Brevet FR2487706A1 — publié le 19820205

La présente invention concerne un dispositif pour réaliser le profilage radial d'objets, notamment d'objets possédant la forme d'arbres tels que des rotors et des stators de pompes à un seul arbre. On connaît des dispositifs pour fabriquer des rotors de pompes à un seul arbre à partir d'un demi-produit tubulaire selon la méthode du profilage à froid en utili- sant un outil de formage possédant au moins trois mâchoires de formage commandées soit par une presse comme c'est le cas dans un dispositif conforme au certificat d'auteur attri- bué en Tchécoslovaquie sous le N0. 135.995, soit par un système d'entraînement direct de patins ou sabots glis- sants individuels équipés de mâchoires de formage par l'in- termédiaire d'excentriques. Le premier dispositif mentionné requiert l'utilisation d'une presse spéciale, qui, moyennant la mise en place d'un coin sur le piston de la presse, agit au moyen de tiges et d'un plateau de pression sur les faces des mâchoires de formage, qui sont par conséquent insérées dans un espace conique d'un boîtier. Un inconvénient de ce dispositif réside dans le besoin important d'énergie pour la presse de manière à vaincre des résistances présentes entre le coin, la tige, le plateau de pression et les mâ- choires, et en outre dans l'usure importante des pièces de travail du dispositif, dans leur grippage fréquent et dans des endommagements dus à des fissures. Le second dispositif ne nécessite aucune presse spéciale étant donné qu'il possè- de son propre système d'entraînement et ses propres trans- missions de liaison avec les patins glissants individuels équipés des mâchoires de formage, mais son inconvénient réside dans le fait que sa course de travail est constante et ne peut pas être modifiée au cours du fonctionnement. Le système d'entraînement de ce dispositif requiert par consé- quent la construction d'un engrenage de transmission et de transmissions qui augmentent la taille et le poids de ce dispositif. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif permettant de réaliser un profilage radial, en particulier pour le profilage d'objets possédant la forme d'un arbre, qui ne nécessite pas de transmissionsspéciales pour réaliser l'entraînement et qui permette de modifier la course de travail au cours du fonctionnement, conformément à différentes exigences requises pendant le profilage. Le dispositif conforme à l'invention est équipé d'au moins deux mâchoires de formage montées, de façon à pouvoir être échangées,sur des patins glissants montés de façon à pouvoir pivoter sur des tiges. Le châssis du dispositif com- porte au moins deux segments de guidage situés entre une paroi latérale de gauche et une paroi latérale de droite, et le long de la surface extérieure de roulement des seg- ments de guidage est monté, de façon à pouvoir pivoter li- brement, un anneau de support sur lequel des galets annulai- res sont supportés sur des boulons excentriques, et en outre les tiges munies des patins glissants portant les mâchoires de formage sont soutenues par des boulons de support, tandis que l'anneau de support est equipé, sur son pourtour extérieur, de pattes permettant de suppor- ter, avec possibilité de rotation, une tige de raccordement, dont l'autre extrémité est supportée par un manchon excen- trique porté lui-même par un boulon excentrique d'un arbre d'entraînement. Pour les patins glissants il est prévu, entre les segments de guidage, un système de guidage s'élargissant en direction du pourtour extérieur des segments de guidage afin de permettre un pivotement des tiges. Un support en forme de coupelle, disposé sur la face intérieure munie d'une indentation, est claveté sur un boulon excentrique d'un arbre d'entraînement, un manchon excentrique étant prévu sur la face tournée vers le support en forme de coupelle et comportant la même indentation. Le boulon excentrique de l'arbre d'entraînement comporte une vis de sécurité pour le support en forme de coupelle. L'anneau de support peut être muni, sur sa face in- terne, d'un renfoncement annulaire destiné à loger les galets et les tiges. L'anneau de support peut être constitué par deux éléments annulaires latéraux. Le châssis peut être constitué par une coque exté- rieure annulaire fixée entre les parois latérales du châssis. Les boulons de support pour les tiges peuvent être des boulons excentriques ou bien peuvent être également des boulons centrés dont les extrémités sont munies de surfaces de glissement s'engageant dans des gorges radiales de l'anneau de support, tandis que des entretoises sont soute- nues par les boulons de support des tiges en même temps que ces dernières, lesdites entretoises étant suspendues Par leurs autres extrémités au moyen d'autres boulons excentri- ques sur le châssis. L'effet le plus important obtenu grâce à l'invention peut être caractérisé par la conception simple du système d'entraînement qui est d'un fonctionnement fiable. L'inven- tion permet de réaliserun contact de galets de guidage le long de la circonférence extérieure des segments de guidage, sans jeu, et ce également avec une précontrainte de contact des galets avec les segments de guidage. La présente inven- tion permet-en outre d'effectuer le réglage de la position extrême des mâchoires de formage au moyen des boulons excen- triques des tiges ou des entretoises et également d'effec- tuer le réglage de l'amplitude de la course au moyen d'une excentricité réglable du support de la tige de liaison sur l'arbre d'entraînement. La nouvelle solution ne requiert pas la construction d'un engrenage de transmission, ni de transmissions complexes. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illus- tré schématiquement aux dessins annexés une forme de réali- sation de l'objet de l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe radiale d'une forme de réalisation fondamentale d'un dispositif conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe axiale, prise sui- vant un plan désigné par A-A sur la figure 1, du dispositif de cette figure. La figure 3 montre une vue de détail du mécanisme de réglage des excentriques. La figure 4 est une vue en coupe axiale de l'arbre d'entraînement du dispositif, prise suivant les plans dési- gnés par B-B sur la figure 1. La figure 5 est une vue en coupe radiale d'une au- tre forme de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 6 est une vue en coupe axiale du disposi- tif de la figure 5, prise suivant un plan désigné par la référence C-C sur la figure 5. La figure 7 est une vue de détail en coupe, prise suivant un plan désigné par la référence E-E sur la figure 6, de l'ensemble d'un boulon de support d'une tige située dans l'anneau de support du dispositif de la figure 5. Le dispositif permettant de réaliser un profilage radial conforme à la présente invention comporte un châssis 1 constitué par au moins deux segments de guidage 2 situés entre une paroi latérale de gauche 3 et une paroi latérale de droite 4, grâce à quoi un anneau de support 5 est soute- nu de façon à pouvoir pivoter librement sur le pourtour exté- rieur des segments de guidage 2 entre les deux parois laté- rales 3, 4. Dans la forme de réalisation fondamentale, l'anneau de support 5 est muni, sur sa face intérieure, d'un renfoncement annulaire 6 dans lequel des galets 8 et des tiges 7 sont montés en alternance sur des boulons excen- triques 7. Les boulons excentriques 7 des tiges 9 consti- tuent simultanément les boulons de support 29 des tiges 9. Des patins glissants 10 sont montés de façon à pouvoir pivo- ter, au moyen de boulons de raccordement 11, sur les autres extrémités des tiges 9. Des mâchoires de formage échangea- bles 12 sont portées par les patins glissants 10. Les seg- ments de guidage 2 constituent à la fois un guide 13 pour les tiges 9 munies des patins glissants 10, et également une surface de roulement 14 pour les galets 8. Les guides 13 des patins glissants 10 s'élargissent sur le côté o les tiges 9 sont supportées, en formant ainsi un espace permet- tant un mouvement de rotation des tiges 9. L'anneau de sup- port 5 est équipé, sur sa circonférence extérieure, de pattes 15 pour le soutien, avec possibilité de pivotement, d'une tige de raccordement 16. L'autre extrémité de la tige de raccordement 16 est supportée par un manchon excentrique 17 qui à son tour est porté par un boulon excentrique 18 d'un arbre d'entraînement 19. Un support 20 en forme de coupelle est claveté sur la face extérieure du boulon excentrique 18 de l'arbre d'entraînement 19, dont la position par rap- port au manchon excentrique 17 est bloquée au moyen d'une tige de sécurité 21. La surface frontale du manchon excen- trique 17 et la surface frontale du support 20, qui lui est voisine, sont munies d'indentations 22 qui, par engrènement mutuel, constituent en fait un embrayage à griffes. La paroi latérale de gauche 3 du châssis 1 est équipée d'un manchon de guidage 23 et d'un certain nombre d'ouvertures 24 permettant l'accès aux boulons excentriques 7 des galets 8 et des tiges 9. Au niveau de la paroi latérale de gauche 3, les boulons excentriques 7 sont munis d'une ouverture de réglage 25 et d'une bague de serrage 26, tandis que la face du boulon excentrique 7 est munie, autour de l'ouvertu- re de réglage 25, d'une échelle 28 de manière à effectuer plus facilement la vérification et le réglage de la position extrême des mâchoires de formage 12 et des galets de guidage 8. L'amplitude de la course des mâchoires de formage 12 est réglée au moyen de la position relative du manchon excentri- que 17 et du boulon excentrique 18 de l'arbre d'entraînement 19 après une libération préalable du support 20 et désenga- gement de la denture 22. La nouvelle excentricité est fi- xée par serrage du support 20 à l'aide de la vis 21. Les mâchoires de serrage 12 requises pour le fonctionne- ment sont montées sur les patins glissants 10 conformément au diamètre et à la forme de la pièce à usiner mise en forme et sont bloquées dans leur position par des organes de blocage 27, et la position extrême des mâchoires de for- mage 12, et éventuellement également l'étendue de la course du patin glissant 10 muni de la mâchoire de formage 12, est réglée au moyen des boulons excentriques 7 et des tiges 9 et cette position est bloquée au moyen de l'anneau de sécuri- té 26. On règle la course requise de la tige de liaison 16 par réglage de la position relative du manchon excentrique 17 et du boulon excentrique 18 de l'arbre d'entraînement 19, qui est bloqué par engrènement mutuel des indentations 22 du support 20 en forme de coupelle et du manchon excentrique 17. La contrainte préalable établissant le contact sans jeu des galets 8 avec les segments de guidage 2 est vérifiée et des défauts possibles sont éliminés au moyen des boulons ex- centriques 7 et des galets 8. Ainsi le dispositif est prêt à fonctionner. A titre de variante du dispositif représentée sur les figures 5 à 7, le châssis 1 est du type en forme de cage comportant au moins deux segments de guidage 2 et une coque annulaire extérieure 31 située entre les deux parois laté- rales 3, 4, avec lesquelles ils sont fermement raccordés et définissent par conséquent un espace annulaire pour l'anneau de support 5 pouvant pivoter librement. Cet anneau de sup- port 5 comporte deux parois annulaires 30 entre lesquelles les galets 8 sont montés sur des boulons excentriques 7, et les tiges 9 de patins glissants 10 sont montées sur des bou- lons de support 29 qui sont dans ce cas des boulons centrés 32. Des entretoises 35 sont prévues suivant l'axe radial passant par le centre du dispositif et par les centres des boulons de liaison 11, et sont soutenues, sur la coque annulaire extérieure 31, sur des boulons excentriques 36 et sont suspendues par leur extrémité inférieure sur un boulon centré commun 32, de même que les tiges 9 montées sur l'anneau de support 5. Les extrémités des boulons centrés 32 sont munies de faces de glissement 33 s'engageant dans des gorges radiales 34 ménagées dans les parois latérales de l'anneau de support 5, ce qui permet un décalage des boulons centrés 32 suivant une direction radiale. Les bou- lons excentriques 36 des entretoises 35 sont à nouveau munis d'un mécanisme permettant de régler la position extrême des mâchoires de formage 12. Après la mise en oeuvre d'un moteur d'entraînement non représenté, le matériau devant être traité, par exemple un demi-produit tubulaire, est introduit au moyen d'un man- chon de guidage 23 situé sur le châssis 1, suivant la direc- tion longitudinale du dispositif, en direction de l'entrée des mâchoires de formage 12. Le mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement 19 est transmis par l'intermédiaire du boulon excentrique 18 de l'arbre d'entraînement 19 et du manchon excentrique 17 à la tige de liaison 16 qui exécute un mouvement de va-et-vient et fait pivoter alternativement à gauche et à droite l'anneau de support 5, par l'intermé- diaire des pattes 15. Le mouvement de va-et-vient de -l'anneau de support 5 déplace, par l'intermédiaire des tiges 9 ou des entretoises 35 et des tiges 9, selon un déplacement de va-et- vient les patins glissants 10 et les mâchoires de formage 12, qui y sont liées, sur l'étendue de la course réglée. Par suite du déplacement de vaet-vient des mâchoires de formage 12, le matériau est mis en forme radialement lors d'une avance axiale simultanée. Ce dispositif peut être avantageusement utilisé pour fabriquer des corps possédant la forme d'une broche ou d'un arbre comme par exemple pour des rotors et des stators de pompes à arbre unique au moyen du procédé de profilage à froid, mais également pour le profilage à chaud, auquel cas le dispositif fonctionne à la manière d'une presse à forger à pistons multiples,ce qui permet de réaliser confor- mément à la forme des mâchoires de formage utilisées, diffé- rents profils radiaux tels que des profils à plusieurs éta- ges, différentes indentations et analogues. REVENDICAT IONS 1. Dispositif pour réaliser un profilage radial, par exemple pour réaliser le profilage d'objets possédant la forme d'un arbre, caractérisé en ce qu'il comporte un chas- sis (1), constitué par au moins deux segments de guidage (2) situés entre une paroi latérale de gauche (3) et une paroi latérale de droite (4) et munis d'une surface extérieure de roulement (14), un anneau de support (5) entourant lesdits organes de guidage (2) et apte à pivoter librement autour de ces derniers, des galets (8) montés de façon à pouvoir pivoter sur des boulons excentriques (7) fixés sur l'anneau de support (5), des tiges (9) raccordées à des patins glis- sants (10) portant des mâchoires de formage (12) montées de façon à pouvoir pivoter sur des boulons de support (29) fixés sur l'anneau de support (5), les patins glissants (10) munis des mâchoires de formage (12) étant aptes à effectuer un déplacement radial entre les organes de guidage (2), tan- dis que l'anneau de support (5) est muni sur son pourtour extérieur, de pattes (15) permettant un raccordement avec une tige de liaison (16) dont l'autre extrémité est portée par un manchon excentrique (17) qui à son tour est porté par un boulon excentrique (18) d'un arbre d'entraînement (19). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace compris entre les segments de guidage (2) destinés à guider les patins glissants (10) munis des mâchoires de serrage (12) s'élargit vers le pourtour exté- rieur des segments de guidage (2) en permettant un pivote- ment des tiges (9) pendant le mouvement des patins glis- sants (10). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un support (20) en forme de coupelle claveté sur le boulon excentrique (18) de l'arbre d'entraî- nement (19) et muni sur sa face interne, d'une indentation (22), tandis que le manchon excentrique (17) situé sur le boulon excentrique (18) de l'arbre d'entraînement (19) est muni de la même indentation sur sa face voisine du support (20) en forme de coupelle. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une vis de blocage (21) est prévue sur le boulon excentrique (18) de l'arbre d'entraînement (19) pour fixer en position le support (20) en forme de coupelle. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de support (5) est muni, sur sa face interne, d'un renfoncement annulaire (6) destiné à loger les galets (8) et les tiges (9). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de support (5) est constitué par deux parois latérales annulaires (30). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le châssis (1) comporte une coque extérieure annu- laire (31) fixée entre les parois latérales (3, 4) dudit châssis. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boulons de support (29) des tiges (9) sont des boulons excentriques. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boulons de support des tiges (9) sont des boulons centrés (32), dont les extrémités sont équipées de surfaces latérales de glissement (33), que des gorges laté- rales (34) sont ménagées dans l'anneau de support (5) de manière à pouvoir guider radialement les extrémités desdits boulons de support centrés (32) et que les entretoises (35) sont suspendues aux boulons (32) ainsi que lesdites tiges (9) tandis que les autres extrémités des entretoises (35) sont supportées par des boulons excentriques (36) sur le châssis (1).