Brevet FR2494606A1 — publié le 19820528

-1- La présente invention concerne un procédé et un dispositif de refoulement électrique c'est-à-dire d'expansion pour augmenter le diamètre de la partie d'extrémité d'un matériau métallique brut tel que des barres, des tubes ou équivalents par échauffement ohmique de cette partie afin de la ramollir. Le procédé de refoulement électrique qui a été utilisé jusqu'à présent comprend les quatre étapes suivantes représentées aux figures 1 (I) à 1 (IV) des dessins annexés. La référence 1 désigne une filière de conformation cylindrique pour le refoulement, la référence 2 se rapporte à un anneau de renforcement pour la filière de conformation 1, la référence 3 concerne un support de filière, la référence 4 désigne une électrode enclume possédant une extrémité d'électrode 41 à son extrémité distale et servant égale- ment de tige d'éjection, la référence 5 indique un palier permettant de guider les mouvements d'avance et de recul de l'électrode enclume 4 et la référence 6 se réfère à une électrode du type pince par exemple, pour entrer en contact avec une pièce W. Etape (I): L'électrode enclume 4 est avancée pour position- ner son extrémité distale 41 à l'ouverture d'entrée de la filière de conformation 1 et la face d'extrémité de la pièce W pincée par l'électrode de pincement 6 est amenée en butée contre l'extrémité d'électrode 41. Etape (II): Un courant électrique est amené à s'écouler dans l'électrode enclume 4 et l'électrode de pincement 6 tandis que l'électrode enclume 4 est progressivement rétractée. La pièce W est poussée dans la filière de conformation 1 sous l'effet d'une forte pression, l'extrémité W' de la pièce étant ramollie par la chaleur engendrée afin de venir en contact avec la surface périphérique interne de la filière de conformation 1. Etape (III): La pièce W est encore poussée dans la filière 1 jusqu'à ce que l'extrémité d'électrode 41 atteigne le fond (ou partie interne) de la filière de conformation 1 lorsque le travail de refoulement est terminé. Etape (IV): L'électrode de pincement 6 est relâchée de la pièce W et l'électrode enclume 4 est ramenée en avant pour éjecter la pièce W refoulée de la filière de conformation 1. Plus précisément, l'extrémité W' de la pièce voit son dia- mètre augmenter et est refoulée pendant les étapes (II) et (III) pour venir en contact avec la surface périphérique interne de la filière de conformation 1, et se déplace en glissant le long de la -2- surface de contact, Dans ce cas, la surface périphérique interne de la filière de conformation 1, pour conformer l'extrémité W' de la pièce W qui a été ramollie par la formation de chaleur dans une forme souhaitée ou prédéterminée, est amenée à une température élevée avec l'échauffement de la pièce W et est également soumise à une force de friction vigoureuse de sorte qu'elle tend à être rapidement usée. Il en résulte que la durée de vie de la filière de conformation 1 est généralement courte et que des remplacements fréquents de la piece sont inévitables. Un nombre important de filières de remplacement doit donc être prévu pour un tel change- ment. De plus, du fait que la surface périphérique interne de lia filière de conformation est plus ou moins exposée à l'atmosphère ex- térieure, ou à l'air, elle tend à être rapidement oxydée, ce qui augmente l'usure dans une période d'utilisation relativement courte. Un des buts de la présente invention est par conséquent de fournir un procédé perfectionné pour le refoulement électrique d'un matériau métallique en forme de tube ou de barre qui évite les inconvénients décrits ci-dessus des procédés connus de refoulement. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de refoulement électrique perfectionné possédant une bonne résistance à l'oxydation due à l'expoeition de la filière de conformation à l'atmosphère extérieure et Cgalement à la force de friction vigoureuse provoquée sur sa surface périphérique interne pendant le travail de refoulement. Selon la présente invention, on prévoit un procédé de re- foulement électrique d'un matériau métallique cylindrique qui comprend les étapes consistant à amener en contact une électrode enclume et une face d'extrémité d'une piece dans une filière de conformation, à faire traverser des électrodes par un courant électrique pour engendrer de la chaleur à la partie d'extrémité de ladite pièce pour ramollir sa partie d'éxtrémité, à pousser ladite pièce vers l'électrode enclume sous l'effet d'une pression v.gou- reuse tout en retirant l'électrode enclme vers le fond ou partie intérieure de ladite filière de conformation pour refouler la partie d'extrémité suivant ladite filière de conformation et à éjecter ladite pièce de ladite filière de conformation en ramenant en avant ladite électrode enclume. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un dispositif de refoulement électrique pour refouler un matériau -3- métallique cylindrique comprenant en combinaison: une électrode enclume sur une face d'extrémité de laquelle une pièce est amenée en butée, une autre électrode susceptible d'être reliée à ladite pièce, une filière de conformation prévue entre ladite électrode enclume et ladite autre électrode avec l'électrode enclume constituant le fond ou partie interne de la filière de conformation, et une source d'alimentation en gaz inerte, un espace étant formé entre la surface périphérique externe de ladite électrode enclume qui se déplace en va-et-vient dans ladite filière de conformation et la surface péri- phérique interne de ladite filière de conformation pour être mise en communication avec ladite source d'alimentation en gaz inerte par l'intermédiaire de rainures de passage. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif des modes de réalisation particuliers de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: Les figures 1 (I) à 1 (IV) sont des vues latérales schéma- tiques en coupe longitudinale représentant les étapes d'un procédé de refoulement électrique conventionnel, Les figures 2 (I) à 2 (VI) sont des vues latérales schémati- ques en coupe longitudinale représentant les étapes d'un procédé de refoulement électrique selon la présente invention, Les figures 3 (I) à 3 (IV) sont des vues latérales schéma- tiques en coupe longitudinale représentant une réalisation perfec- tionnée du dispositif de refoulement électrique selon la présente invention ainsi que les étapes d'un procédé de refoulement élec- trique utilisant ce dispositif, La figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif de refou- lement électrique selon la présente invention le long de la ligne A- A de la figure 3 (1), et La figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif de refoulement électrique selon la présente invention le long de la ligne B-B de la figure 3(I). On décrira dans ce qui suit des modes de réalisation préférés des procédés et dispositifs de refoulement électrique selon la présente invention en référence aux figures 2 (I) à 2 (VI) et des figures 3, 4 et 5 des dessins annexés. Le procédé de refoulement électrique selon la présente invention, contrairement aux procédés de refoulement conventionnels décrits ci-dessus, comprend les étapes suivantes. -4- Etape (T): L'électLrode enclume 4 est avancée pour position- ner sa partie d'extrémité distale 41 à l'ouverture d'entrée de la filière de conformation 1 et la face d'extrémité de la pièce W pincée par l'électrode de pincement 6 est mise en butée contre l'extrémité de l'électrode sus-mentionnée 41. Etape (II): La pièce W étant en butée contre l'extrémité de l'électrode 41, l'électrode enclume 4 est retirée d'une certaine distance définie après quoi un courant électrique est amené à s'é- couler dans l'électrode enclume 4 et l'électrode de pincement 6. Un jeu S existe entre la pièce W et la surface périphérique interne de la filière de conformation 1. Après un certain temps, la partie d'extrémité W' de la pièce engendre une chaleur qui l'amène à se ramollir. Etape (III): Ensuite, dans l'état de contact de la pièce et de l'électrode enclume, et de conduction de courant à travers l'électrode enclume et l'électrode de pincement tel que décrit ci- dessus, l'électrode enclume 4 est retirée jusqu'à ce que l'extrémité d'électrode 41 atteigne le fond (ou partie interne) de la filière de conformation 1 tandis que la pièce W est poussée dans la filière de conformation sous l'effet d'une pression vigoureuse de sorte que la partie d'extrémité W' de la pièce W devient progressivement gonflée et que le travail de refoulement commence. Etape (IV): La pièce W continue à être poussée sous l'effet d'une pression vigoureuse dans la filière de conformation 1 de sorte que la partie d'extrémité W' de la pièce W entre en contact avec la surface périphérique interne de la filière de conformation 1. Etape (V): La partie d'extrémité W' de la pièce W est complètement expansée à l'intérieur de la filière de conformation 1 et conformée en forme et dimensions prédéterminées. Etape (VI): L'électrode de pincement 6 est relâchée de la pièce W après quoi l'électrode enclume 4 est ramenée en avant pour éjecter la pièce W refoulée vers la filière de conformation 1. Lorsque le procédé de refoulement électrique selon la pré- sente invention est réalisé suivant les étapes décrites ci-dessus, le jeu S présent centre la surface périphérique externe de la partie d'extrémité W' de la pièce W et la surface périphérique interne de la filière de conformation 1 empêche ou retarde l'échauffement direct de la filière de conformation 1 pendant les étapes (II) et (III) dû à un échauffement de la pièce W et cet espace S diminue -5 - jusqu'à sa disparition pendant l'étape (IV) lors du gonflement ou refoulement de l'extrémité distale de la pièce W par son accroisse- ment diamétral dû à la poussée sous une pression vigoureuse dans la filière de conformation. Par conséquent, tandis que le refoulement est réalisé, il ne se produit aucun mouvement de glissement entre la surface péri- phérique externe de la partie d'extrémité W' de la pièce et la surface périphérique interne de la filière de conformation 1 d'o résulte une usure moindre de la filière de conformation 1 et un effet remarquable d'amélioration de la durée de vie de la filière de conformation. De plus, du fait que l'extrémité distale de la pièce W en- gendre tout d'abord de la chaleur due à la conduction de courant électrique pour augmenter la résistance électrique à cette partie en conséquence de la chaleur engendrée et des écoulements de courant en arrière de l'extrémité distale de la pièce W, l'échauffement et le ramollissement de la pièce à son extrémité distale W' est favorable de sorte que la partie d'extrémité W' peut être facilement refoulée. On décrira maintenant un dispositif de refoulement élec- trique selon la présente invention en référence aux dessins annexés. Comme représenté aux figures 3 à 5, le dispositif de refoulement électrique selon la présente invention comprend essentiellement une filière de refoulement cylindrique 1, une filière de renfort 2 pour la filière de conformation 1, un support de filière 3, une électrode enclume 4 possédant une extrémité d'électrode 41 à son extrémité distale et servant également de tige d'éjection, d'un palier 5 pour guider les mouvements d'enfoncement et de retrait de l'électrode enclume 4, et une électrode du type pince 6 susceptible d'être reliée à la pièce W. Un espace S est formé entre la surface périphé- rique interne de la filière de conformation 1 et la surface péri- phérique externe de l'électrode enclume 4 en réduisant dans une faible mesure le diamètre de l'électrode enclume 4 dans sa partie susceptible d'être insérée dans et s'étendant à travers la filière de conformation 1. L'espace sus-mentionné S est relié pour être mis en communication avec une source d'alimentation en gaz inerte 7 telle que par exemple une source d'alimentation en azote par l'intermé- diaire d'une rainure radiale Tl formée sur la face d'extrémité du palier 5, d'une rainure axiale T2 formée à la surface périphérique interne de l'anneau de renfort 2, d'une rainure annulaire T3 formée -6- dans une partie o la face d'extrémité interne de la figure de renfort 2 et le support de filière 3 se rencontrent, et d'une rai- nure T4 s'étendant axialement à travers le support de filière 3 et atténuant la rainure annulaire sus-mentionnee T3. On notera que le gaz inerte est alimenté en continu sous pression constante. On décrira maintenant en référence aux figures 3 (I) à 3 (IV) les étapes de refoulement utilisant le dispositif de refoule- ment décrit ci-dessus selon la présente invention. Etape (I): L'électrode enclume 4 est amenée en avant pour positionner son extrémité distale 41 à l'ouverture d'entrée de la filière de conformation 1 et la face d'extrémité de la pièce W pincée par l'électrode de pincement 6 est mise en butée sur l'ex- trémité 41 de l'électrode sus-mentionnée. Le gaz inerte s'écoule dans l'espace S entre la surface périphérique externe de l'électrode enclume 4 et la surface périphérique interne de la figure de confor- mation par l'intermédiaire des rainures Ti, T2, T3 et T4 respecti- vement. Etape (II): Un courant électrique est amené a s'écouler dans l'électrode enclume 4 et l'électrode de pincement 6 tandis que l'électrode enclume 4 est progressivement retirée. La pièce W est poussée dans la filière de conformatio-n 1 sous l'effet d'une pres- sion vigoureuse tandis que la partie d'extrémité W' de la pièce devient ramollie par la chaleur engendrée et peut entrer en contact avec la surface périphérique interne de la filière de conformation 1. Etape (III): La pièce W est encore poussée dans la filiè- re 1 jusqu'à ce que l'extrémité d'électrode 41 atteigne le fond (ou partie interne) de la filière de conformation 1 lorsque le refoule- ment est terminé. Etape (IV): L'électrode de pincement 6 est relâchée de la pièce W et l'électrode enclume 4 est ramenée en avant pour éjecter la pièce ainsi refoulée W de la filière de conformation 1. Dans les étapes (II) et (III), du fait que l'espace entre la surface périphérique interne de la filière de conformation 1 et la périphérie externe de l'électrode enclume 4 est remplie par un gaz inerte immédiatement avant que la partie d'extrémité W' de la pièce W entre en contact par expansion, il ne se produit aucune oxydation de la filière de conformation 1. De plus, la filière de conformation 1 est suffisamment refroidie par le gaz inerte pour être bien protégée d'une surchauffe. -7- En outre, à l'instant de l'éjection de la pièce de la filière à l'étape (IV) et même après, les gaz inertes continuent à s'écouler à travers l'espace S de sorte qu'aucun air ne peut péné- trer dans cet espace. En d'autres termes, du fait que la surface périphérique interne de la filière de conformation 1 n'entre pas en contact avec l'air lors du refoulement, la filière de conformation 1 est bien protégée de l'usure due à l'oxydation ainsi que d'une détérioration du fait de la température élevée engendrée lors du refoulement. En conséquence, du fait de l'effet de refroidissement du gaz inerte, la durée de vie de la filière de conformation 1 est remarquablement augmentée. - 8 - REVENDICATIONS 1. Procédé pour le refoulement électrique d'un matériau métallique cylindrique, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: a/ amener en contact dans une filière de conformation (1) une électrode enclume (4) et la face d'extrémité d'une pièce (W), b/ provoquer un courant électrique à travers les élec- trodes pour engendrer de la chaleur à la partie d'extrémité (W') de ladite pièce pour ramollir cette partie d'extrémité, c/ pousser ladite pièce vers l'électrode enclume sous l'effet d'une pression vigoureuse tout en retirant l'électrode enclume vers la partie de fond de ladite filière de conformation pour refouler la partie d'extrémité suivant ladite filière de conformation, et d/ éjecter ladite pièce à l'extérieur de la filière de conformation en ramenant en avant ladite électrode enclume. 2. Procédé de refoulement électrique d'un matériau métal- lique cylindrique, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: a/ amener en contact dans une filière de conformation une électrode enclume et la face d'extrémité d'une pièce tout en amenant un gaz inerte à s'écouler à travers un espace défini (S) entre la surface périphérique externe de ladite électrode enclume et la surface périphérique interne de ladite filière de conformation, b/ amener un courant électrique à circuler dans les élec- trodes pour engendrer de la chaleur à l'extrémité de ladite pièce pour ramollir cette extrémité, c/ pousser ladite pièce vers l'électrode enclume sous l'effet d'une pression vigoureuse tandis que ladite électrode enclu- me est retirée vers le fond de ladite filière de conformation pour refouler la partie d'extrémité suivant ladite filière de confor- mation, et d/ éjecter ladite pièce à l'extérieur de la filière de conformation en ramenant en avant l'électrode enclume. 3. Dispositif de refoulement électrique pour refouler un matériau métallique cylindrique, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison: a/ une électrode enclume, sur laquelle une face d'extré- mité d'une pièce est mise en butée, -9 - b/ une autre électrode (6) susceptible d'être reliée à ladite pièce, c/ une filière de conformation prévue entre ladite élec- trode enclume et ladite autre électrode avec l'électrode enclume constituant la partie de fond de la filière de conformation, et d/ une source d'alimentation (7) de gaz inerte, un espace étant formé entre la surface périphérique externe de ladite électrode enclume qui se déplace en avant et en arrière dans et le long de ladite filière de conformation, et la surface périphérique interne de ladite filière de conformation pour être mise en communication avec ladite source d'alimentation en gaz inerte par l'intermédiaire de rainures de passage (T1-T4).