un cylindre de pressage 1, un poinçon 2, de la face frontale 3 duquel font saillie plusieurs aiguilles 4 qui sont parallèles à l'axe et peuvent être introduites dans l'alésage 5 d'un conteneur 6. A la position de repos non représentée de la presse à filer S, les pointes 7 des aiguilles 4 sont au moins dloignées suffisamment de la face frontale 8 du conteneur 6 pour qu'une billette B de métal léger ayant la longueur a puisse être placée devant le conteneur 6 par un chariot de chargement A et puisse ensuite titre poussée dans la direction de filage x à l'intérieur de l'alésage 5 du conteneur 6 par le poinçon 2. Le chariot de chargement A représenté au-dessus de la presse S sur la figure 1 est habituellement prévu à c8té du conteneur 6. Le poinçon 2 portant les aiguilles 4 est déplacé parallèlement à l'axe principal M de la presse S par le piston 10, lequel est relié par des tiges de piston ll à des vérins 12 pour le rappel à la position de départ. Avant son introduction dans l'alésage 5, la billette B est pourvue d'une série de trous 9 dont la disposition correspond aux emplacements des aiguilles 4 et dont la largeur c (en haut sur la figure l) correspond au diamètre e (en haut à gauche sur la figure 2) des aiguilles. Dans ces trous 9 sont introduites tout d'abord les aiguilles 4, lesquelles s'engagent ensuite avec la billette B dans l'alésage 5 du conteneur. De plus, à l'introduction de la billette B dans l'ald- sage 5 du conteneur, la surface 20 de la billette est travaillée par les tranchants 22 de couteaux à écroûter 21 en vue de l'adaptation de la section de la billette à la section de l'alésage 5; comme il ressort de la figure 2, les couteaux 21 sont appliqués radialement sur la billette B par leurs tranchants 22, de manière que la billette s'ajuste ensuite exactement dans l'alésage 5. Contre la face arrière 14 - opposée au piston 10 du conteneur 6 est appliquée, dans un porte-filibre 16, une filière 1S qui constitue l'outil de façonnage et présente des ouvertures ou orifices de formage ou de façonnage 17 dont la disposition correspond à celle des aiguilles 4, donc aussi à celle des trous 9 de la billette. La billette B, entourée par le conteneur 6, est pressée par le poinçon 2 à travers la filière 15, c'est-à-dire à travers les orifices de formage 17 de la filière, pendant que les aiguilles 4 déterminent le diamètre intérieur i des tubes R ainsi produits. Pour des raisons de clarté, le dessin ne représente pas un dispositif prévu sur l'unité poinçon 2/piston lO/cylindre de pressage 1 et par lequel les aiguilles 4 peuvent être déplacées (flèche y) par rapport au poinçon 2; les aiguilles 4 sont à cet effet montées coulissantes dans des canaux 13 ménagés dans le poinçon (figure 1). Les quatre trous ménagés selon l'exemple de la figure 2 dans la billette sont désignés par 9a > 9bX 9c et 9d et sont situés chacun dans une zone F de manière que leur axe E passe par le centre géométrique de cette zone; l'une des zones F, celle se trouvant en haut à droite sur la figure 2, est hachurée pour mieux faire resortir la forme des zones-F. Egalement pour des raisons de représentation seulement, la zone F se trouvant en haut à gauche sur la figure 2 contient un intervalle annulaire entre la paroi du trou 9a et l'aiguille 4 reçue dans ce trou; dans la pratique, cette aiguille est appliquée intimement contre la paroi du trou. Il en va d'ailleurs de même pour la surface 20 de la billette et l'alésage 5 du conteneur 6. Le rayon r de la billette B correspond au rayon de courbure du tranchant 22 des couteaux à écroûter. Comme autre exemple de réalisation, la billette B2 de la figure 3 possède deux trous 9a et 9b > dont les axes E1 et E2 sont parallèles. La figure 4 représente une presse à filer J pour le filage indirect; les aiguilles 4, faisant dans ce cas saillie d'une plaque de pression 34, traversent la billette B ou, plus précisément, les trous 9 de la billette. Chaque aiguille 4 est située en regard d'un orifice de formage 17 correspondant de la filière 15, elle-même fixée sur la face avant d'un poinçon porte-outil fixe 33. Celui-ci présente des perçages 32 qui sont coaxiaux aux orifices de formage 17 pour le passage des tubes R produits (figure 5). Le poinçon porte-outil 33 prend appui sur une traverse Q de la presse à filer J. G R E V E N D I C A T I O N S 1 - Dispositif pour le filage à la presse de profilés creux à partir d'une billette d'aluminium ou d'alliage d'aluminium disposee dans l'alésage d'un conteneur, au moyen d'un organe de pressage et à travers un outil de façonnage présentant des ouvertures ou sections de formage, le contour intérieur de chaque profilé étant déterminé par une aiguille, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs aiguilles (4) parallèles à la direction de filage (x), qui font saillie d'un poinçon (2) formant l'organe de pressage, de même que, dans l'outil (15)3 des sections de formage (17) qui correspondent aux aiguilles en nombre et en emplacement par rapport à l'axe commun (M) de la presse, la billette (B) présentant des trous (9) dont le nombre, l'emplacement et la section droite correspondent à ceux des aiguilles du poinçon. 2 - Dispositif pour le filage à la presse de profilés creux à partir d'une billette d'aluminium ou d'alliage d'aluminium disposée dans l'alésage d'un conteneur, au moyen d'un organe de pressage et à travers un outil. de façonnage présentant des ouvertures ou sections de formage, le contour intérieur de chaque profilé étant déterminé par une aiguille, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs aiguilles (4) parallèles à la direction de filage (x) qui font saillie d'une plaque de pression (34) formant l'organe de pressage, de mEme que, dans outil (15),des des sections de for- mage (17) qui correspondent aux aiguilles en nombre et en emplacement par rapport à l'axe commun (M) de la presse, la billette (B) présentant des trous (9) dont le nombre, l'emplacement et la section droite correspondent à ceux des aiguilles de la plaque de pression. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que des organes (21) pour l'adaptation par enlèvement de copeaux de la section de la billette (B) à la section de l'alé- sage du conteneur sont prévus directement devant l'alésage (5) du conteneur. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sections de formage (17) sont disposées de manière que, lors du filage de la billette (B), la matière en écoulement de la billette maintient les aiguilles (4) sur les axes (E) de leurs sections de formage. 5 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'aire de section de l'outil (15), déterminée par la section de l'alésage (5) du conteneur (6), est divisée en zones (F) de surface idéales et que chacune de ces zones présente dans son centre géométrique une section de formage (17) pour la réception d'une aiguille (4). 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 5, caractérisé en ce que les aiguilles (4) sont dépla Sables par rapport au poinçon (2) et sont ajustables parallèlement à l'axe (M) de la presse. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les aiguilles (4) sont dépla çables par rapport à la plaque de pression (34) et sont ajustables parallèlement à l'axe (M) de la presse. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité libre (7) des aiguilles (4) est conformée en pointe. 9 - Dispositif selon ltune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les aiguilles (4), les sections de formage correspondantes (17) et les trous (9) de la billette ont des sections différentes entre eux. 10 - Utilisation d'une billette d'aluminium ou d'alliage d'aluminium présentant plusieurs trous parallèles, pouvant également avoir des diamètres différents, pour le filage à la presse simultané d'un nombre de profilés creux ou de tubes sans joints correspondant au nombre des trous. l1 - Procédé pour le filage à la presse simultané de plusieurs profilés creux ou tubes à partir d'une billette d'aluminium introduite dans l'alésage d'un conteneur, avec utilisation d'un nombre correspondant d'aiguilles pour produire les contours intérieurs des profilés creux, dont les contours extérieurs sont déterminés par des sections de formage d'un outil, caractérisé en ce qu'il consiste à ménager plusieurs trous traversants dans la billette, avec des sections et à des emplacements correspondant aux sections et aux emplacements des aiguilles, à enfiler la billette sur les aiguilles et à adapter la section de la billette avec précision et par enlèvement de copeaux d la section de l1alé- sage du conteneur, et à transformer ensuite la billette en profilés creux ou tubes sans joints par filage de sa matière constitutive à travers les sections de formage et par-dessus les aiguilles conjuguées à ces sections.