Brevet FR2577450A1 — publié le 19860822

L'invention concerne une presse à forger munie d'un outil de base dans lequel est disposé un élément de gravure rapporté et d'une partie supérieure d'outil pouvant être déplacée par moteur ainsi qu'une commande de presse à forger à simple effet. Les pièces creuses cylindriques présentant plusieurs rebords ou couronnes extérieurs, en particulier les galets à chaîne à double couronne, se montent aujourd'hui par soudage de deux pièces forgées correspon- dantes. Le forgeage de ce genre de galets à double couron- ne s'effectue sur des presses à forger ou encore au moyen de machines à marteler ou à refouler et habituellement, on forge d'abord la couronne ou le rebord extérieur, le plus souvent plus grand. Ensuite, après l'ébavurage et éventuellement la perforation de cette pièce forgée, en une troisième étape de procédé, avec un outil supplémen- taire, on forme le deuxième rebord et on l'ébavure. On connaît aussi des outils munis de coulisseaux à coin qui sont actionnés par des presses à simple effet. Acune de ces solutions connues n'est directement applicable à la fabrication de pièces creuses à multiple rebord. L'invention vise à donner à une presse à forger usuelle à double effet une constitution telle qu'avec celle-ci, il soit possible de forger des pièces creuses cylindriques ou d'une autre forme avec contre-dépouille par double rebord, ou analogues, en une seule opération dans un seul outil. En outre, l'invention vise à fournir une commande qui puisse être intégrée à la commande normale ou au système hydraulique d'une presse à forger usuelle à simple effet. En partant d'une presse à forger munie d'un outil de base dans lequel est disposé un élément de gravure rap- porté et d'une partie supérieure d'outil pouvant être déplacée par moteur, ce problème est résolu selon l'inven- tion par le fait qu'à la suite d'une presse à forger à simple effet avec contre-dépouille est disposé un élément 2 2577450 actif d'outil divisé dans un plan vertical et muni d'une gravure dans le plan supérieur de limitation de l'élément de gravure rapporté, les parties de l'élément actif d'outil (parties actives d'outil) pouvant être déplacées par moteur et amenées à la position ouverte et à leur position de formage (position fermée) et pouvant être arrêtées dans leur position fermée par au moins un élément de verrouillage. Par suite, il est possible de convertir une presse à forger usuelle à simple effet de façon telle qu'elle permette de forger des pièces creuses cylindriques d'une seule pièce présentant plusieurs couronnes ou rebords extérieurs, en particulier des galets à double rebord, en une seule opération par déformation. Dans la technique antérieure, lors d'opération de forgeage de pièces avec contre-dépouille, il faut des outils à plusieurs effets et en même temps des machines à forger à plusieurs effets. Cependant, l'idée de l'invention est de réaliser l'outil en partie avec des moitiés de gravure divisées qui sont fermées pendant le processus de déformation proprement dit et dont la commande, avant et après le processus de déformation, est intégrée à la commande électrique de presse et au système hydraulique existants. L'outil de forgeage peut être formé, par exemple, des parties suivantes: 1. La partie inférieure de porte-matrice proprement dite, par exemple, d'environ 900 x 900 x 400 mm, avec l'élément de gravure rapporté inférieur. 2. Les parties d'outil divisées situées au-dessus, pouvant être amenées par moteur aux positions d'ouverture et de fermeture. 3. Un élément de verrouillage adjoint aux parties d'outil, de préférence également entraîné par moteur et qui est commandé, par exemple, par la presse par l'intermédiaire d'un système hydraulique, et 4. La partie supérieure de coquille rapportée. Les parties actives divisées d'outil, aussi appelées 3 2577450 mâchoires, peuvent être fermées et ouvertes par des vérins hydrauliques à double effet du système hydraulique supplé- mentaire de la presse. L'ouverture de l'élément de verrouillage peut être amorcée par l'éjecteur de presse existant qui, en partant d'un deuxième étage, éjecte la pièce forgée entièrement formée. Cet éjecteur de presse peut coopérer avec des cylindres à plongeur qui présentent un piston intermédiaire et qui, en combinaison avec la commande de presse, permet- tent ce procédé et simultanément sont nécessaires, en combinaison avec la course suivante de la presse, pour la fermeture et le blocage (arrêt) de l'outil. Selon une autre particularité de l'invention, les parties actives d'outil peuvent être amenées aux positions ouverte et fermée par des vérins pouvant être soumis alter- nativement des deux côtés à une pression d'agent de pres- sion, en particulier d'huile hydraulique. Selon l'invention, les parties actives d'outil sont avantageusement des moitiés d'un corps annulaire qui sont disposées de manière à pouvoir glisser, autant que possible sans raccordement, sur l'élément de gravure rapporté et qui complètent la gravure de l'élément de gravure rapporté. - Un mode d'exécution préférentiel de l'invention est caractérisé par le fait que les parties actives d'outil sont munies, à leur côté circonférentiel, d'une partie de paroi s'épaississant coniquement vers le haut et contre laquelle l'élément de verrouillage, conçu sous forme d'anneau conique, s'applique de façon détachable par une paroi conique correspondante. Un mode d'exécution particulièrement avantageux est celui dans lequel des pistons de verrouillage, pouvant de préférence être alimentés alternativement des deux côtés, agissent contre le côté supérieur de l'anneau coni- que ou contre le côté supérieur des parties d'anneau conique. Par suite, il est possible de commander la partie de verrouillage et donc les parties actives d'outil depuis le système hydraulique de la presse. 4 2577450 Dans un autre mode d'exécution avantageux de l'in- vention, contre le côté inférieur de l'élément de verrouil- lage agit un élément de déverrouillage entraîné par moteur dans un plan vertical et actionnant aussi l'éjecteur. Cet élément de déverrouillage aussi est avantageusement comman- dé par pression de fluide, en particulier hydrauliquement, par le système hydraulique de la presse. Par suite, l'ou- verture de l'élément de verrouillage peut être amorcée par l'éjecteur de presse existant qui, en partant d'un deuxième degré, éjecte la pièce forgée complètement formée, en par- ticulier des galets à chaîne ou des pièces de forme simi- laire, symétriques en rotation ou encore rectangulaire, avec contre-dépouille. L'invention concerne également une commande de presse à forger à simple effet. Selon l'invention, on propose qu'à la commande proprement dite et au système hydraulique de la presse à forger pour la fabrication de pièces creuses, par exem- ple, cylindriques avec contre-dépouille, soient intégrés les processus de travail suivants: a) par alimentation en agent de pression des vérins adjoints aux parties actives d'outil, ces parties sont ouvertes ou fermées; b) ensuite, les parties actives d'outil amenées à la position de fermeture sont arrêtées dans leur position de verrouillage par alimentation en agent de pression de plusieurs vérins adjoints à un élément de verrouillage; c) après pulvérisation d'agent de séparation sur la gravure et insertion de l'ébauche de refoulement dans la gravure, le processus de forgeage s'effectue, après quoi d) on décharge de la pression de fluide les vérins qui maintiennent l'élément de verrouillage dans la position de verrouillage et on déplace verticalement vers le haut, par alimentation en fluide, un éjecteur qui, à son premier degré, fait passer l'élément de verrouillage à la position ouverte, après quoi les parties actives d'outil déverrouillées sont amenées à la position ouverte par 2577450 alimentation en fluide, en sens opposé, de leurs vérins et ensuite l'éjecteur éjecte la pièce hors de la gravure et la retire, éventuellement par l'intermédiaire d'un manipu- lateur, et ensuite s'effectuent éventuellement l'ébavurage et la perforation. L'invention est représentée en partie schématique- ment, à propos d'un exemple d'exécution, par les dessins dans lesquels: la figure 1 est une représentation de principe des éléments actifs d'outil à commander par la presse à forger, des vérins et d'un éjecteur modifié; la figure 2 est un plan partiel correspondant à la figure 1; la figure 3 est une coupe d'un galet à double rebord fabri- qué au moyen de la presse à forger selon l'invention; la figure 4 est une coupe d'un galet à multiple rebord. On a désigné par la référence 1 (figure 2) un manipulateur qui amène un lingot chauffé, non représenté plus précisément, à une gravure de refoulement 2. Lors de l'opération de refoulement qui suit, le lingot chauffé est débarrassé, par le processus de refoulement, des battitures adhérentes et amené à une forme conçue selon l'utilisation. Ensuite, le manipulateur 1 amène l'ébauche de re- foulement à l'outil de forgeage proprement dit qui est formé d'un outil de base 7 muni d'un élément de gravure rapporté 3. Dans le plan horizontal supérieur 6 est disposé un élément actif d'outil qui, dans le mode d'exécution représenté, est formé de deux parties actives d'outil 8 et 9 qui présentent également, à leurs côtés frontaux tournés l'un vers l'autre, une gravure 10 qui complète la gravure de l'élément de gravure rapporté 3. Les parties actives d'outil 8 et 9 sont mobiles dans le plan horizontal, donc dans les directions X et Y, pour passer à la position d'ouverture et à leur position de fermeture indiquées par la figure 1. A cet effet, à chacune des parties actives d'outil 8, 9 est adjoint au moins un vérin respectif 11, 12 pouvant être soumis à une pression de fluide, en parti- culier d'huile hydraulique, les tiges de piston 13, 14 des 6 2577450 vérins étant reliées respectivement aux parties actives d'outil 8, 9. La référence 15 désigne un élément de verrouillage en forme de diaphragme qui est formé d'un corps enfermant annulairement les parties actives d'outil 8 et 9 ou de parties se complètant en formant un corps annulaire qui coopère avec les surfaces de paroi 17, également rétrécies coniquement vers le haut, des parties actives d'outil 8 et 9 et verrouille celles-ci dans la position de fermeture indiquée par la figure 1. A cette position de verrouillage, l'élément de verrouillage en forme de diaphragme 15 est amené par quatre vérins 18, 19, 20, 21 disposés dans les régions d'angle respectives de telle sorte que les tiges de piston, par exemple, 22 et 23 de ces vérins 18 à 21 agissent contre la surface 24 de l'élément de verrouillage 15. Les vérins 19 à 21 peuvent également être alimentés alternativement des deux côtés en agent de pression, en particulier en huile hydraulique. On a désigné par 25 une poutre d'éjecteur qui présente, sur des côtés opposés, quatre prolongements en forme de barre 26, 26a et 27, 27a, ou un plus grand nombre, qui agissent contre le côté inférieur 28 de l'élément de verrouillage 15, donc sur la surface active opposée aux vérins 18 à 21. La figure 1 permet en outre de voir qu'à distance de la poutre d'éjecteur se trouve un éjecteur 29. Le mode de fonctionnement fondamental d'une presse à forger usuelle à simple effet selon l'invention e est le suivant: Un lingot chauffé, non représenté, est amené par le manipulateur 1 à la gravure de refoulement 2 et débarrassé des battitures adhérentes par une opération de refoulement qui suit et par suite, amené en outre à une forme conçue pour l'utilisation (crêpe). Les parties actives d'outil 8 et 9 sont fermées par alimentation correspondante en agent de pression de leurs vérins 11 et 12 et ensuite verrouillées par le diaphragme de verrouillage 15, par l'intermédiaire des 7- 2577450 quatre cylindres à plongeur 18, 19, 20 et 21. Ensuite, la gravure 4 est aspergée et l'ébauche de refoulement est posée par le manipulateur 1 dans la gravure 4. Ensuite, la partie supérieure mobile d'outil 31 refoule la matière et remplit la gravure de l'outil de forgeage. La matière en excès peut sortir en passant par le cordon de bavure. Ensuite, on décharge de pression de fluide les quatre cylindres à plongeur 18, 19, 20 et 21, après quoi la poutre d'éjecteur 25, avec ses prolongements 26, 26a et 27, 27a, est amenée vers le haut, donc contre le côté in- férieur 28 de l'élément de verrouillage 15 de sorte que l'élément de verrouillage 15 est soulevé vers le haut, par exemple, d'environ 60 mm. Ensuite, les vérins 11 et 12 sont amenés par pres- sion de fluide à la position d'ouverture, ce qui entraîne un mouvement horizontal d'ouverture correspondant des parties actives d'outil 8 et 9. Ensuite, le manipulateur 1, programmable librement, retire la pièce forgée 30 de la gravure 4. Ensuite, l'ébavurage et la perforation peuvent s'effectuer. La figure 4 montre un galet à multiple rebord 30 qui peut être fabriqué de la même façon que le galet à double rebord 30 selon la figure 3, grâce à une conception correspondante de l'outil. L'invention simplifie la fabrication connue par forgeage decpièces creuses cylindriques avec contre- dépouille par multiple rebord, en réunissant les étapes de formage nécessaires dans un outil de forgeage, en une seule course de la presse et avec utilisation de presses à forger usuelles à double effet. L'invention n'est pas limitée à la fabrication de galets à chaîne 30 ou de galets à multiple rebord, par exemple, de galets à double rebord, mais elle est applicable aussi au forgeage de pièces compliquées avec contre- dépouille dans lesquelles il faut forger une cavité ou une forme extérieure à plusieurs rebords ou couronnes. Dans tous les cas, une 8 2577450 presse à forger à simple effet existante peut être conver- tie, grâce à un système hydraulique supplémentaire et à une commande, de façon telle que l'on puisse actionner un outil divisé de façon compliquée, grâce à l'extension de la ciné- matique de la presse (multiple effet). Les particularités décrites et représentées peuvent être essentielles à la réalisation de l'invention aussi bien individuellement qu'en combinaisorsquelconques. -RE VEND IC ATIONS- 1. Presse à forger munie d'un outil de base dans lequel est disposé un élément de gravure rapporté et d'une partie supérieure d'outil pouvant être déplacée par moteur, presse caractérisée par le fait qu'à la suite d'une presse à forger à simple effet avec contre-dépouille est disposé un élément actif d'outil (8, 9) divisé dans un plan verti- cal et muni d'une gravure (4) dans le plan supérieur de limitation de l'élément de gravure rapporté (3), les parties (8, 9) de l'élément actif d'outil (parties actives d'outil) pouvant être déplacées par moteur et amenées à la position ouverte et à leur position de formage (position fermée) et pouvant être arrêtées dans leur position fermée par au moins un élément de verrouillage (15). 2. Presse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les parties actives d'outil (8, 9) peuvent être amenées aux positions d'ouverture et de fermeture par des vérins (11, 12) pouvant être soumis alternativement des deux côtés à une pression de fluide, en particulier d'huile hydraulique. K 3. Presse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les parties actives (8, 9) de l'outil sont des moitiés d'un corps annulaire qui sont disposées de manière à pouvoir glisser, autant que possible sans raccordement, sur l'élément de gravure rapporté (4) et qui complètent la gravure de l'élément de gravure rapporté (4) de l'outil de base. 4. Presse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les parties actives d'outil (8, 9) sont munies, à leur côté circonférentiel, d'une partie de paroi (17) s'épaississant coniquement vers le haut et contre laquelle l'élément de verrouillage (15), conçu sous forme d'anneau conique, s'applique de façon détachable par une paroi conique correspondante (16). 5. Presse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que des pistons de verrouillage (18, 19, 20, 21), pouvant de préférence être alimentés alternativement des deux côtés, agissent contre le côté n 2577450 supérieur de l'anneau conique (15) ou contre le côté supé- rieur des parties d'anneau conique. 6. Presse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que contre le côté inférieur de l'élément de verrouillage (15) agit un élément de dé- verrouillage (26, 26a, 27, 27a) entraîné par moteur dans un plan vertical et actionnant aussi l'éjecteur (29). 7. Commande pour presse à forger selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'à la commande proprement dite et au système hydraulique de la presse à forger pour la fabrication de pièces creuses par exemple cylindriques avec contre-dépouille sont intégrés les processus de travail suivants: a) par alimentation en agent de pression des vérins (11, 12) adjoints aux parties actives d'outil (8, 9), ces parties sont ouvertes ou fermées; b) ensuite, les parties actives d'outil (8, 9) amenées à la position de fermeture sont arrêtées dans leur position de verrouillage par alimentation en agent de pression de plusieurs vérins (18, 19, 20, 21) adjoints à un élément de verrouillage (15); c) après pulvérisation d'agent de séparation sur la gravure (4) et insertion de l'ébauche de refoulement dans la gravure, le processus de forgeage s'effectue, après quoi d) on décharge de la pression de fluide les vérins (18, 19, 20, 21) qui maintiennent l'élément de verrouil- lage (15) dans la position de verrouillage et on déplace verticalement vers le haut, par alimentation en fluide, un éjecteur (25) qui, à son premier degré, fait passer l'élément de verrouillage (15) à la position ouverte, après quoi les parties actives d'outil (8, 9) déverrouil- lées sont amenées à la position ouverte-par alimentation en fluide, en sens opposé, de leurs vérins (11, 12) et ensuite l'éjecteur (29) éjecte la pièce hors de la gravure et la retire, éventuellement par l'intermédiaire d'un manipulateur (1), et ensuite s'effectuent éventuellement l'ébavurage et la perforation.