Brevet FR3132237A1 — publié le 20230804

SYSTÈME D’EXTRUSION COMPORTANT UNE PRESSE ET UNE FILIÈRE D’EXTRUSION AVEC DEUX DIRECTIONS DE DÉPLACEMENT PERPENDICULAIRES L’invention concerne un système d’extrusion (100) comportant une presse (102) avec un châssis (101), un coulisseau (104) monté mobile verticalement sur le châssis (101) et des moyens d’actionnement (106) du coulisseau (104), un conteneur (152) creux recevant une billette (10) et présentant à une extrémité une filière d’extrusion (154) et à une autre extrémité, un piston (162) mobile en translation horizontalement dans le conteneur (152), et un système de transformation de mouvement (180) arrangé entre le coulisseau (104) et le piston (162) pour transformer la translation verticale du coulisseau (104) en une translation horizontale du piston (162). Avec un tel arrangement, il est possible d’utiliser une presse de plus forte puissance. Fig. 1 SYSTÈME D’EXTRUSION COMPORTANT UNE PRESSE ET UNE FILIÈRE D’EXTRUSION AVEC DEUX DIRECTIONS DE DÉPLACEMENT PERPENDICULAIRES La présente invention se rapporte au domaine général des systèmes d’extrusion, en particulier pour l’extrusion de billettes métalliques par exemple en aluminium. Elle concerne en particulier un système d’extrusion comportant une presse, en particulier de forgeage, et une filière d’extrusion qui présente deux directions de déplacement perpendiculaires. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La montre un système d’extrusion 600 de l’état de la technique. Le système d’extrusion 600 comporte un conteneur 602 qui est creux et permet de recevoir une billette 604, par exemple en aluminium. À l’une des extrémités du conteneur 602, est disposée une filière d’extrusion 606 qui présente un passage 608 à travers lequel passe le profilé extrudé 610. À l’autre extrémité du conteneur 602, un piston 612 est monté mobile en translation dans le conteneur 602. Le piston 612 est déplacé par une presse à déplacement horizontal qui est à l’extérieur du conteneur 602 et qui présente une tige 614 solidaire du piston 612. Le fonctionnement d’un tel système d’extrusion 600 est alors le suivant. Une billette 604 chauffée est introduite dans le conteneur 602 entre le piston 612 et la filière d’extrusion 606. La presse déplace le piston 612 vers la filière d’extrusion 606, ce qui pousse la billette 604 à travers la filière d’extrusion 606 pour former le profilé extrudé 610. Bien qu’un tel arrangement soit performant, les presses mises en œuvre présentent des puissances limitées et il est donc nécessaire de trouver un arrangement qui permette d’obtenir des puissances plus importantes. Un objet de la présente invention est de proposer un système d’extrusion qui présente une puissance de poussée importante, en particulier grâce à l’utilisation d’une presse à axe vertical et d’une filière à axe horizontal. À cet effet, est proposé un système d’extrusion comportant : - une presse avec un châssis, un coulisseau qui est monté mobile verticalement sur le châssis et des moyens d’actionnement qui déplacent le coulisseau alternativement vers le bas et vers le haut, - au moins un conteneur qui est creux pour recevoir une billette et qui présente à l’une de ses extrémités une filière d’extrusion, et à l’autre de ses extrémités, un piston monté mobile en translation horizontalement dans le conteneur, et - pour chaque piston, un système de transformation de mouvement qui est arrangé entre le coulisseau et le piston pour transformer la translation verticale du coulisseau en une translation horizontale du piston. Avec un tel arrangement, il est possible d’utiliser une presse de plus forte puissance. Selon un mode de réalisation particulier, chaque système de transformation de mouvement comporte un pignon dont l’axe de rotation est horizontal et perpendiculaire à la direction de translation du piston, une première crémaillère qui engrène avec le pignon et qui est solidaire du coulisseau, et une deuxième crémaillère qui engrène avec le pignon et qui est solidaire dudit piston. Avantageusement, il y a un seul piston et la deuxième crémaillère engrène avec une partie inférieure du pignon. Avantageusement, il y a deux pistons et chaque deuxième crémaillère engrène avec une partie inférieure du pignon. Avantageusement, il y a deux pistons et l’une des deuxièmes crémaillères engrène avec une partie inférieure du pignon et l’autre des deuxièmes crémaillères engrène avec une partie supérieure du pignon. Selon un mode de réalisation particulier, chaque système de transformation de mouvement comporte un bras qui présente une première extrémité montée articulée sur le coulisseau et une deuxième extrémité montée articulée sur le piston. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : est une représentation schématique d’un système d’extrusion selon un premier mode de réalisation de l’invention, est une vue selon la flèche F de la pour une première variante du premier mode de réalisation de l’invention, est une vue selon la flèche F de la pour une deuxième variante du premier mode de réalisation de l’invention, est une vue selon la flèche F de la pour une troisième variante du premier mode de réalisation de l’invention, est une représentation schématique d’un système d’extrusion selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, et déjà décrite, est une représentation schématique d’un système d’extrusion de l’état de la technique. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION La montre un système d’extrusion 100 selon un premier mode de réalisation de l’invention et la montre un système d’extrusion 500 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Le système d’extrusion 100, 500 comporte une presse 102, 502 avec un châssis 101, 501 et un coulisseau 104, 504 qui est monté mobile verticalement sur le châssis 101, 501. Le guidage en translation du coulisseau 104, 504 sur le châssis 101, 501 est réalisé par tous les moyens de guidage connus de l’homme du métier comme par exemple des rails de guidage. La presse 102, 502 comporte également des moyens d’actionnement 106, 506 qui déplacent le coulisseau 104, 504 verticalement alternativement vers le bas et vers le haut. Les moyens d’actionnement 106, 506 sont par exemple du type mécanique avec un système bielle-manivelle, ou du type hydraulique ou du type à vis. Avantageusement, la presse 102, 502 est une presse de forgeage dont le coulisseau 104, 504 est à déplacement vertical et qui présente une puissance très supérieure aux presses à axe horizontal des systèmes d’extrusion de l’état de la technique. Le système d’extrusion 100, 500 comporte également au moins un conteneur 152, 552a-b qui est creux et permet de recevoir une billette 10, par exemple en aluminium. À l’une des extrémités du conteneur 152, 552a-b, est disposée une filière d’extrusion 154, 554a-b qui présente un passage 156, 556a-b à travers lequel passe le profilé extrudé 160, 560a-b. À l’autre extrémité du conteneur 152, 552a-b, un piston 162, 562a-b est monté mobile en translation dans le conteneur 152, 552a-b. Le piston 162, 562a-b se prolonge à l’extérieur du conteneur 152, 552a-b par une tige 164, 564a-b. L’extrémité où est disposée la filière d’extrusion 154, 554a-b est opposée à l’extrémité où sont disposés le piston 162, 562a-b et la tige 164, 564a-b. Chaque piston 162, 562a-b est mobile horizontalement, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction de déplacement du coulisseau 104, 504. Le système d’extrusion 100, 500 comporte également, pour chaque piston 162, 562a-b, un système de transformation de mouvement 180, 580a-b qui est arrangé entre le coulisseau 104, 504 et le piston 162, 562a-b, et plus particulièrement la tige 164, 564a-b solidaire du piston 162, 562a-b pour transformer la translation du coulisseau 104, 504 selon la direction verticale en une translation du piston 162, 562a-b selon la direction horizontale. Le fonctionnement d’un tel système d’extrusion 100, 500 est alors le suivant. Une billette 10 chauffée est introduite dans le conteneur 152, 552a-b entre le piston 162, 562a-b et la filière d’extrusion 154, 554a-b. Par l’intermédiaire des moyens d’actionnement 106, 506, la presse 102, 502 déplace le coulisseau 104, 504 verticalement, ici vers le bas, et le système de transformation de mouvement 180, 580a-b transforme le déplacement du coulisseau 104, 504 en un déplacement du piston 162, 562a-b vers la filière d’extrusion 154, 554a-b, ce qui pousse la billette 10 à travers le passage 156, 556a-b de la filière d’extrusion 154, 554a-b pour former le profilé extrudé 160, 560a-b. Un tel arrangement permet d’utiliser une presse à déplacement vertical qui présente une puissance importante. Le coulisseau 104, 504 est ainsi mobile entre une première position correspondant à une position éloignée du piston 162, 562a-b par rapport à la filière d’extrusion 154, 554a-b et une deuxième position correspondant à une position rapprochée du piston 162, 562a-b par rapport à la filière d’extrusion 154, 554a-b. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté sur les Figs. 1 et 5, le déplacement vertical du haut vers le bas du coulisseau 104, 504 entraîne le déplacement du piston 162, 562a-b vers la filière d’extrusion 154, 554a-b, mais si la presse 102, 502 est disposée plus bas que le conteneur 152, 552a-b, c’est un déplacement vertical du bas vers le haut du coulisseau 104, 504 qui entraîne le déplacement du piston 162, 562a-b vers la filière d’extrusion 154, 554a-b. Les Figs. 2, 3 et 4 montrent différentes variantes du système de transformation de mouvement 280, 380, 480 selon le premier mode de réalisation de l’invention. Chaque système de transformation de mouvement 280, 380, 480 comporte un pignon 282, 382, 482 dont l’axe de rotation est horizontal et perpendiculaire à la direction de translation du piston 162. Le pignon 282, 382, 482 est monté mobile en rotation sur le châssis 101. Chaque système de transformation de mouvement 280, 380, 480 comporte également une première crémaillère 284, 384, 484 et une deuxième crémaillère 286, 386a-b, 486a-b. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, le pignon 282, 382, 482 et la première crémaillère 284, 384, 484 sont communs à tous les systèmes de transformation de mouvement 280, 380, 480 mis en œuvre dans un mode de réalisation particulier. Le coulisseau 106 porte la première crémaillère 284, 384, 484 qui engrène avec le pignon 282, 382, 482. La première crémaillère 284, 384, 484 est solidaire du coulisseau 106. Chaque piston 162, et plus particulièrement la tige 164 associée, porte la deuxième crémaillère 286, 386a-b, 486a-b qui engrène avec le pignon 282, 382, 482. Chaque deuxième crémaillère 286, 386a-b, 486a-b est solidaire du piston 162 correspondant. Ainsi, un déplacement vertical du coulisseau 106 entraîne le déplacement de la première crémaillère 284, 384, 484, qui entraîne à la suite la rotation du pignon 282, 382, 482, qui entraîne à la suite le déplacement de la deuxième crémaillère 286, 386a-b, 486a-b et donc du piston 162. Du fait du déplacement simultané du coulisseau 106, du piston 162 et de la tige 164, et pour éviter que ces éléments ne se télescopent lors des déplacements, ils sont décalés les uns par rapport aux autres le long de l’axe de rotation du pignon 282, 382, 482. Dans chacun des modes de réalisation présentés aux Figs. 2 à 4, la première crémaillère 284, 384, 484 engrène avec une partie latérale du pignon 162, et plus particulièrement la partie latérale qui fait face à la presse 102. Dans le mode de réalisation de la , il y a un seul piston 162 et donc une seule tige 164, et la deuxième crémaillère 286 engrène avec une partie inférieure du pignon 162, ce qui permet de placer le conteneur 152 à l’opposé de la presse 102 par rapport au pignon 162. Dans le mode de réalisation de la , il y a deux pistons 162 et donc deux tiges 164a-b, et chaque deuxième crémaillère 386a-b engrène avec une partie inférieure du pignon 162, ce qui permet de placer les conteneurs 152 à l’opposé de la presse 102 par rapport au pignon 162. Le déplacement de la première crémaillère 384 entraîne le déplacement des deux deuxièmes crémaillères 386a-b dans le même sens. Dans le mode de réalisation de la , il y a deux pistons 162 et donc deux tiges 164a-b, et l’une des deuxièmes crémaillères 486a engrène avec une partie inférieure du pignon 162 et l’autre des deuxièmes crémaillères 486b engrène avec une partie supérieure du pignon 162, ce qui permet de placer un conteneur 152 de chaque côté par rapport au pignon 162. Le déplacement de la première crémaillère 384 entraîne le déplacement des deux deuxièmes crémaillères 486a-b dans des sens opposés. Pour des raisons d’équilibrage, lorsqu’il y a deux pistons 162, les deux deuxièmes crémaillères 386a-b, 486a-b sont disposées de part et d’autre de la première crémaillère 384, 484. En outre, l’utilisation d’un système pignon-crémaillère permet une réduction des pertes par frottement. Dans le deuxième mode de réalisation de l’invention ( ), il y a deux conteneurs 552a-b et un système de transformation de mouvement 580a-b par conteneur 552a-b, mais il pourrait y avoir un seul conteneur et donc un seul système de transformation de mouvement. Le système de transformation de mouvement 580a-b comporte un bras 582a-b qui présente une première extrémité qui est montée articulée sur le coulisseau 504 et une deuxième extrémité qui est montée articulée sur le piston 562a-b et plus particulièrement sur la tige 564a-b. Préférentiellement, la longueur du bras 582a-b est déterminée pour que, lorsque le coulisseau 504 est dans sa première position et le piston 562a-b dans la position éloignée, le bras 582a-b présente avec la direction de déplacement du piston 562a-b, un angle non plat et pour que, lorsque le coulisseau 504 est dans sa deuxième position et le piston 562a-b dans la position rapprochée, le bras 582a-b présente avec la direction de déplacement du piston 562a-b un angle plat, c'est-à-dire que le bras 582a-b et la direction de déplacement du piston 562a-b sont alignés. Système d’extrusion (100, 500) comportant : - une presse (102, 502) avec un châssis (101, 501), un coulisseau (104, 504) qui est monté mobile verticalement sur le châssis (101, 501) et des moyens d’actionnement (106, 506) qui déplacent le coulisseau (104, 504) alternativement vers le bas et vers le haut, - au moins un conteneur (152, 552a-b) qui est creux pour recevoir une billette (10) et qui présente à l’une de ses extrémités une filière d’extrusion (154, 554a-b), et à l’autre de ses extrémités, un piston (162, 562a-b) monté mobile en translation horizontalement dans le conteneur (152, 552a-b), et - pour chaque piston (162, 562a-b), un système de transformation de mouvement (180, 580a-b) qui est arrangé entre le coulisseau (104, 504) et le piston (162, 562a-b) pour transformer la translation verticale du coulisseau (104, 504) en une translation horizontale du piston (162, 562a-b). Système d’extrusion (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système de transformation de mouvement (280, 380, 480) comporte un pignon (282, 382, 482) dont l’axe de rotation est horizontal et perpendiculaire à la direction de translation du piston (162), une première crémaillère (284, 384, 484) qui engrène avec le pignon (282, 382, 482) et qui est solidaire du coulisseau (106), et une deuxième crémaillère (286, 386a-b, 486a-b) qui engrène avec le pignon (282, 382, 482) et qui est solidaire dudit piston (162). Système d’extrusion (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il y a un seul piston (162) et en ce que la deuxième crémaillère (286) engrène avec une partie inférieure du pignon (162). Système d’extrusion (100) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu’il y a deux pistons (162) et en ce que chaque deuxième crémaillère (386a-b) engrène avec une partie inférieure du pignon (162). Système d’extrusion (100) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu’il y a deux pistons (162) et en ce que l’une des deuxièmes crémaillères (486a) engrène avec une partie inférieure du pignon (162) et l’autre des deuxièmes crémaillères (486b) engrène avec une partie supérieure du pignon (162). Système d’extrusion (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système de transformation de mouvement (580a-b) comporte un bras (582a-b) qui présente une première extrémité montée articulée sur le coulisseau (504) et une deuxième extrémité montée articulée sur le piston (562a-b).