Brevet FR2500340A1 — publié le 19820827

L'invention se rapporte au domaine du travail des métaux par déformation, en particulier aux équipements de forgeage et de pressage, et a notamment pour objet un marteau rapide. Le marteau revendiqué peut être employé notamment pour la fabrication de pièces de préférence en poudres métalliques et en métaux et alliages difficiles à déformer, par exemple en aciers hautement alliés, en alliages de titane. Il est destiné à la fabrication de pièces à faibles rayons d'arrondi, à parois minces, à nervures et surfaces de forme complexe, avec une grande précision, sans usinage subséquent. Il peut aussi être utilisé pour le matriçage précis de pièces en métaux et alliages précités. La différence principale entre les marteaux rapides et les machines à forger ordinaires réside dans le mouvement à contresess l'un de l'autre des organes de travail desdits marteaux (du cadre et du mouton), qui assure de hautes vitesses de collision permettant de travailler les métaux et les alliages difficiles à déformer. De plus, le matériau à travailler, caractérisé par une haute vitesse dëcoulement, remplit bien l'espace entre les matrices, en permettant ainsi d'obtenir des pièces de configuration complexe en métaux difficiles à déformer qu'on ne peut pas travailler sur des marteaux ordinaires. On connais un marteau rapide (brevet d'invention URSS NO 454960 déposé le 15 Juillet 1968, cl B21J 7/24, publié le 30 Décembre 1974) comportant un cadre monté sur des guidages verticaux et prenant appui sur un amortisseur. Dans la chambre de travail de ce cadre se trouve une tige de mouton dont la face en bout forme avec une partie de la paroi deXchambre de travail, lorsque le mouton est dans sa position supérieure , une enceinte fermée communiquant, par l'intermédiaire d'un distributeur, avec l'atmosphère pour le maintien du mouton dans la position supérieure, ou avec la chambre de travail pour l'exécution de la course de travail du mouton et au cours de son retour à la position supérieure sous l'action de vérins reliés au mouton.Pour son amortissement, auprès la collision avec le mouton, le cadre est installé sur des amortisseurs à ressort Dans les marteaux rapides connus, la position du cadre, au moment de la collision, n'est pas suffisamment stable et le plan de collision n'a pas une position ccnstante, ce qui nuit à la qualité du travail des pièces. Dans ces marteaux, le rapport de 3a masse du cadre à; la masse u mot on est dans des limites de 25 à 30, de sorte que la course du cadre, après la collision, est grande et le nombre de vibrations n'est pas inférieur à une dizaine. En outre, la productivité du marteau est limitée par le grand nombre de vibrations du cadre. Il faut noter que le position instable du plan de collision limite l'enmpol des marteaux rapides, du fait qu'il est difficile d'automatiser le processus technologique. On doit utiliser un grend nombre de mécanismes aux@liaires assurant le controle du niveau du cadre au cours de l'amenée des ébauches. L'amenée de poudre métallique est particulièrement difficile a réaliser. A l'heure actuelle, les pièces en poudres métalliques d'alliages difficiles à déformer sont fabriquées essentiellement par estampage successif sur plusieurs presses. On s'est donc propose de mettre au point un marteau rapide dans lequel la position constante du plan de collision du cadre avec le mouton permettrait d'améliorer la qualité des pièces travaillées. Ce problème est résolu à l'aide d'un marteau rapide comportant un cadre monté sur des guidages verticaux et prenant appui sur un amortisseur et comportant une chambre de travail dans laquelle se trouve la tige du mouton, dont la face en bout forme avec une partie de la paroi de la chambre de travail, lorsque le mouton est en position supérieure, une enceinte close communiquant par l'intermédiaire d'un distributeur avec l'atmosphère afin de maintenir le mouton en position supérieure, ou avec la chambre de travail pour l'exécution de la course de travail du mouton et lors de son retour en position supérieure sous l'action de vérins reliés au mouton, caractérisé, suivant l'invention, en ce que l'amortisseur comporte un vérin de commande dont la tige est rigidement liée au cadre, l'enceinte contenant la tige étant reliée à ladite chambre de travail. Pour augmenter la précision des pièces fabriquées, il est avantageux que le marteau rapide réalisé selon l'invention comporte au moins un vérin de commande auxiliaire dont la tige est rigidement liée au cadre, tandis que son enceinte côté tige communique avec la chambre de travail, et que son enceinte côté piston, en même temps que l'en- ceinte côté piston du vérin de commande principal, communique, par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour et d'un dispositif d'étranglement, avec un récipient pour l'alimentation en fluide moteur des enceintes côté piston des vérins principal et auxiliaire. Une telle réalisation du marteau rapide contribue à l'augmentation de la masse réduite du cadre, permet d'éliminer les vibrations du cadre après sa collision avec le mouton, limite la course du cadre pratiquement jusqu'à des dixièmes de millimètre et assure, par cela même, une position strictement déterminée du cadre avant le choc. Ceci, à son tour, permet d'améliorer la qualité des pièces fabriquées, d'élargir les possibilités technologiques du marteau rapide et d'améliorer les conditions de mécanisation et d'automatisation du marteau. L'emploi de vérins de commande en qualité d'amortisseurs permet d'utiliser ce marteau pour la fabrication, pratiquement en un seul coup , de pièces en poudres de métaux et alliages difficiles à déformer. Un autre avantage important du marteau rapide proposé réside dans le fait que ses performances énergétiques sont améliorées gr ce à la diminution de la différence des pressions dans la chambre de travail lorsque le mouton se trouve en position supérieure eten position inférieure, respectivement. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront 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 référencesaux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble, en coupe longitudinale, du marteau rapide conforme à l'invention, équipé d'un vérin de commande pour la limitation de la course du cadre après la collision, suivant l'invention; - la figure 2 illustre une variante de réalisation du marteau rapide(en coupe longitudinale), avec deux vérins pour la limitation de la course du cadre après la collision, suivant l'invention. Le marteau revendiqué comporte un bâti 1 (figure 1). Sur les guidages verticaux 2 du bâti est monté un cadre 3. Le bâti 1 du marteau est installé sur une fondation. Le cadre 3 prend appui sur des amortisseurs à ressort 4, placés dans la partie inférieure du bâti 1. Dans la partie supérieure du cadre 3 il y a une chambre de travail étanche 5. Dans le couvercle 6 de cette chambre est monté, suivant l'axe du cadre 3, un Joint d'étanchéité 7 en matériau thermoplastique, par exemple, en polyuréthane. Le Joint d'étanchéité 7 est appliqué contre le couvercle 6 par une douille 8. Dans la chambre de travail 5 se trouve la tige 9 du mouton 10. Quand le mouton 10 est en position supérieure, la face en bout de la tige 9 forme avec une partie de la paroi de la chambre de travail 5 une enceinte fermée étanche 11. Dans le 3oint 7 est pratiqué, dans ce but, une ouverture conique, et la tête 12 de la tige 9 a une forme conique correspondante. L'enceinte étanche511 formée par le joint d'étanchéité 7 et par la tête 12 de la tige 9, est reliée à l'atmosphère, par l'intermédiaire d'un distributeur 13 pour maintenir le mouton 10 en position supérieure. A cet effet, le couvercle 6 comporte un orifice 14 communiquant avec une conduite 15 qui relie l'enceinte 11 au distributeur 13. Dans la paroi de la chambre de travail 5, est pratiqué un orifice 16 relié à une conduite 17. L'autre extrémité de cette conduite est reliée au distributeur 13 qui met en communication la chambre de travail 5 avec l'enceinte étanche 11 pour l'exécution de la course de travail du mouton 10 et lors de son retour en position supérieure. L'enceinte fermée 11 est mise en communication, en outre, avec la chambre de travail 5 par l'intermédiaire d'un orifice 18, d'un clapet antiretour 19 et d'un orifice 20. Pour le retour du mouton 10 en position supérieure, deux vérins hydrauliques 21 sont montés daps la partie inférieure du cadre 3. Les tiges 22 de ces vérins entrent directement en contact avec le mouton 10, tandis que leurs enceintes 23 côté piston sont reliées à l'aide d'un orifice 24 à une pompe (non représentée). En qualité d'amortisseur auxiliaire du cadre 3, dans la partie inférieure du bâti est monté un vérin 25 pour la limitation de la course du cadre 3 après la collision. La tige 26 du vérin 25 est liée rigidement au cadre 3, par exemple par assemblage fileté. L'enceinte 27 côté tige du vérin 25 est mise en communication, à l'aide d'une conduite 28 reliée à un orifice 29, avec la chambre de travail 5. En même temps, le vérin 25 commande un éjecteur 30 dont le piston 31 est situé dans un orifice 32 pratiqué dans la tige 26 du vérin de commande 25. Le marteau rapide représenté sur la figure 2 est destiné à la fabrication de pièces en poudres métalliques. il comporte un bâti 33 muni de guidages 34 sur lesquels est monté un cadre 35 avec une chambre de travail 36. Dans la partie supérieure du cadre 35, dans la face inférieure du couvercle 37 de la chambre de travail 36, est monté un joint d'étanchéité 41 coaxial à la tête 38 de la tige 39 du mouton 40. Lorsque le mouton 40 est en position supérieure, sa face en bout se trouve en contact avec le joint d'étanchéité 41 et forme avec une partie du couvercle 37 une enceinte close étanche 42. Le marteau possède un distributeur 43 qui met en communication enceinte fermée 42 avec l'atmosphère afin de maintenir le mouton 40 en position supérieure, ou avec la chambre de travail 36 pour l'exécution de la course de travail du mouton 40 et lors de son retour en position supérieure. Dans le couvercle 37 de la chbre de travail 36 sont montés des vérins de commande 44 pour le retour du mouton 40 en position superieure. les enceintes 45 coté tige des vérins 44 sont reliées à la chambre de travail 36, tandis que leurs enceintes 46 côté piston sont mises en communication avec une pompe (non représentée). Les tiges 47 des vérins 44 sont liées à la traverse 48 portant la partie supérieure de la matrice 49. La partie inférieure de la matrice 49 est montée sur le cadre 35. Dans cette partie de la matrice 49 est logé un éjecteur 50 relié à un vérin 51. Pour l'amortissement du cadre 35 scnt prévus deux vérins 52 placés dans la partie inférieure du bâti 33 et destinés à limiter la course du cadre 35 après la collision. Pour l'alimentation en fluide moteur des enceintes 53 côté piston des vérins 52, celles-ci sont reliées à un recipient 57 à l'aide d'une conduite 54 et à travers un clapet antiretour 55 et un dispositif d'étranglement 56. Les enceintes 58 côté tige des vérins 52 sont reliées par des conduites 59 et 60 à la chambre de travail 36. Le marteau rapide fonctionne de la manière suivante. Dans la position initiale, l'enceinte 11 (figure 1) est reliée à l'atmosphère à travers le distributeur 13, Le mouton 10 est maintenu an position supérieure par l'effort créé par la différence entre la pression de la chambre de travail et la pression atmosphérique. Pour la réalisation de la course de travail du mouton 10, on relie l'enceinte 11, à l'aide du distributeur, à la chambre de travail 5, de sorte que, la pression dans l'enceinte 11 devenant égale à celle de la chambre de travail 5, le mouton 10 tombe en portant un coup à l'ébauche. Ensuite les vérins 21 font retourner le mouton 10 en position supérieure et appliquent la tête 12 de la tige 9 contre le joint 7.Une partie du gaz se trouvant dans l'enceinte 11 est expulsée à travers le clapet antiretour 19 vers la chambre de travail 5 et le reste est éjecté à l'atmosphère à travers le distributeur 13. Après que le distributeur 13 ait relié l'enceinte 11 à l'atmosphère, le mouton 10 est de nouveau maintenu dans cette position par la différence de pression, et les tiges 22 des vérins de commande 21 s'abaissent et le marteau est prêt à porter le coup suivant. Simultanément avec la descente du mouton 10, le cadre 3 monte. Mais du fait que la chambre de travail 5 est mise en communication avec l'enceinte 27 côté tige du vérin de commande 25, le gaz se trouvant dans 1 'enceinte 27 côté tige égalise la pression dans la chambre de travail 5. La course du cadre 3 diminue, ce qui assure une position constante du plan de collision du cadre 3 avec le mouton 10 par l'intermédiaire de la pièce à travailler. Le marteau rapide montré sur la figure 2 fonctionne d'une manière analogue au marteau représenté sur la figure 1. La présence de deux vérins 52 permet de supprimer cotplète- ment les oscillations du cadre 35 après sa collision avec le mouton 40, de sorte qu'il s'abaisse progressivement, à une vitesse réglable au moyen de la valve d'étranglement 56. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modesde réalisation décritset représentésqui ntont été donnes' qu'à titre d'exemples. 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 de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1.- Marteau rapide comportant un cadre monté sur des guidages verticaux disposés sur le bâti du marteau et qui prend appui sur un amortisseur, ledit cadre comportant une chambre de travail dans laquelle se trouve la tige d'un mouton dont la face en bout, lorsque le mouton est en position supérieure, forme avec une partie de la paroi de la chambre de travail une enceinte close mise en communica- tion, par l'intermédiaire d'un distributeur, soit avec l'atmosphère afin de maintenir le mouton en position supérieure, soit avec la chambre de travail pour l'exécution de la course de travail du mouton et lors de son retour en position supérieure sous l'action de vérins de commande reliés au mouton, caractérisé en ce que l'amortisseur comporte un vérin (25) dont la tige (26) est liée rigidement au cadre (3) du marteau et dont l'enceinte (27) côté tige communique avec la chambre de travail (5). 2.- Marteau rapide conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur comporte au moins un vérin auxiliaire (52) dont la tige est rigidement liée au cadre (35)tandis que son enceinte (58) côté tige communique avec la chambre de travail (36) et que. son enceinte (53) côté piston, en même temps que l'enceinte côté piston du vérin principal (57), est reliée,à travers un clapet antiretour et un dispositif d'étranglement, à un réservoir (57) d'alimentation en fluide moteur des enceintes côté piston desdits vérins principal (51) et auxiliaire (52).