Brevet FR2518453A1 — publié le 19830624

PRESSE A BATI EN COL DE CYGNE La présente invention concerne une presse dont le bâti est en forme de col de cygne et dont le coulisseau est en- traîné par un mécanisme à genouillère, et plus particulière- ment une presse qui convient pour le forgeage à froid. Comme la presse à bâti en-col de cygne est ouverte sur le devant, elle présente sur une presse à montants droits des avantages de commodité opérationnelle, mais en revanche elle présente l'inconvénient de risquer de se déformer sous l'ef- fet de la charge utile Cette déformation est de deux types: il y a d'une part la déformation du composant horizontal, qui déplace le point-milieu entre le poinçon et la matrice ajusté avant la mise en service, et qui modifie le jeu correct pré- ajusté entre le poinçon et la matrice Ce type de déformation a ainsi des effets négatifs aussi bien sur la précision opé- rationnelle que sur la durabilité des matrices L'autre type de déformation est celui du composant vertical, qui a pour effet d'agrandir la distance entre le poinçon et la matrice ' Cette déformation fait que le poinçon s'engouffre très bruta- lement dans la matrice par rebond de la déformation enmagasi- née dans le bâti et d'autres parties de la presse dès que la pression utile n'est plus exercée sur le poinçon pendant l'opération d'ébauchage, c'est-à-dire dès que l'opération d'ébauchage réelle est terminée, bien que le poinçon se trou- ve encore dans la matière Ce phénomène, quelque fois appelé "percée", a une influence considérable sur la durabilité des matrices. L'un des moyens classiques qui a été proposé pour em- pêcher le phénomène de "bouche-ouverte" qui correspond à la déformation du bâti en col de cygne consiste à appliquer des barres d'accouplement ou tirants sur l'ouverture du bâti Se- lon cette méthode, l'ouverture du bâti est comprimée par les tirants fixés par des vis à la potence et au banc de la pres- se, si bien que la flexiondu bâti ne peut se produire que dans le sens contraire à celui qui correspond à l'élargisse- ment de l'ouverture Toutefois, comme le bâti est amené à fléchir dans le sens correspondant à la "fermeture de la bouche", un serrage excessif des tirants à pour inconvénient de provoquer une déformation considérable dans ce sens là. Aussi les tirants ne suffisent-ils pas à empêcher le phénomè- ne de "bouche ouverte". Récemment, le traitement par forgeage à froid s'est développé car il permet une meilleure productivité et une meilleure utilisation des stocks que le traitement par coupe et burinage En outre, les progrès réalisés dans les procédés de forgeage à froid ainsi que dans les matrices sont remar- quables, et on observe une tendance progressive à l'utilisa- tion du forgeage à froid pour le traitement de matériaux qui pourraient être traités, de manière classique, uniquement par coupe et burinage. Hors, dans une presse à genouillère le mouvement se fait rapidement pendant la course préliminaire, c'est-à-dire avant que la matrice supérieure montée sur le coulisseau at- teigne une pièce à travailler, et cette vitesse diminue pen- dant la course de traitement réel, et la mise en forme sous pression se fait à faible vitesse Ainsi, aussi bien dans la presse à genouillère que dans la presse à manivelle, la vi- tesse de rotation du moteur est réduite de manière approp- riée, et la rotation est transformée en mouvement de va et vient par l'intermédiaire d'une manivelle et d'un dispositif de transmission, et en outre un mécanisme à genouillère fait effectuer à un coulisseau un mouvement rectiligne de formage par compression. Comme dans ce type de presse, une forte puissance de compression est obtenue au voisinage du point mort bas de la manivelle, elle convient pour le forgeage. Le but de la présente invention est de réduire au minimum la tendance au phénomène de "bouche ouverte", en dis- posant des entretoises au niveau de l'ouverture du bâti. Un autre b u t de la présente invention est de pro- curer une presse dans laquelle le coulisseau soit entraîné de manière efficace par un mécanisme à genouillère. Encore un autre but de la présente invention est de procurer une presse dans laquelle la précision opération- nelle du traitement par la presse est améliorée et la durabi- lité de la matrice est prolongée, tout en conservant les 18453 avantages opérationnels qui caractérisent le bâti en col de cygne, par réalisation des objectifs précédents. Sur les planches de dessins annexées La figure l A est une vue de côté de la presse selon la présente invention; Les figures l B et 1 C sont respectivement des vues dé- taillées des secteurs B et C de la figure l A; La figure 2 est une coupe verticale de la presse; La figure 3 est une section droite suivant la ligne 3- 3 de la figure 2; La figure 4 est une section droite suivant la ligne 4- 4 de la figure 2; La figure 5 est une section droite suivant la ligne 5- 5 de la figure 3, qui est partiellement arrachée au centre du porte-outil, et La figure 6 est un schéma représentant la relation en- tre la charge utile et le degré de déformation du bâti avant et après montage d'entretoises (ou supports) au niveau de l'ouverture du bâti. On va maintenant décrire l'invention en détail au moyen d'une forme de réalisation représentée sur les dessins. La figure 1 représente un bâti 10 de la presse, dont le côté est en forme de col de cygne La presse est du type dans lequel l'ouverture est définie par un banc 11 et une po- tence 12 Dans les angles d'extrémité du banc 11 et de la po- tence 12, des entretoises creuses 13, qui sont un peu plus longues que l'ouverture du bâti,-sont introduites à force dans la direction parallèle à la direction longitudinale du bâti Comme une charge qui représente de 1, 3 à 1,5 fois la capacité de la presse est exercée lorsque les entretoises 13 sont montées sur le bâti, il n'y a aucun risque que les en- tretoises tombent pendant le fonctionnement de la presse. Toutefois, afin que le montage des entretoises soit plus sûre, il est formé dans les extrémités inférieures des entre- toises 13 des entailles à crémaillère-ou adents dirigés vers l'extérieur, comme représenté dans 13 a, et lesdites extrémi- tés inférieures s'ajustent dans des parties concaves du banc 11, tandis que les extrémités supérieures des entretoises sont munies d'adents dirigés vers l'intérieurs, comme repré- senté en 13 b, des clavettes ou goupilles 15 étant insérées entre des ouvertures concaves 14 de la potence 12 et les trous des entretoises 13. A mesure que les dimensions du bâti 10 augmentent sous l'effet de la charge représentant 1,3 à 1,5 fois la capacité de la presse, les entretoises 13 sont comprimées par la force qui tend à ramener le bâti dans son état d'équilibre dans-le- quel la presse n'est pas en service -Cependant, malgré cela, le bâti est encore maintenu dans l'état dans lequel une char- ge de réserve lui est appliquée dans le sens qui correspond à l'augmentation de ces dimensions lorsque la presse n'est pas en service. La figure 6 représente la tendance à l'augmentation des dimensions du bâti avant et après montage des entretoises au niveau de l'ouverture des bâtis L'axe des abscisses re- présente la charge tandis que l'axe des ordonnés représente le degré de 'dilatation" du bâti Le degré de dilatation par rapport à la charge est plus important lorsqu'il n'est pas prévu d'entretoises que lorsqu'il en est prévu En même temps, la différence du degré de dilatation entre le point A, qui se trouve prés de l'extrémité de l'ouverture du bâti, et le point B, qui se trouve au centre du coulisseau, a tendance à être plus important Par suite, le défaut opérationnel men- tionné ci-dessus apparaît. En revanche, lorsque les entretoises sont prévues, la dilatation du bâti est moindre, et comme il y a moins de dif- férence de degré de dilatation aux points A et B, même lorsqu'on augmente la charge utile, la coopération du poinçon et de la matrice, ainsi que le jeu correct entre les deux, ne sont pas affectés, permettant ainsi d'effectuer avec la pres- se des opérations qui nécessitent une grande précision, par exemple le forgeage à froid dans un bâti en col de cygne > Dans la presse susmentionnée équipée d'un bâti en col de cygne, le coulisseau (porte-outil) est entraîné par un mé- canisme à genouillère Au banc 11 du bâti 10 est fixé un por- te-pièce 20, tandis qu'à l'opposé du porte-pièce il est prévu un coulisseau 21 mobil dans le sens vertical et guidé par des glissières 22 qui équipent le bâti Le mécanisme sus- mentionné qui permet d'entraîner le coulisseau 21 est logé dans une chambre de machine 10 a à l'arrière du bâti 10 Dans cette chambre, le compartiment principal est spécialement prévu à la position haute, si bien qu'on peut facilement opé rer le prélèvement des produits et l'inspection de la machine en utilisant une ouverture 23 prévue à l'arrière du porte- pièce et le volume inférieur de la chambre. Sur le bâti 10 est prévu un arbre moteur 24 qui tra- verse la chambre de machine 1 Oa, et un volant 25, monté sur l'arbre moteur 24, est entrainé en rotation par une courroie 27 reliée à un moteur principal 26 Un dispositif 28 de frein d'embrayage est prévu entre l'arbre 24 et le volant 25, et est actionné par de l'air comprimé fourni par un mécanisme d'alimentation en air (non représenté). Sur le bâti 10 est également prévu un arbre tournant principal 29 qui est parallèle à l'arbre moteur 24, et la ro- tation de l'arbre 24 et transmise à l'arbre 29 par engrène- ment d'un pignon 30, formé sur l'arbre 24, avec un engrenage 31 prévu sur l'arbre 29 Deux disques excentriques 32 sont. prévus sur l'arbre 29 de part et d'autre de l'engrenage 31, et des bielles 33 qui font sailli de la chambre de machine l Oa et sont tournées vers la partie supérieure du coulisseau 21, sont prévues sur chacun des disques 32, de manière à pou- voir osciller librement. Sur la potence 12 du bâti 10 est fixé un arbre de sup- port 34, dans la direction parallèle à l'arbre tournant prin- cipal 29 Un élément d'articulation supérieur 35 est prévu de manière à pouvoir tourner sur l'arbre de support 34, tandis qu'un élément d'articulation inférieur 36 est prévu de la mê- me manière sur le coulisseau 21, auquel il est relié par un arbre 37 Les deux éléments d'articulation 35 et 36 sont re- liés l'un à l'autre, de manière à former une genouillère, par un arbre 38 auquel les bielles 33 sont elles-mêmes reliées. Lorsque les disques excentriques 32 sont entraînés en rota- tion par la rotation de l'arbre tournant principal 29, les bielles 33 prennent un mouvement de va et vient longitudinal et le coulisseau 21 monte et descend sous l'effet du mouve- ment du mécanisme à genouillère, lequel comporte les éléments d'articulation supérieur et inférieur 35 et 36 reliés aux bielles 33. Une roue à vis sans fin 39 est montée entre l'arbre de support 34 et l'élément d'articulation supérieur 35, et des parties excentriques 40, qui sont formées d'une seule pièce avec la roue à vis -sans fin 39, sont reliées à l'élément d'articulation supérieur 35 La roue à vis sans fin-est dis- posée concentriquement à l'arbre de support 34 Une vis sans fin 41, montée sur la potence 12, engraine avec la roue à vis sans fin 39, et est entraînée en rotation par un moteur 42 monté sur le bâti 10, si bien que la position du point de le- vier de l'élément d'articulation supérieur 35 est ajustée par la rotation de la vis sans fin 41 par l'intermédiaire des parties excentriques 40, ce qui a pour effet d'ajuster la po- sition du coulisseau 21 sur le point mort bas. Comme le montre la figure 4, des équilibreurs 43, qui poussent le coulisseau 21 vers le haut, sont prévus de part et d'autre de celui-ci, mais sur le dessin seul l'équilibreur qui se trouve du côté gauche est représenté L'équilibreur 43 comprend une barre d'équilibrage 45 qui est poussée vers le haut par un ressort 44 et qui est logée dans une barre d'ex- pulsion creuse 46 prévue sur le bâti Une plaque 47 de fixa- tion du coulisseau 21 est reliée à la barre d'équilibrage 45 par l'intermédiaire d'une rainure 48 qui se situe dans la direction longitudinale-de la barre d'expulsion 46. La barre d'équilibrage 45 n'inter-agit pas avec une barre d'expulsion 49 qui correspond à la barre d'expulsion 46, et maintient une position idéale par rapport à la barre 49, servant ainsi à écarter l'opérateur du danger représenté par la barre d'équilibrage 45 qui monte et descend avec le coulisseau. Dans la partie creuse de l'entretoise prévue au niveau de l'ouverture du bâti, il est prévu un dispositif de détec- tion de charge, qui pénétre-dans cette partie creuse Pour être plus précis, il est prévu une tige de détection 50 qui pénétré dans le bâti 10 et l'entretoise 13, et dont l'extré- mité inférieure est fixée ou bâti, tandis que son extrémité supérieure libre est en contact avec un palpeur d'un disposi- tif 51 de mesure de charge Ce dispositif de mesure est dis- posé de façon à détecter le changement de position de la par- tie supérieure du bâti par rapport à la surface supérieure de la tige de détection 50, c'est-à-dire le degré de dilatation du bâti lorsqu'une charge est exercée sur le coulisseau 21. Dans la presse selon la présente invention, il est en outre prévu un dispositif d'expulsion de matrice Un élément de maintien 52 est introduit et fixé à l'une des extrémités de l'arbre tournant principal, et une came 53 est prévue sur cet élément de maintien de telle sorte que sa position de montage puisse être changée à volonté Un levier 55 compor- tant un galet de came 54 qui correspond à la came 53 est monté de façon à pouvoir tourner sur l'arbre moteur 24 L'extrémité du levier 55 qui ne comporte pas de galet de came 54 est diri- gée vers le bas du bâti 10 et est reliée par un axe 57 à un élément d'articulation 56 dont l'une des extrémités est tour- née vers la partie inférieure du-banc 11. L'autre extrémité de l'élément d'articulation 56 est reliée à un cylindre à air 58 qui est monté sur le bâti, tan- dis que la première extrémité, qui est dirigée vers la partie inférieure du banc 11, est reliée par un axe 61 à un bras 60 qui est fixé à un arbre 59 monté de manière à pouvoir tourner sur le bâti 10 Un autre bras 62 est fixé à l'arbre 59, et une tige d'expulsion 63 est reliée au bras 62 par un axe 64 En cadence avec la rotation de l'arbre tournant principal 29, la tige d'expulsion 63 monte et descend par rapport aux matrices prévues au niveau du porte-pièce 20, de manière à expulser les produits. La presse selon la présente invention, construite com- me décrit ci-dessus, détermine la position du point mort bas du coulisseau 21 en entraînant le moteur 42 Le fonctionne- ment de la presse se fait par rotation du volant 25 sous l'effet du moteur principal 26 et avec le signal indiquant le démarrage de l'opération transmettant-la rotation au pignon , à l'engrenage 31 et aux disques excentriques 32 par l'in- termédiaire de l'embrayage 28, puis en faisant osciller les bielles 33 par les disques 32, et enfin en faisant monter et descendre le coulisseau à l'aide du mécanisme à genouillère qui comporte les éléments d'articulation supérieur et inférieur 35 et 36 Comme le bâti est renforcé de façon à réduire au mini- mum l'élargissement de son ouverture, et quand même temps le coulisseau est entrainé par le mécanisme à genouillère, selon l'invention, la presse selon l'invention convient pour le forgeage à froid et l'ébauchage, etc, tout en conservant l'excellente aptitude opérationnelle qui est caractéristique des bâtis en col de cygne. REVENDICATIONS 1 Presse à bâti en col de cygne, caractérisée en ce qu'elle comprend un bâti ( 10) dans l'ouverture duquel des en- tretoises ( 13) sont introduites à force entre la potence ( 12) et le banc ( 11) qui délimite ladite ouverture, pour exercer une charge de réserve dans le sens vertical, un coulisseau ( 21) qui va et vient entre la potence ( 12) et le banc ( 11) du- dit bâti ( 10), un arbre tournant principal ( 29) qui coopère avec un volant ( 25) monté sur une axe à l'arrière dudit cou- lisseau ( 21) à l'intérieur dudit bâti ( 10), des bielles ( 33) qui sont dirigées presque horizontalement vers la partie su- périeure dudit coulisseau -( 21) et que font osciller des disques excentriques ( 32) prévus sur ledit arbre tournant prin- cipal ( 29) et un mécanisme à genouillère monté entre ledit cou- lisseau ( 21) et ladite potence ( 12), l'arbre qui forme la par- tie centrale de ce mécanisme étant relié par un arbre auxdites bielles ( 33). 2 Presse à bâti en col de cygne selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites entretoises ( 13) sont en forme de colonne et sont prévues un peu plus longues que l'ou- verture du bâti à ses deux extrémités. 3 Presse à bâti en col de cygne selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites entretoises sont creuses, et leurs extrémités inférieures sont munies d'adents ( 13 a) di- rigés vers l'extérieur de manière à venir s'ajuster dans un trou concave du banc ( 11) de la presse tandis que leurs extré- mités supérieures sont munies d'adents ( 13 b) dirigés vers l'in- térieur, une goupille ou clavette ( 15) étant introduite entre lesdites extrémités supérieures et ladite potence. 4 Presse à bâti en col de cygne selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans ledit bâti ( 10), la partie principale d'une chambre de machine, prévue à l'arrière du cou- lisseau ( 21) est situéeau niveau de la position haute du cou- lisseau, tandis que l'ouverture est prévue sur le côté posté- rieur du porte-pièce.