Brevet FR2640170A1 — publié le 19900615

La présente invention concerne le travail des métaux par déformation et a notamment pour objet un dis- positif utilisé pour la déformation cyclique d'une bande continue. L'invention peut être utilisée pour la production de profilés de grande longueur, aussi bien d'une forme simple que de forme compliquée, à partir d'aciers et d'al- liages difficiles à déformer et à partir d'ébauches cou- lées en continu en métallurgie des métaux ferreux et- non ferreux, pour une utilisation ultérieure dans des construc- tions mécaniques. On connaît un dispositif utilisé pour la défor- mation cyclique d'une bande continue (Demande de brevet URSS N 2914724/28 du 22 Avril 1980), comportant une cage dans laquelle sont disposées des frappes supérieure-et inférieure dont chacune est liée à un mécanisme de dépla- cement. Ces frappes, avec le mécanisme pour leur déplace- ment, sont disposées en opposition par rapport à l'axe géométrique suivant lequel se déplace une bande continue. Chaque mécanisme de déplacement d'une frappe comprend un support, qui est monté directement sur deux arbres à excen- trique. Il faut noter que tous les arbres à excentrique tournent en synchronisme et ont une excentricité identi- que. Une bande continue parvient dans la cage au mo- ment o les frappes supérieure et inférieure se trouvent en position extrême écartée. Ensuite, en se rapprochant, les frappes déforment la bande continue en la faisant avancer en même temps. A la sortie de la cannelure formée par les frappes supérieure et inférieure, la dimension du profil de la bande continue correspond à celle imposée. La nature cyclique de la déformation permet d'obtenir, au moyen de faibles réductions unitaires par cycle, une déformation totale suffisamment importante d'une bande en une passe et dans une seule cage, mais cependant,pour élargir les possibilités technologiques et améliorer la qualité des profilés, il faut assurer une réduction de la bande continue voisine d'une réduction triaxiale qui ne peut être réalisée sur le dispositif connu. On s'est donc proposé de mettre au point un dis- positif pour la déformation cyclique d'une bande continue, dont la conception assurerait une réduction voisine d'une réduction triaxiale. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif pour la déformation cyclique d'une bande con- tinue qui comprend une cage dans laquelle sont disposées des frappes supérieure et inférieure, dont chacune est liée à un mécanisme correspondant effectuant son déplace- ment, chaque mécanisme étant monté en opposition par rap- port à l'axe géométrique de la cage,le long duquel se déplace la bande continue et chacun ayant un support qui est monté directement sur deux arbres à excentrique, tous les arbres à excentrique tournant en synchronisme et ayant une excentricité identique, caractérisé en ce qu'il com- porte des frappes latérales supplémentaires disposées de différents côtés des frappes supérieure et inférieure, formant avec ces dernières une cannelure et dont chacune est liée à un mécanisme correspondant de déplacement de la frappe latérale, chacune ayant un support articulé avec le support correspondant des mécanismes de déplace- ment des frappes supérieure et inférieure à l'aide de deux leviers articulés par paire et formant entre eux un angle déterminé à l'aide de l'expression suivante: 2522 2 4e l T 2 si,= 2 arc sin2 ' 1+ T +1 c C 4e2+e1 4c o: e est l'excentricité des arbres à excen- trique des mécanismes de déplacement des frappes supérieure et inférieure; e est l'amplitude du décalage des frap- pes latérales dans une direction per- pendiculaire à l'axe géométrique de la cage, suivant lequel se déplace la ban- de continue; c est la distance entre les axe de fixa- tion du levier; et en ce que toutes les frappes sont mises en mouvement par paire dans des plans réciproquement perpendiculaires, au moyen d'une com- mande. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un dispositif pour la défor- mation cyclique d'une bande continue, en vue d'ensemble, selon l'invention; - la figure 2 montre le schéma de réduction d'une bande continue par les frappes supérieure et infé- rieure selon l'invention; et - la figure 3 montre le même schéma avec des frappes latérales selon l'invention. Le dispositif pour la déformation cyclique d'une bande continue qui est représenté à la figure 1 comporte une cage 1 dans laquelle sont disposées des frappes supé- rieure et inférieure 2 et 3 dont chacune est liée à un mécanisme de déplacement 4 et respectivement 5, lesquels sont montés dans la cage 1 en opposition par rapport à l'axe géométrique de cette cage, suivant lequel se déplace une bande continue. Les mécanismes de déplacement 4 et 5 des frappes supérieure et inférieure 2 et 3 comportent des supports 6 - et 7 respectivement. Le support 6 est monté directement sur des arbres à excentrique 8 et 9 tandis que le support 7 est monté directement sur deux arbres à excentrique et 11. Les arbres 8, 9, 10 et 11 sont monrtés dans des trous spéciaux de la cage 1, znt une excentricité identi- que et tournent en synchronisme. La rotation en synchro- nisme des arbres 8, 9, 10 et 11 s'effectue i l'aide de toute commande connue 12, qui comprend des roues dentées 13 et 14 qui sont fixées sur les arbres à excentrique 8 et 9 respectivement et des roues dentées 15 et 16 qui sont fixées sur les arbres à excentrique 10 et 11 respec- tivement. Les frappes supérieure et inférieure 2 et 3 sont fixées aux supports 6 et 7 respectivement à l'aide d'un assemblage du type à queue d'arronde et chacune est bloquée par des mécanismes de réglage à coins (non repré- sentés). Des frappes latérales 17 et 18 sont disposées de part et d'autre des frappes supérieure et inférieure 2 et 3, chacune étant liée respectivement a un mécanisme de déplacement 19 ou 20. Les mécanismes 19 et 20 de dépla- cement des frappes latérales 17 et 18 comportent respecti- vement des supports 21 et 22-. Le support 21 du mécanisme de déplacement 19 de la frappe latérale 17 est articulé au support 6 de la frappe supérieure 2 et au support 7 de la frappe inférieure 3 à l'aide de leviers 23 et 24 respectivement. Le support 22 du mécanisme de déplacement de la frappe latérale 18 est articulé au support 6 de la frappe supérieure 2 et au support 7 de la frappe infé- rieure 3 à l'aide de leviers 25 et 26 respectivement. Les leviers 23 et 24 ainsi que 25 et 26 forment entre eux, par paire, un angle qui est déterminé par l'expression suivante: 2 22 2 e e el 4e2+ e = 2 arc siV- - --1, c 2 4e 2 +. e1 c Dans laquelle: e est l'excentricité des arbres à excentri- que des mécanismes de déplacement des frappes supérieure et inférieure 2 et 3; e est l'amplitude du déplacement des frap- pes latérales 17 et 18 dans une direction perpendiculaire à l'axe géométrique de la cage 1 suivant lequel se déplace la bande - continue; c est la distance mesurée entre les axes de fixation d'un levier correspondant 23, 24 et 25, 26. La bande continue à soumettre à une déformation est désignée sur les figures 2 et 3 par le repère 27. Le dispositif pour la déformation cyclique d'une bande continue fonctionne de la manière suivante. Lors de la rotation des arbres à excentrique 8 et 9 du support 6 du mécanisme 4 de déplacement de la frappe supérieure 2 et de la rotation des arbres 10 et 11 de sup- port 7 du mécanisme 5 de déplacement de la frappe infé- rieure 3, les frappes 2 et 3 effectuent un déplacement longitudinal transversal dans un plan YOZ (figure 2). A ce moment, chaque point de la surface de la frappe 2 et 3 entrant en contact effectue un mouvement circulaire d'une amplitude 2e. En même temps, les frappes latérales 17 et 18 sont mises en mouvement longitudinal transversal par paire dans le plan XOZ par les mécanismes 19 et 20 de la figure 3, chaque point de la surface de frappes latérales 17 et 18 venant en contact effectuant alors un mouvement suivant une trajectoire fermée d'une amplitude maximale el. Les paires de frappes 2 et 3 et 17 et 18 de la figure 1 effectuent un déplacement dans des plans récipro- quement perpendiculaires sous l'action d'une commande com- mune 12. Dans ce cas, le déplacement longitudinal trans- versal de chaque frappe latérale 17 ou 18 d'une amplitude el suivant l'axe OX,montrée à la figure 3,correspond au déplacement longitudinal transversal de chaque frappe 2 ou 3 à l'amplitude 2e suivant l'axe OY de la figure 2. la valeur de l'amplitude maximale e1 pour une valeur imposée de l'amplitude 2e et pour une distance c entre les axes de fixation de chaque levier 23, 24, 25 et 26 est déterminée par l'angle, désigné sur la figure 1, à l'aide de l'expression (1y. Ainsi, vu que les mécanis- mes 19 et 20 de déplacement des frappes latérales 17 et 18 sont directement liés aux mécanismes de déplacement 4 et 5 des frappes supérieure et inférieure 2 et 3, les frappes 2, 3, 17 et 18 se déplacent en synchronisme,c'est-à- dire qu'elles atteignent simultanément les points extrêmes des positions rapprochées ou écartées. Cela permet de déformer et de faire avancer simultanément une bande continue 27 (figures 2 et 3) par quatre frappes en réalisant dans le foyer de déformation, un état de contrainte qui est voi- sin de la compression triaxiale. La valeur sommaire de la réduction de la bande continue 27 par les frappes supérieure et inférieure 2 et 3 est déterminée par l'angle d'inclinaison X (montré à la figure 2) du secteur de déformation de la frappe par rapport à l'axe géométrique de la cage 1 de la figure 1, suivant lequel se déplace la bande continue 27 et par sa longueur. La valeur sommaire de la réduction de la bande continue 27 par les frappes latérales 17 et 18 de la figure 3 est déterminée par l'angle d'inclinaison 1 du secteur de déformation de la frappe correspondante par rap- port à l'axe géométrique de la cage 1 de la figure 1,sui- vant lequel se déplace la bande continue 27 et par sa lon- gueur È1. La bande continue avance dans la cannelure formée par une paire de frappes supérieure et inférieure 2 et 3 et une paire de frappes 17 et 18. Il faut noter que la dimension de la cannelure à son entrée, lorsque toutes les frappes se trouvent en position rapprochée, est égale à la dimension de la bande continue 27 et que la dimension mesurées à la sortie est égale à celles imposées du profil souhaité. Au moment du déplacement de toutes les frappes vers l'axe géométrique de la cage 1, suivant lequel se déplace la bande continue 27, celle-ci est soumise simul- tanémentà une réduction par quatre frappes 2, 3, 17 et 18 et a une avance suivant l'axe géométrique de la cage 1. En conséquence, un état de contrainte voisin d'une compres- sion triaxiale est réalisé- dans le foyer de déformation. Ainsi, la réalisation du dispositif pour la défor- mation cyclique d'une bande continue comme on l'a déjà décrit, élargit notablement les possibilités technologiques de ce dispositif en assurant un taux élevé de déformation en une seule passe de bandes en aciers qui sont difficiles à déformer et peu plastiques, cela assurant à son tour une haute qualité de la bande continue à déformer et permettant d'élever la productivité. RE V E N D I C A T I 0 N Dispositif pour la déformation cyclique d'une bande continue,du type comportant une cage dans laquelle sont disposées des frappes supérieure et inférieure, dont chacune est liée à un mécanisme correspondant effectuant son déplacement, dont chacun est monté en opposition par rapport à l'axe géométrique de la cage, suivant lequel se déplace la bande continue et dont chacun a un support qui est monté directement sur deux arbres à excentrique, tous les arbres à excentrique tournant en synchronisme et ayant une excentricité identique, caractérisé en ce qu'il comporte des frappes latérales (17, 18) disposées de côts différents des frappes supérieure et inférieure (2 et 3) et formant avec celles-ci une cannelure, et dont chacune est liée à un mécanisme correspondant (19, 20) pour son dépla- cement, dont chacun comporte un support (21, 22) articulé avec un support correspondant (6, 7) des mécanisme (4, 5) de déplacement des frappes supérieure et inférieure (2, 3), à l'aide de deux leviers articulés par paire (23, 24 et 25, 26) et formant entre eux un angle déterminé par l'expres- sion suivante: e2 e2 4e2 + e2 = 2 arc sin + 2 + 2 24e2 + e1 4c2 o e est l'excentricité des arbres à excen- trique (8, 9 et 10, 11) des mécanismes de déplacement (4 et 5) des frappes su- périeure et inférieure (2 et 3); e1 est l'amplitude du décalage des frappes latérales (17, 18) dans une direction perpendiculaire à l'axe géométrique de la cage 1 suivant lequel se déplace la bande continue (27); c est la distance entre les axes de fixa- tion de leviers (23, 24 et 25, 26); et en ce que toutes les frappes (2, 3, 17, 18) sont mises par paires en mouvement dans des plans réciproquement per- pendiculaires, à l'aide d'une commande unique (12).