Brevet FR2558395A1 — publié le 19850726

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour produire un profilé, en particulier un profilé creux, surtout à partir de billettes de métal léger, par filage ou extrusion à la presse, selon lequel, au moyen d'un poinçon, on amène la billette, maintenue par un conteneur, sous forme d'une masse de métal en écoulement ou matrice à la section de mise en forme d'une filière. Les larges profilés plats sont habituellement filés à partir de conteneurs dits rectangulaires, dont l'alésage présente une section droite oblongue, d'une billette ayant une forme correspondante. Un conteneur de ce type, possédant une boîte inté- rieure entourée d'une boite-fourreau, est décrit dans le brevet allemand DE-PS 24 17 815 par exemple.. Dans le filage de métaux légers, la largeur et la hauteur des alésages de conteneur doivent satisfaire aux conditions suivantes: le rapport entre l'aire de section et la force de filage doit être plus grand que 400 N/mm2 et la largeur doit corres- pondre à peu près à 2,5 fois la hauteur. Les limites affectives des dimensions découlent de la pression surfacique (pression de filage par unité de surface de l'aire de section) minimale nécessaire au filage de profilés de métal léger. Il s'est avéré que, comparativement à des outillages ronds, de tels conteneurs rectangulaires ont notamment l'inconvé- nient d'entraîner des coûts plus élevés pour la réalisation du disque de poussée, du poinçon et de l'alésage du conteneur. En raison de la forme géométrique de la boîte, il se produit en outre des concen- - trations de contraintes au milieu des petits côtés, qui peuvent conduire à des fissures longitudinales à ces endroits - surtout dans le filage de profilés de section oblongue - donc à la défaillance du conteneur. Partant de cet état de la technique, l'invention vise à permettre la production de profilés filés de grande section, surtout de grande largeur, sans qu'il se produise les inconvénients que présentent les conteneurs rectangulaires habituels, et de permettre de surcroît d'augmenter plus encore les dimensions des profilés ainsi réalisables. Pour résoudre ce problème, on presse simultanément plusieurs billettes à travers une section de mise en forme commune de la filière en les réunissant en une matrice pour le profilé et, partant, en ce profilé lui-même. Selon l'invention, pour une section de profilé oblongue, le profilé est filé à partir de plusieurs billettes maintenues sur un axe commun, autour d'aiguilles en soi connues dans le cas d'un profilé creux. Il est dans le cadre de l'invention,pour la mise en oeuvre de ce procédé, de prévoir un dispositif, du type indiqué au début, à la section de mise en forme duquel sont associés, pour un profilé, au moins deux alésages du conteneur. De préférence, les alésages possèdent de façon en soi connue des sections rondes. Leur espacement mutuel est faible selon l'invention et plus de deux alésages sont disposés de préférence sur ledit axe commun, lequel est de préférence horizontal. Avec une section de profilé qui ressemble à une ligne sinusoïdale, bien que les billettes ne soient pas disposées sur une droite,elles seront disposées autant que possible à des distances égales d'une droite; cette droite de référence est également horizontale de préférence. Le conteneur rectangulaire habituel est par conséquent remplacé par un conteneur qui présente plusieurs alésages, contenant autant de billettes, pour un seul profilé; selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les centres des alésages sont situés sur l'axe commun horizontal. Le diamètre et le nombre des alésages sont choisis de manière qu'on obtienne une pression surfacique préfixée, qui est fonction de la gamme des produits à fabriquer. Chaque alésage est précédé de façon classique - dans le sens du filage d'un poinçon. Les poinçons associés à une section de mise en forme commune sont disposés de façon à pouvoir être déplacés en synchronisme, notamment par leur montage sur un pilon presseur commun. Il est préférable que chaque poinçon soit muni d'un disque de poussée. Selon une autre caractéristique de l'invention, plusieurs ouvertures d'entrée, disposées de préférence symétriquement par rapport à un axe d'ouvertures, sont prévues entre chaque alésage et la section de mise en forme. Il est préférable de prévoir au moins deux ouvertures d'entrée pour chaque billette. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, quatre ouvertures d'entrée sont prévues pour chaque billette et chaque ouverture est disposée dans la région d'un quadrant de l'alésage correspondant du conteneur, à peu près dans le centre de gravité de ce quadrant. La manière décrite ici pour produire un profilé ayant une section de grande longueur par un filage selon la méthode directe à partir de plusieurs billettes, n'est pas limitée au profilés creux dont il est question dans la description qui va suivre des dessins annexés; l'invention permet également de fabriquer en une seule pièce d'autres profilés ayant une section qui présente une grande dimension, par exemple des profilés pour ridelles, hayons et éléments de fond pour véhicules, qu'il fallait composer jusqu'à présent de plusieurs profilés individuels. Les profilés de très grande largeur, en particulier les panneaux creux plats pour la construction de rails et de véhicules, sont jusqu'à présent fabriqués habituellement à l'aide de conteneurs rectangulaires et de filières compartimentées. Or, les conteneurs rectangulaires ont l'inconvénient d'avoir une durée de service limitée parce que la concentration des contraintes de flexion et de compression dans les petits côtés provoque fréquemment la défail- lance rapide de la boîte intérieure. Avec le procédé selon l'invention, l'une des fonctions de la filière compartimentée, à savoir la répartition du métal de la billette en plusieurs veines pour faire passer le métal autour de l'aiguille, est transférée au conteneur. Il suffit à cet effet que le conteneur présente plusieurs alésages ronds situés les uns à côté des autres et recevant un nombre correspondant de poinçons disposés sur un pilon presseur commun. Ce concept permet de réaliser, sous la même pression surfacique de filage, des profiles qui sont environ 70 Z plus larges que les profilés réalisables avec un conte- neur rectangulaire classique comparabole. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation préférés mais nullement limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue frontale d'un conteneur rectan- gulaire pour le filage d'un profilé creux de section oblongue; - la figure 2 est une vue frontale d'une partie d'un conteneur selon un autre mode de réalisation; - la figure 3 représente schématiquement une partie d'une installation de filage; - la figure 4 est une vue en élévation à plus grande échelle d'une partie d'une telle installation; et - la figure 5 est un détail, en coupe suivant la ligne V-V de figure 4. Un conteneur rectangulaire conventionnel 1 d'une presse à filer - qui n'est pas représentée sur la figure. 1 pour plus de clarté - comporte, dans une boîte intérieure 12 entourée d'une frette 11, un alésage de conteneur 13 d'une largeur a2 de 750 mm et d'une hauteur h de 250 mm. Malgré la forme allongée et arondie aux bouts, l'alésage de conteneur 13 est appelé "alésage rectangulaire"; il reçoit une billette de métal léger ayant une section droite correspondante et servant à la production d'un profilé creux 2 - représentée schématiquement - possédant nne largeur a2 qui est en l'occurrence de 700 mm. La figure 2 représente un profilé creux plat 3 de faible hauteur h, dont la largeur a. est de 1 200 mm, ce qui est à peu près le double de la largeur a2 du profilé creux 2 selon la figure 1. Le profilé 3 est constitué de deux parois principales parallèles 7, deux parois latérales 8 qui relient les parois principales et des entretoises obliques 9. Le profilé creux 3 est filé à partir de quatre billettes B de section ronde, qui sont disposées dans des alésages ronds 15 d'un conteneur 10. Le diamètre d des alésages ronds 15 est de 250 mm et l'intervalle e entreeux est de 100 m, de sorte que la longueur totale f de la zone alésée correspond à 1 300 mm. Les extrémités extérieures 16 des alésages 15 situés à l'extérieur se trouvent à une distance i de 50 mm de la paroi latérale 8 des deux c8tés du profilé creux 3. Le conteneur 10 avec ses quatre alésages ronds 15 - situés sur l'axe médian commun A (droite de référence) passant par les centres M, et contenant les billettes B - est précédé, dans la direction de filage x, voir figure 3, d'un pilon presseur principal 20 avec quatre poinçons 21, dont les disques de poussée 22 sont dirigés vers les billettes B dans les alésages 15 du conteneur. Le conteneur 10 est suivi, dans la direction de filage x, par un portefilière mobile 25 avec une filière 26, dont la plaque frontale 27 présente, comme on peut le voir sur la figure 3, quatre groupes de chaque fois quatre ouvertures d'entrée 30 situées aux angles d'un carré centré sur l'axe d'un alésage de conteneur 15. La filière 26 est appuyée contre un disque 24 formant contre- filière. Pendant le filage, la masse de métal léger ou matrice, formée sous l'effet de la pression de filage à partir des billettes B, est pressée à travers les ouvertures d'entrée 30 de la plaque frontale 27 dans les différentes parties - non représen- tées sur la figure 3 - de la portée de la filière, d'o sort le profilé creux 3. La figure 4 représente une partie d'un conteneur 10 avec deux des quatre alésages ronds 15, de même que, derrière ceu=-ci, la plaque frontale 27 de la filière 26 avec une portée ou section de mise en forme 28 pour un profilé compartimenté 4 qui est représenté en pointillé et dont les compartiments ou alvéoles 5 ont une section rectangulaire. Les contours 31 ont pour but d'illustrer la concentration de la matrice en vue de la formation du profilé compartimenté 4 produit; la figure 5 montre le rétrécissement, dans la direction de filage x, de parois intermédiaires 32 de la filière 26, entre les alésages ronds 15. A titre d'exemple, des conteneurs rectangulaires utilisés jusqu'à présent (mesurant 750 x 250 mm) selon la figure 1 disposent, dans une presse à filer de 85 MN, d'une pression surfacique de 480 MPa. Après un remplacement du conteneur rectangulaire 1 par un conteneur 10 présentant quatre alésages 15 d'un diamètre d de 250 mm, avec des intervalles e entre les alésages de 100 mm, on obtient une pression surfacique ou pression de filage de 440 MPa, ce qui suffit encore parfaitement pour la production de profilés creux d'alliages d'aluminium et permet de porter la largeur possible a; des profilés de 700 à 1 200mm. REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire un profilé, en particulier un profilé creux, à partir de billettes de métal léger, par filage ou extrusion à la presse, selon lequel on amène plusieurs billettes placées dans des alésages de conteneur à la section de mise en forme d'une filière en réunissant le métal des billettes en une masse de métal en écoulement ou matrice pour le profilé, caractérisé en ce que l'on dispose les billettes ()d'o est formé le profilé sur une droite commune de référence (A) et on réalise un profilé creux (3) en produisant le filage de la matrice autour de plusieurs aiguilles. 2. Dispositif pour produire un profilé, en particulier un profilé creux, à partir de billettes de métal léger, par filage ou extrusion à la presse, o plusieurs billettes placées dans des alé- sages de conteneur sont amenées à la section de mise en forme d'une filière avec rassemblement du métal des billettes en une masse de métal en écoulement ou matrice pour le profilé, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de mise en forme ou portte (28) de la filière (26) est précédée d'un conteneur (10) possédant plusieurs alésages de conteneur (15) qui sont situés à une faible distance (e) l'un de l'autre sur une doite de référence (A) commune. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la droite de référence (A) est horizontale. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la droite de référence commune forme un axe (A) passant par les centres (M) des alésages (15). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 et comprenant un poinçon pour chaque alésage de conteneur, caractérisé en ce que les poinçons 1) associés à la section de mise en forme commune (28) sont disposés de façon à pouvoir être mus en synchronisme. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque poinçon (21) est pourvu d'un disque de poussée (22). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 et comprenant des ouvertures d'entrée, au moins deux pour chaque billette, qui sont disposées en amont de la section de mise en forme dans la direction de filage, caractérisé en ce qu'une ouverture d'entrée (30) est disposéedans la région de chaque quadrant de chaque orifice de conteneur (15), à peu près dans le centre de gravité de ce quadrant. 8. Utilisation d'un dispositif selon au moins l'une des revendications 2 à 7 pour le filage de ridelles, hayons ou éléments de fond pour véhicules possédant une section droite de faible hauteur(h) et de grande longueur (a3).