Brevet FR2493198A1 — publié le 19820507

La présente invention se rapporte au travail des métaux par déformation et a notamment pour objet un dispositif de laminage transversal. L'invention présente le plus dtintérêt pour la fabrication de pieces ayant la forme de corps de révolution dont la surface est constituée de portions cylindriques, coniques, sphériques ou de configuration plus compliquée. Les dispositifs pour le laminage dit transversal sont connus depuis longtemps et largement appliqués dans l'industrie, mais malgré le perfectionnement constant de leur construction, on n'arrive toujours pas à prévenir le coincement de ébauche à laminer entre les éléments de formage, qui peut être dû soit à un chauffage préalable insuffisant de l'ébauche, soit à un régime mal choisi de laminage, soit à un choix erroné de l'outil de formage. L'importance des pertes résultant dtune telle situation dépend de la rapidité avec laquelle on arrive à retirer du laminoir 1' ébauche incandescente après son coincement, lesdites pertes dépendant non seulement du temps de travail perdu par suite du temps mort du laminoir, mais aussi du coût de l'outil de formage endommagé. Lors du contact prolongé entre l'ébauche chauffée et l'outil de formage, le métal de celui-ci peut subir des transformations de phase indésirables (revenu par exemple). Un soudage par diffusion de l'ébauche à l'outil de formage, et par conséquent, une rupture de ce dernier ne sont pas exclus. Des tentatives ont été faites pour créer des laminoirs pourvus de moyens de dépannage rapide (voir,par exemple, le brevet d'invention RDA NO 58480 publié le 5 Novembre 1967). Le laminoir en question comprend un bâti monobloc dans lequel gont montées des dalles parallèles susceptibles de mouvement rectiligne alternatif, et portant l'outil de formage. Les dalles sont supportées par quatre galets dont les essieux ou axes excentriques sont fixés air le corps. En cas de coincement, il suffit de tourner les essieux des galets pour retirer l'ébauche. Ainsi, le laminoir décrit peut être dépanné relativement rapidement, ce qui consitue un avantage incontestable dgun tel laminoir. Cependant, l'introduction, dans la construction de ce dernier, de galets d'appui et d'essieux excentriques nuit à la rigidité du laminoir .Lors du fonctionnement, les essieux fléchissent sous l'action des charges élevées (allant jusqu'à 30 tonnes), ce qui modifie la distance séparait les éléments déformants. Bien que le fléchissement des essieux ne soit pas important, il peut être suffisant pour que les pièces obtenues soient défectueuses. C'est pour cette raison que le laminoir en question ne peut servir qu'aulaminage d'ébauches destinées à subir par la suite un tournage. Une structure beaucoup plus rigide est celle du dispositif de laminage transversal, objet du brevet a'inven- tion USA N 4016738 publié le 12 Avril 1977 (voir également "Stan poperechno-klinovoi prokatki" ,prospectus publicitaire de Fiziko-tekhnicheskii institut Akademii Nauk Belorusskoi SSR, Minsk, "Nauka i Tekhnika", 1980). Le dispositif en question comprend un bAti démontable en caisson, qui se compose d'une partie supérieure et d'une partie inférieure. La partie supérieure est fixée aur la partie inférieure à plaide de plusieurs vis qui sont vissées dans celle-ci.A l'intérieur du bâti sont disposées des dalles ou plaques parallèles dont l'une est montée sur des guides de manière, à pouvoir être animée d'un mouvement de va-et-vient, tandis que l'autre est fixée rigidement au bâti. Les faces mutuellement en regard desditesdalles portent des éléments déformants cunéiformes0 La dalle mobile est reliée à une commande pour son déplacement. La rigidité relativement élevée de ce dispositif résulte du fait que les dalles sont supportées par le bêti lui-mee , dont la rigidité est sensiblement supé- rieure à celle des essieux mentionnés plus haut.Toutefois, cette rigidité de structure est devenue possible an détriment d'une caractéristique d'exploitation importante,à savoir, la rapidité de dépannage. Par exemple, en cas de coincement de l'ébauche, on doit dévisser environ 50 vis pour libérer la dalle supérieure et retirer l'bauche. On conçoit que cette opération est suffisamment longue pour que l'ébauche incandescente puisse agir sur les éléments de formage de manière à les porter à une température critique (par exemple, la température de transformation de phase du métal dont ils sont faits). A noter que les tentatives visant à remédier à cet inconvénient en diminuant le nombre de vis de fixation se sont'avérées infructueuses, carcela affectait la rigidité du dispositif. La présente invention vise donc un dispositif de laminage transversal dont le corps ou bâti et l'assemblage démontable de ses parties seraient conçus de manière à le rendre suffisamment rigide et, en même temps, à réduire à un minimum le temps nécessaire pour libérer les dalles coincées. Ce problème est résolu en ce que le dispositif de laminage transversal, du type comprenant un b & i démontable en caisson, se composant de deux parties dont l'une supérieure et l'autre inférieure, liées entre elles par amem- blague ddronthle desdalies OU plaques parallèles disposées à l'intérieur dudit bats, dont au moins l'une est montée sur des guides de manière à pouvoir être animée d'un mouvement de va-et-vient, des éléments déformants en forme de coins ou cunéiformes montés sur les surfaces mutuellement en regard desdites dalles, ainsi qu'une commande reliée à au moins l'une desdites dalles, est caractérisé, selon, l'inventionsen ce que les surfaces en contact mutuel des parties supérieure et inférieure du bati présentent, suivant leur plan de séparation,des saillies s'engageant dans des creux correspondants, lesdites saillies étant traversdes de part en part par des trous coaxiaux recevant des doigts tournants comportant des portions cylindriqués disposées dans les trous des saillies de l'une des parties du bâti, et des portions profilées disposées dans bus trous des saillies de l'autre partie du bati et ayant en section transversale une forme telle que l'arc de contact de chacun desdits éléments profilés avec la surface intérieure de la saillie soit délimité par un angle au centre inférieur à 1800.Les parties du bAti et leur assemblage étant conçus comme décrit, il suffit, pour libérer les dalles cotncées, d'une simple rotation de 1800 des deux doigts. En position de fonctionnement des doigts tournants, la charge se trouve répartie uniformement suivant toute leur longueur et, en travaillant au cisaillement, lesdits doigts assurent une rigidité suffisamment élevée du dispositif. La variante la plus simple et technologiquement la plus avantageuse de réalisation du dispositif conforme à l'invention est celle dans laquelle chaque portion profilée des doigts tournants présente en section transversale la forme d'un segment dont le rayon est égal au rayon du trou traversant la saillie, et dont le centre est situé sur l'axe du doigt tournant correspondant. Cette variante est très intéressante pour la fabrication par laminage de petites pièces.Conformément à une autre variante de réalisation du dispositif, chaque portion profilée des doigts tournants se présente sous forme d'un cylindre disposé excentriquement par rapport auxdites portions cylindriques et de diamètre plus faible que celles-ci, ladite excentricité étant égale à la moitié de la différence entre le diamètre de la portion cylindrique et celui de la portion profilée. De tels doigts tournants se caractérisent par une résistance mécanique plus élevée et peuvent servir pour la fabrication de pièces dont le diamètre peut aller jusqu'à 40 mm. La variante de réalisation la plus fiable est celte dans laquelle chacune des portions profilées des doigts tournants est délimitée par des surfaces cylindriques conjuguées ayant chacune un rayon égal au rayon de la portion cylindrique et dont les axes sont parallèles, l'axe de la surface cylindrique de contact et l'axe du doigt tournant étant confondus, tandis que l'axe de l'autre surface cylindrique est déplacé vers la surface cylindrique de contact. Pour assurer une mise en position de fonctionnement précise des doigts tournants, il est rationnel que la partie supérieure du bti soitiraversée de part en part, en regard d'au moins l'une des portions profilées de chaque doigt: tourant, par un orifice taraudé recevant une vis venant en butée sur la portion profilée correspondante Dans le cas d'un dispositif destiné au laminage de grosses pièces, il est préférable que les bouts des doigts tournants faisant saillie sur le bati soient reliés par l'intermédiaire d'un réducteur à une commande de rotation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparatront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue de côté, avec arrachemenX partiels du dispositif de laminage transversal selon l'invention ; - la figure 2 représente le même dispositif en coupe suivant II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe d'une partie de la saillie et de la portion cylindrique du doigt tournant, selon l'invention ; - la figure 4 illustre une première variante de réalisation du doigt tournant et représente en coupe tranversale sa portion profilée et une partie de la saillie;; - la figure 5 illustre une deuxième variante de réalisation du doigt tournant - la figure 6 illustre une troisième variante de réalisation du doigt tournant - la figure 7 représente le dispositif revendiqué conçu avec des éléments de fixation des doigts tournants en position de fonctionnement et une commande de rotation desdits doigts. Le dispositif revendiqué de laminage transversal comprend un bêti 1 en caisson (voir la figure 1 des dessins annexés). Le pgti 1 se compose d'une partie supérieure 2 et d'une partie inférieure 3. Al'interieur du bÇti 1 sont logées des dalles ou plaques parallèles 4et 5. Au moins l'une desdites dalles parallèloe( la dalle supérieure 4 en l'occurrence) est montée sur des guides 6 de manière à pouvoir être animée d'un mouvement de vaet-vient. La dalle inférieure 5 est fixée à demeure sur le bSti 1. Sur le bati 1 est montée une commande 7 qui se présente sous forme d'un vérin 8 dont la tige est reliée à la dalle 4.Il est évident que les deux dalles 4 et 5 peuvent aussi être mobiles, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Les dalles 4 et 5 portent des éléments déformants cundiformes 9 et 10. Les éléments 9 et 10 sont fixés sur les surfaces mutuellement opposées des dalles et de manière que leurs sommets soient orientés l'un vers l'autre. Devant la dalle inférieure 5 est placée une auge Il prévue pour recevoir l'ébauche 12 avant l'opération de laminage. Suivant l'invention, les surfaces mutuellement en contact des parties 2 et 3 du bati 1, présentent, suivant leur plan de séparation, des saillies 19 et des creux correspondants. Les saillies 13 de la partie supérieure 2 sont logées dans les creux correspondants de la partie inférieure 3. Les saillies 13 de la partie inférieure 3 sont introduites dans les creux correspondants de la partie supérieure 2 du b & i 1. Les saillies 13 des parties supérieure 2 et inférieure 3 sont traversées de part en part par des trous coaxiaux. Dans ces trous sont introduits des doigts tournants 14 et 15(voir aussi la figure 2 des dessins annexés). Chacun des doigta tournants, le doigt 14 par exemple, présente des portion cylindriques 16 et des portions profilées, faconnées ou de forme, 17. Les portons cylindriques 16 se trouvent dans les trous des saillies 13 de la partie inférieure S du bÇti 1, tandis que les portions profilées 17 sont placées dans les trous des saillies 13 de la partie supérieure 2 du bâti 1 (voir la figure 3 des dessins annexés).Chacune des portons profilées 17 présente, en section transversale, une forme telle que l'arc 18 de contact de ladite portion avec la sur face intérieure du trou traversant la saillie 13 soit délimité par un angle au centre X ( 180 . Pour satisfaire cette condition, les formes que l'on peut donner à la section transversale de la portion profilée 17 sont trias diverses En particulier, la forme la plus simple et la plus facile pouvant être donnée au doigt tournant 14 ou 15 est représentée sur la figure 4. Comme il ressort de cette figure, la portion profilée 17 présente, en section transversale, la forme d'un segment dont le rayon est sensiblement égal au rayon du trou traversant la saillie 13. L'arc 18 dudit segment est délimité par un angle au centre X Selon un autre mode de réalisation, chacune des portions profilées 17 (voir la figure 5 des dessins annexés ) se présente sous forme d'un cylindre qui est excentrique par rapport aux portions cylindriques 16 du doigt tournant 14 ou 15 considéré. Le diamètre D1 de ce cylindre est plus petit que le diamètre D2 de la portion cylindrique 16, de sorte que la portion profilée 17 ne dépasse pas les portions cylindriques 16.L'excentricité "e" est égale à la moitié de la différence entre les diamètrs D1 et D2 de la portion cylindrique 16 et de la portion profilée 17, respectivement: D2 - D1 ( e = - ) 2 L'angle au centre X délimitant l'arc 18 de contact de la portion profilée 17 avec la surface intérieure de la saillie 13 est égal en l'occurrenceà zéro (c' O ). Ainsi, la portion profilée 17 est en contact avec la surface intérieure de la saillie 13 l'une de ses génératrices. Entre le reste de la surface de la portion profilée 17 et la surface de la saillie 13 est formé un espace en forme de croissant. Selon un troisième mode de réalisation, chacune des portions profilées 17 des doigts tournants 14 et 15 est délimitéepar des surfaces cylindriques 19 et 20 conjuguées, comme cela ressort bien de la figure 6. Le rayon de chacune des surfaces 19 et 20 est égal au rayon de la portion cylindrique 16. L ' axe géométrique de la surface de contact 20 et 1'axe géométrique du doigt tournant 14 ou 15 sont confondus . L'axe géométrique de l'autre surface cylindrique 19 de la portion profilée est parallèle à l'axe dudit doigt et est décalé radialement vers la surface de contact 20. Ainsi la surface 19 de la portion profilée 1-7 et la surface intérieure du trou traversant la saillie 13 délimitent un espace en forme de croissant. Suivant un mode préféré de réalisation du dispositif proposé (voir la figure 7 des dessins annexés),la partie supérieure 2 du bSti 1 est traversée de part en part, en regard d'au moins ltune des portions profilées 17 de chaque doigt tournant 14, 15, par unorifice taraudé. Dans ces orifices sont introduites des vis 21 qui viennent en butée sur la portion profilée 17 correspondante. Les bouts 22,faisant saillie sur le b8ti 1 des doigts tournants 14, 15, peuvent être réalisés sous forme d'hexaèdres pouvant recevoir une clé à écrou (voir la figure 1). Sur eux peuvent aussi être fixés des leviers ou des volants (non représentes sur les dessins) pour leur rotation manuelle. Toutefois, le dispositif destiné au laminage de pièces dont le diamètre va de 20 à 40 mi est muni, selon l'invention, d'une commande de rotation 23 (voir la figure 7) montée sur le b & i 1 et reliée, par l'intermédiaire d'un réducteur 24, aux bouts 22 des doigts tournants 14 et 15. Le dispositif de laminage transversal que lon vient de décrire fonctionne de la manière suivante. Une ébauche 12 est placée entre les dalles 4 et 5 sur 1 'auge 11. Ensuite le fluide moteur est admis dans la cavité du vérin 8. Le vérin 8 déplace la dalle 4, et l'abauche 12 prend forme désirée en roulant entre les éléments déformants cunéiformes 9 et 10. En position de fonctionnement, les doigts tournants 14 et 15 sont orientés de la manière illustrée sur les figures 1 et 2 et rendent solidaires les parties supérieure 2 e inférieure 3 du bâti 1. En cas de coincement de ébauche 12 lors du processus de laminage, on sépare le vdrin 8 de la canalisation d'amenée de fluide moteur sous pression (non représentée). Ensuite on tourne les doigts 14 et 15 de 180 . Dans cette position, chaque portion profilée 17 n'est en contact qu'avec la partie supérieure de la surface intérieure de la saillie 13, tandis qu'entre chaque portion profilée 17 et la partie inférieure de la surface intérieure de la saillie 13 de la partie supérieure 2 du bâti se forme un espace permettant de déplacer cette dernière vexe le haut. Ainsi, la partie supérieure 2 libérée de la liELson rigide avec la partie inférieure 3 du b ti 1 cesse d'agir sur l'ébauche 12, laquelle peut alors: être facilement retirée du dispositif. A cette fin, il suffit d' animer la dalle 4, à l'aide du vérin 8, d'un mouvement dans le sens opposé à celui de sa course de travail. La variante de réalisation illustrée sur la figure 7 fonctionne généralement de la manière décrite plus haut. Toutefois, les doigts tournants14 et 15 sont immobilisés en position de fonctionnement au moyen des vis 21. Lorsque l'ébauche 12 se trouve coincée, on dévisse lesdites vis et on fait tourner les doigts 14 et 15 de 180 à l'aide de la commande 23. La commande 23 communique un mouvement de rotation au réducteur 24 qui, à son tour, fait tourner les doigts 14 et 15. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qutà titre d'exemple . En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de laminage transversal, du type comprenant un b ti en forme de caisson démontable qui se compose d'une partie supérieure et d'une partie inférieure liées entre elles par assemblage démontable, des dalles parallèles disposées à l'intérieur du bâti et dont au moins l'une est montée sur des guides de manière à pouvoir être animée d'un mouvement de va-et-vient, des éléments déformants en forme de coin montés sur les surfaces mutuellement en regard desdites dalles, ainsi qu'unie commande reliée à au soins l'une desdites dalles,caracté- risé en ce que sur les surfaces en contact mutuel des parties supérieure et inférieure du bâti sont disposées, suivant leur plan de séparation, des saillies logées dans des creux correspondants, lesdites saillies étant traversées de part en partpardesirws ooa,ddans lesquels s'engagent de doigts tournants présentant des portions cylindriques disposées dans les trous des saillies de l'une desdites parties du b ti, et doeportions profilées disposées dans les trous des saillies de l'autre partie du b ti et ayant en section transversale une forme telle que l'arc de contact de chacune desdites parties profilées avec la surface intérieure de la saillie correspondante soit délimité par un angle au centre inférieur à 180-. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des portions profilées des doigts tournants présente en section transversale la forme d'un segment dont le rayon est égal au rayon du trous traversant la saillie et dont le centre est situé sur l'axe du doigt tournant correspondant. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des portions profilées des doigts tournants se présente sous forme d'un cylindre excentrique par rapport auxdites portions cylindriques et de diamètre plus petit que celui de ces dernières, la valeur de ladite excentricité étant égale à la moitié de la différence entre le diamètre de la portion cylindrique et celui de la portion profilée. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des portions profilées des doigtstournants est délimitée par des surfaces cylindriques conjuguées dont le rayon est égal au rayon de la portion cylindrique et dont les axes sont parallèles, l'axe de la surface cylindrique de contact et l'axe du doigt tournant correspondant étant confondus, tandis que l'axe de l'autre surface cylindrique est décalé radialement-vers la surface cylindrique de contact. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la partie supérieure du bAti est traversé de part en part,en regard d'au moins l'une des portions profilées de chaque doigt tournant, par un orifice taraudé dans lequel est vissée une vis venant en butée sur la portion profilée correspondante. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les doigts tournants sont reliés, par leur bout faisant saillie sur le asti, à une commande de rotation desdits doigts par l'intermddaire d'un réducteur -e