Brevet FR2535630A1 — publié le 19840511

L'invention se rapporte à un appareil de mise en forme à froid et à chaud de matières par une déformation plastique et concerne plus particulièrement la mise en forme de telles matières par une extrusion directe, une extrusion à refoulement et par estampage. On connaît un appareil pour former des matières par déformation plastique qui comprend un réceptacle pour la matière traitée, ladite matiere étant en contact, d'un coté, avec un organe mâle, et de l'autre, avec un organe femelle composé de plusieurs éléments disposés à mouvement l'un par rapport à l'autre. Ces éléments, à l'exception de celui qui est le plus près du produit, sont supportés par des supports élastiques. L'élément qui est le plus proche du produit est supporté par un support rigide. Les inconvénients de cet appareil connu résident dans la nécessité de plusieurs supports élastiques pour les différents éléments mobiles et dans les pressions de travail élevées se développant dans ces supports, dans les difficultés de réglage qui résultent des précontraintes respectives exigées par chacun des supports élastiques et dans le faible degré de souplesse. Quand la géométrie de l'ébauche et du produit fini change. En conséquence, le but général de l'invention est de fournir un appareil pour la mise en forme de matières par déformation plastique, qui opere avec un milieu élastique commun qui est soumis à des contraintes beaueoup plus faibles. De plus, cet appareil est conçu pour pouvoir être réglé facilement et rapidement et pour posséder un degré élevé diuniversalité. L'invention atteint ses buts en apportant un appareil pour la mise en forme de matières pàr defornation plastique qui comprend un réceptacle pour la matière travaillée, qui est en contact, d'un coté9 avec un organe mâle et de l'autre avec un organe femelle se composant de plusieurs éléments mobiles les uns par rapport aux autres, et dont l'une des extrémités est en contact avec la matière travaillée, caractérisé en ce que ces éléments sont en contact, à leur autre extrémité respectivement avec.des éléments intermédiaires et en ce que l'un des éléments intermédiaires est supporté par un disque qui est fixé à l'un des côtés du corps de- l'enveloppe, tandis que les éléments intermédiaires restants sont supportés respeetivement sur des supports cylindriques qui traversent à mouvement des trous percés dans le disque et sont en contact respectivement avec d'autres éléments de Support emboîtées concentriquement, dont llélément le plus à l'extérieur est monté à mouvement et avec un joint dans le trou du corps de l'enveloppe, lequel est pourvu d'un couvercle qui couvre hermétiquement son trou, tandis que l'espace compris entre le couvercle et les éléments de support est rempli avec un fluide et est relié, par l'intermédiaire d'un réducteur de pression, à un réservoir rempli avec un milieu élastique, et qui est pourvu d'un clapet de non retour et d'instruments de mesure et d'un dispositif pour limiter la pression du milieu élastique dans le réservoir. Le milieu élastique est pressurisé à une pression préliminaire qui est choisie en fonction de la résistance t la déformation de la matière traitée. La nature et le volume du milieu élastique sont choisis de façon qu'à une pression superieure à cette pression préliminaire, le milieu élastique est comprimé au degré désiré. Dans le cas d'une extrusion directe, les éléments intermédiaires et de support sont constitués par des manchons concentriques emboîtes qui peuvent se déplacer axialement les uns par rapport aux autres, le manchon intermédiaire le plus à l'intérieur étant supporté sur le disque. Ce disque est percé d'un trou central dont le diamètre est légèrement plus grand que celui de la piece produite. Le couvercle a, lui aussi un trou central, tandis que le manchon de support le plus à l'intérieur est pourvu de deux gradins et est disposé avec son petit gradin à mouvement et de manière étanche dans le trou central du couvercle. Dans le cas d'une extrusion à refoulement et dans le cas de l'estampage, l'élément intermédiaire le plus à l'intérieur et l'élément de support le plus à l'intérieur présentent la forme de mandrins cylindriques, tandis que les éléments intermédiaires et de support restants prennent la forme de manchons, emboîtés les uns dans les autres et qui peuvent se déplacer axialement entre eux. Dans le cas d'une extrusion à refoulement,- le manchon intermédiaire le plus à l'extérieur est supporté sur le disque. Dans le cas de l'estampage, les éléments qui sont en contact avec la matière travaillée ont une surface de contact dont le profil correspond à la configuration du produit, tandis que I'élément intermédiaire supporté par le disque correspond à l'élément de la matrice composite qui forme, au moins le relief ou la configuration du produit. Les avantages de l'appareil qui fait l'objet de l'invention résident dans la facilité et la rapidité avec lesquelles il peut etre réglé, dans son degré élevé d'universalité, et dans le fait qu'il ne nécessite qu'un seul élément élastique qui est soumis, pendant le travail, à des contraintes beaucoup plus faibles. D'autres earactéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en réf'erence au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente un appareil conforme à l'invention pour l'extrusion directe - la figure 2 représente un appareil pour l'extrusion à refoulement d'une pièce en forme de godet - la figure 3 représente un appareil pour l'estampage ; et - la figure 4 illustre les étapes successives de l'extrusion d'un produit au cours d'une pulsation de force. L'appareil d'extrusion direct représenté sur la figure 1 comprend un réceptacle 1 percé d'un trou, à l'intérieur duquel est disposé un organe mâle 2, la matière travaillée 7, et un organe femelle composé de quatre manchons 3, 4, 5 et 6 emboîtés concentriquement les uns dans les autres avec un ajustement libre. Le manchon 3, qui est le plus à l'intérieur, est sup porté, par un manchon intermédiaire 8, sur un disque 20 perce d'un trou central, coaxial à celui du manchon 3, mais dont le diamètre est plus grand que celui du produit 21. Chacun des trois manchons restants 4, 5 et 6 est supporté respectivement par un manchon intermédiaire 9, 10 et 11 sur le support cylindrique correspondant 12, 13 et 14, lesdits supports traversant librement des trous percés dans le disque 20.Le disque 20 est fixé à l'un des côtes du corps 15 de l'enveloppe. Ce corps 15 présente un trou dans lequel sont disposés trois manchons de support 16, 17 et 18 qui sont emboîtés concentriquement l'un dans l'autre avec un ajustement libre et des Joints, dont chacun est en contact avec le support cylindrique correspondant 12, 13 ou 14.Le manchon de support 18, qui est le plus à I'extérieur, est monte de façon mobile, avec interposition d'un joint, dans le trou du corps 15 de l'enveloppe, tandis que le manchon de support le plus à l'intérieur 16 présente deux gradins et est disposé à mouvement, avec son petit gradin, et avec un joint, dans le trou central du couvercle 19 qui fermehermetiquement le trou du corps 15. L'espace du corps 15 de l'enveloppe, compris entre le couvercle 19 et le manchon de support 16, 17 et 18 est rempli d'huile de machine et est relié, par l'intermédiaire d'un réducteur de pression 22, a un réservoir 23 qui est rempli d'air comprime et qui est pourvu d'un clapet de non retour 24, d'un manomètre 25 et d'une valve de sécurité destinée à limiter la pression maximale de l'air comprimé. La pression de l'air comprimé est réglée préalablement à une valeur qui est fonction de la résistance de la matière travaillée à la déformation plastique. Dans le cas d'une extrusion directe (figure 1), l'appareil qui vient d'être décrit fonctionne comme suit Une source de force motrice appropriée produit sur l'organe mâle 2 et sur le couvercle -19 une force pulsée préétablie. Chaque pulsation de cette force se compose d'une augmentation et d'une diminution de la force, à l'in térieur de deux limites prédéterminées. Pendant l'augmentation de la force, il arrive un instant pendant lequel la pression de l'air comprimé contenu dans le réservoir 23 dépasse la limite préétablie. A cet instant, l'organe mâle 2, le réceptacle 1 contenant la matière travaillée 7, ainsi que les manchons 4, 5 et 6, les manchons inter médiaires 9, 10 et 11, les supports cylindriques 12, 13 et 14 et les manchons de support 16, 17, 18 se déplacent vers le bas par rapport aux éléments rigides - notamment par rapport au manchon 3, au manchon intermédiaire 8, au corps 15 de l'enveloppe, au couvercle 19 et au disque 20.Il en résulte que par le trou du manchon rigide 3 est extrudée une partie du produit 21, tandis que le volume d'huile expulsé développe une pression supplémentaire dans l'air contenu dans le réservoir 23, le système déformable, qui occupe initialement la position représentée sur la figure 4a, prenant ainsi la position représentée sur la figure 4b. Ce qui précède est suivi d'une réduction programmée de la force, à la suite de laquelle le réceptacle 1 contenant la matière travaillée 7, l'or- gane mâle 2, les manchons 5 et 6, les manchons intermédiaires 10 et 11, les supports cylindriques 13 et 14 et les manchons de support 17 et 18 se déplacent vers le haut par rapport aux éléments fixes, c'est-à-dire, au manchon 3, au manchon intermédiaire 8,aucorps15 de l'enveloppe, au couvercle 19 et au disque 20.Simultanément, le manchon 4, le manchon intermédiaire 9, le support cylindrique 12 et le manchon de support s'élèvent par rapport au réceptacle 1 contenant la matière 7, à l'organe mâle 2, aux manchons 5 et 6, aux manchons intermédiaires 10 et 11, aux supports cylindriques 13 et 14 et aux manchons de support 17 et 18, et à cet instant, le manchon 4 transporte une certaine quantité de la matière plastique 7 dans l'espace libéré par le manchon 3 (figure 4c). Ce transport de la matière plastique sous l'action du manchon 4 continue jusqu'au moment où le manchon de support 16 touche le disque 20. Après'une nouvelle diminution de la force, le réceptacle 1 contenant la matière travaillée 7, l'organe mâle 2, le manchon 6, le manchon intermédiaire 11, le support cylindrique 14 et le manchon de support 18 se déplacent vers le haut par rapport aux manchons 3 et 4, aux manchons intermédiaires 8 et 9, au support cylindrique 12, au manchon de support 16, au corps 15 de l'enveloppe, au couvercle 19 et au disque 20. Simultanément, le manchon 5, le manchon intermédiaire 10, le support cylindrique 13 et le manchon de support 17 s'élèvent par rapport au réceptacle 1 contenant la matière 7, à l'organe mâle 2, au manchon 6, au manchon intermédiaire 11, au support cylindrique 14 et au manchon de support 18 et ainsi, le manchon 5 transporte une certaine quantité de matière plastique dans l'espace libéré par les manchons 3 et 4 (figure 4d). Le transport de la matière plastique sous l'action du manchon 5 se poursuit jusqu'au moment où le manchon de support 17 touche le disque 20. La force continuant à déèroître,- la matière plastique 7 et l'organe mâle 2 s'élèvent par rapport aux manchons3, 4 et 5, aux manchons intermédiaires 8, 9 et 10, aux supports cylindriques 12 et 13, aux manchons de support 16 et 17 et au corps 15 de l'enveloppe, au couvercle 19 et au disque 20. Simultanément, le réceptacle 1, le manchon 6, le manchon intermédiaire 11, le support cylindrique 14 et le manchon de support 18 se déplacent vers le haut par rapport à la matière 7 et à l'organe mâle 2 et ainsi, le manchon 6 transporte une certaine quantité de matière plastique dans l'espace libéré par les manchons 3, 4 et 5 (figure 4e). Le transport de la matière plastique sous l'action du manchon- 6 continue Jusqu'au moment od le manchon de support 18 touche le disque 20. Ceci termine une pulsation de la force et l'extrusion d'une partie du produit 21. La répétition de ces pulsations de la force a pour effet d'extruder un certain volume du produit, tandis que l'appareil répète les opérations décrites ci-dessus. Dans le cas d'une extrusion à refoulement d'une pièce en forme de godet (figure 2) ou dans le cas d'un estampage (figure 3), le fonctionnement de l'appareil est semblable à celui décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la mise en forme de matières par déformation plastique qui comprend un réceptacle pour la matière travaillée, qui est en contact, d'un côté, avec un organe mâle et de l'autre avec un organe femelle se composant de plusieurs éléments mobiles les uns par rapport aux autres, et dont l'une des extrémités est en contact avec la matière travaillée, caractérisé en ce que ces éléments (3, 4, 5, 6), sont en contact, à leur autre extrémité respeetivement avec des éléments intermédiaires (8, 9, 10 et 11) et en ce que l'un des éléments intermédiaires (8) est supporté par un disque (20) qui est fixé à l'un des cotés du corps (15)~de l'enveloppe, tandis que les éléments intermédiaires restants (9, 10 et11) sont supportés respectivement sur des supports cylindriques (12, 13 et 14) qui traversent à mouvement des trous percés dans le disque (20) et sonten contact respectivement avec d'autres éléments de support emboîtés concentriquement (16, 17 et 18), dont l'élément Ie plus à l'extérieur (18) est monté à mouvement et avec un Joint dans le trou de corps (15) de I'enveloppe, lequel est pourvu d'un couvercle (19) qui couvre hermétiquement son trou, tandis que l'espace compris entre le couvercle (19) et les éléments de support (16, 17 et 18) est rempli avec un fluide et est relié, par l'intermédiaire d'un réducteur de pression (22), un réservoir (23) rempli avec un milieu élastique, et qui est pourvu d'un clapet de non retour (24) et d'instruments de mesure (25) et d'un dispositif (26) pour limiter la pression du milieu élastique dans le réservoir (23). 2. Appareil selon la revendication t, caractérisé en ce que le milieu élastique contenu dans le réservoir (23) est pressurisé å une certaine pression préliminaire et en ce que sa nature et son volume sont éhoisis de façon qu'aux pressions supérieures à cette pression prélimiaire, ledit milieu élastique a le degré désiré de compressibilité. 3. Appareil selon les - revendications 1 et 2, en particulier pour la mise en forme par extrusion directe, caractérisé en ce que les éléments intermédiaires (8, 9, 10 et 11) et les éléments de support (16, 17 et 18) sont des manchons concentriques emboîtés, et en ce que le plus à l'intérieur (8) des manchons intermédiaires est supporté sur le disque (20). 14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, en particulier pour la mise en forme par extrusion directe, caractérisé en ce que le disque (20) est percé d'un trou central dont le diamètre est légèrement plus grand que celui du produit, tandis que le manchon de support (16) présente deux gradins et est placé avec son petit gradin à mouvement et de manière étanche dans le trou central du couvercle (19). 5. Appareil selon les revendications 1 et 2, en particulier pour la mise en forme par une extrusion à refoulement et par estampage, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire le plus à l'intérieur (11) pour l'extrusion à refoulement et l'élément (8) pour l'estampage, ainsi que l'élément de support le plus à l'intérieur (18) pour l'extrusion à refoulement et l'élément de support (16) pour l'estampage présentensiaforme de mandrins cylindriques, tandis que les éléments intermédiaires restants (8, 9 et 10) pour l'extrusion à refoulement et les éléments intermédiaires (9, 10 et 11) pour l'estampage, ainsi que les éléments de support restants (16 et 17) pour l'extrusion à refoulement et les éléments de support (17 et 18) pour l'estampage sont constitués par d'autres manchons concentriques emboîtés les uns dans les autres. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, en particulier pour l'extrusion à refoulement, caractérisé'en ce que le manchon intermédiaire (8), qui est supporté par le disque (20), est le plus à l'extérieur des manchons intermédiaires (8, 9 10 et 11). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, en particulier pour l'estampage, caractérisé en ce que les éléments (3, 4, 5 et 6) qui sont en contact avec la matière travaillée ont une surfac-e de contact dont le contour correspond è la configuration ou au relief du produit (21), tandis que l'élément intermédiaire (8), qui est supporté sur le disque (20), correspond à l'élément 3) qui donne finalement le relief ou la configuration au produit (213.