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Perfectionnements relatifs au travail de matières à froid.
Cette invention est relative au travail de matières à froid et elle concerne plus particulièrement un procédé de fluage à froid" tel que celui décrit ci-aprèset une machi- ne pour exécuter le "fluage à froid't., bien que l'emploi de la machine ne soit pas limité à ce procédé.
Le principal but de l'invention est de procurer des moyens appropriés pour exécuter le procédé précité. D'autres buts connexes apparaîtront au cours de la description suivante avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Figs. 1 et 2 sont des coupes schématiques illustrant le procédé pour produire un fluage à froid.
Fig. 3 est une vue du flan achevé et de la matière restante.
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Fig. 4 est une vue générale d'une machine dit "à levier de traction", conforme à l'invention.
Fig. 5 est une coupe du plateau porte-pièce et des mécanismes connexes.
Fig. 6 représente le mécanisme servant à imprimer des pulsations au plateau.
Fig. 7 est une coupe d'un détail du dispositif de réglage du moteur à ressorts.
Fig. 8 est une coupe du dash-pot.
Fig. 9 est une coupe transversale montrant le vo- lant, l'engrenage et l'arbre d'entraînement principal.
Fig. 10 est une coupe de l'ensemble de la Fig. 9, faite suivant la ligne 10-10 de la Fig. 9.
Fig. 11 est une vue détaillée du mécanisme de ren- voi micrométrique à manivelle.
Fig. 12 représente le système articulé à haute pres- sion au commencement de la course active du bélier.
Fig. 13 représente ce système à la fin de la course active.
Fig. 14 est une vue à plus grande échelle de la tê- te de la machine et du protecteur.
Fig. 15 est une coupe transversale suivant la ligne 15-15 de la Fig. 12.
Fig. 16 est une coupe transversale suivant la ligne 16-16 de la Fig. 12.
Fig. 17 est une coupe de l'embrayage.
Fig. 18 est une coupe analogue du mécanisme d'en- traînement réducteur flexible.
Fig. 19 est un diagramme représentant la relation entre la vitesse, la pression et le déplacement au cours du fluage à froid produit suivant la présente invention.
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Afin d'expliquer clairement la présente invention, on décrira d'abord ci-après un exemple typique d'un fluage à froid" en se référant aux schémas des Figs. 1, 2 et 3.
On dispose une pièce à travailler 20, qu'on suppose être une plaque d'acier d'où on veut détacher par fluage un flan cylindrique, sur un plateau d'appui 21 sous un outil cylindrique 22 dont le diamètre est égal à celui du flan à produire. Le plateau d'appui 21 est percé d'un trou 23 qui est disposé axialement en ligne avec l'outil 22 et qui a un diamètre dépassant celui de l'outil d'un léger écart de l'ordre de 0,005 mm. L'outil 22 est entouré par un organe de serrage ou protecteur 24 où il peut coulisser.
On applique d'abord à la pièce à travailler 20 par l'entremise du plateau d'appui 21 une pression initiale de bas en haut. Cette pression se transmet par la pièce à tra- vailler 20 au protecteur 24 et à l'outil 2, qui résistent à la pression. La partie de la pièce à travailler comprise entre le plateau d'appui 21 et le protecteur 24 est mainte- nue rigidement sous pression pendant que la partie 25 si- tuée sous l'outil exerce sur celui-ci une pression de bas en haut.
On applique alors au moyen de l'outil une pression relativement forte dirigée de haut en bas en partant du re- pos à une vitesse initiale très réduite. Il a été reconnu que la structure typique de l'acier est un agrégat de parti- cules cristallines, indiquées par le chiffre de référence 26 sur les Figs. 1-et 2, qui sont suspendues dans une matière amorphe ou flux 27 les cimentant entre elles. En outre il a été reconnu que lorsque l'acier subit une tension dépas- sant sa limite d'élasticité, le passage de l'état élastique à un état plastique ou déformé se produit brusquement en
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marquant un point de rebroussement net ou instantané dans la variation de pression.
Quand on applique au moyen de l'outil 22 la pression dirigée de haut en bas ou pression de travail sur la partie 25 qui n'est pas directement supportée par le plateau d'appui 21 et le protecteur 24, la totalité de la pression de travail est absorbée par une zone cylindrique 28 d'épaisseur microscopique constituant la limite de la partie 25. Si la pression de travail croît rapidement mais sans un mouvement de l'outil suffisamment rapide pour provo- quer une rupture ordinaire., la matière dans toute la zone 28 passe brusquement de l'état élastique à l'état plastique.
Les cristaux 26 fluent à travers la matière amorphe 27 qui fait office de flux, et en raison de la vitesse croissante et du déplacement de l'outil la partie 25 est expulsée par le trou 23. Pendant le fluage les cristaux qui primitivement faisaient partie de la zone ou surface de glissement 28 sont refoulés ou tassés dans les surfaces du flan et du trou et la matière amorphe est traînée suivant la surface cylindri- que et apparaît dans le trou achevé et dans le flan achevé sous l'aspect de stries minuscules parallèles au sens d'ap- plication de l'effort.
Il a été reconnu en outre que la résistance à la pression en fonction de la déformation d'un acier soumis à une tension dépassant la limite d'élasticité diminue suivant une allure parabolique avec l'accroissement de la déformation.
Etant donné que la pression appliquée et la pression résis- tante sont toujours égales entre elles, et que les vitesses et les pressions sont inversement proportionnelles dans un système mécanique de bielles et de leviers, il est évident qu'il faut que l'outil 22 applique sa pression sur la partie 25 de la pièce à une vitesse augmentant suivant une allure
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parabolique au fur et à mesure que sa course s'allonge, pour suivre fidèlement la déformation naturelle de la matière et produire un fluage à froid. En d'autres termes, une vitesse exagérée produirait une cassure plutôt qu'un fluage, tandis qu'un déplacement trop lent de l'outil produirait du jeu et des secousses en provoquant ainsi une séparation grossiè- re et incorrecte.
Suivant la présente invention, on déplace l'outil 22, au moyen des dispositifs décrits ci-après, en conformité avec la déformation naturelle de la matière, de manière à produire des flans et des trous à surfaces polies caractérisées par les stries microscopiques précitées, qui correspondent exactement à la grandeur et au contour de l'outil. Grâce au tassement des cristaux suivant les surfa- ces, celles-ci ont une dureté notablement supérieure à celle de la matière initiale.
Il est à noter que dans le procédé décrit l'outil ne coupe pas la matière, sa fonction consistant à couvrir la surface sur laquelle on applique la pression de travail et à appliquer sur elle la pression de travail qui provoque le phénomène de fluage à froid.
Fig. 4 est une vue générale de la machine servant à exécuter le procédé décrit ci-dessus. Pour exposer claire- ment la manière dont elle accomplit ses fonctions, on exami- nera d'abord séparément les fonctions principales en décri- vant les mécanismes principaux servant à les exécuter.
Les fonctions principales requises pour le procé- dé spécifié sont les suivantes :
1.- Application de la pression préliminaire de bas en haut.
2.- Application de la pression de travail de haut en bas.
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3.- Protection contre les ruptures.
La protection contre les ruptures doit être assurée pendant toute la durée d'application de la pression de tra- vail et elle est fournie par la pression préliminée dirigée de bas en haut qui agit en outre sur l'outil et qui de ce fait est essentielle pour le procédé. Cette pression préli- minaire est produite par un mécanisme de va-et-vient de la table dont une forme d'exécution est décrite ci-après.
Mécanisme de va-et-vient de la table
Les Figs. 5 et 6 montrent la construction de ce méca- nisme. Sur la Fig. 5 le plateau d'appui 21 est représenté sup- porté dans un coussinet 29. Dans cette forme d'exécution le plateau 21 est garni d'une plaque interchangeable 30 per- cée du trou 23. Le coussinet 29 est fixé sur une table 31 dont la face inférieure inclinée 32 repose sur un coin cou- lissant creux 33 qui à son tour est supporté sur le socle 34 de la machine. La table 31 est guidée verticalement par des colonnes fixes 35 attachées au socle 34. Il est prévu en outre une tige d'expulsion 330 qu'on fait coulisser à la main pour faciliter l'enlèvement du plateau d'appui 21 du coussinet 29.
Au coin 33 est attachée une grosse tige 36 compor- tant un long filet de vis 37 sur lequel est vissé un manchon 38 monté à rotation et coulissement dans un guide 39 qui est attaché à des plaques de soutien latérales 40 et 40a fixées au socle 34. Un sabot 41 est retenu sur l'extrémité droite du manchon 38 par un collier vissé 48 de manière que le manchon 38 et le collier 48 puissent tourner dans le sabot 41.
Un deuxième coin 43 coulisse à queue d'aronde par rapport au sabot 41 et, également à queue d'aronde, par rap-
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port à une contre-butée inclinée fixe 44. L'extrémité infé- rieure du coin 43 est articulée au moyen d'un pivot 45 à une genouillère 46 comportant un bras supérieur 47 et un bras inférieur 48 reliés entre eux par un pivot 49. Le bras inférieur 48 est fixé à un pivot 50 ancré dans le socle 34 de manière à pouvoir y tourner. Une bielle 51 et un pivot 51a relient le pivot médian 49 de la genouillère à un le- vier coudé 52 articulé sur un pivot fixe 53 et comportant un bras sensiblement horizontal 54 orienté vers l'arrière de la machine.
On voit qu'une oscillation du levier coudé 52 en sens inverse des aiguilles d'une montre actionne la genouil- lère 46 de manière à soulever le coin 43, à pousser vers la gauche le sabot 41, le manchon 38 et le coin 33 et à sou- lever ainsi la table 31. De même, un mouvement du levier coudé 52 dans le sens des aiguilles d'une montre retire vers le haut le coin 43 et, étant donné que le coin 43 est re- lié à queues d'aronde tant à la contre-butée 44 qu'au sabot 41, le coin 33 est retiré positivement et permet ainsi à la table 31 de descendre par gravité à sa position inférieu- re représentée.
Le manchon 38 porte un pignon conique 55 pouvant tourner sous l'action d'un pignon conique 320 (Fig. 5) qu'on peut actionner au moyen d'un volant à main extérieur 321 (Fig. 4) de manière à visser la tige 36 vers la droite ou vers la gauche et à opérer ainsi un réglage vertical ini- . tial de la table 31.
Comme le montre la Fig. 6, le bras 54 du levier coudé 52 est relié par une jumelle oscillante 56 à un plon- geur 57 qui coulisse verticalement dans un cylindre fixe 58 faisant corps avec le socle 34 ou fixé à celui-ci. Une tige
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verticale 59 fixée au plongeur 57 est disposée centralement dans le cylindre 58 et est reliée par une jumelle oscillan- te 60 à un balancier 61 articulé sur un pivot ou arbre trans- versal 62. Un manchon à collet 63 auquel est fixé un pignon conique 64 engrenant avec un'pignon conique 322 qu'on peut actionner de l'extérieur au moyen d'un volant à main 323 (Fig. 4) est monté à rotation dans un coussinet à épaule- ment 65 vissé dans l'extrémité inférieure du cylindre 58, et entoure la tige 59.
Le manchon 63 a un contour extérieur hexagonal 66 (Fig. 7) engagé à coulissement dans une ouver- ture hexagonale 67 d'un bouchon fileté 68 vissé dans le cylindre 58. En faisant tourner le pignon 64 et avec lui le manchon 63 on peut visser le bouchon fileté 68 de manière à le soulever ou à l'abaisser dans le cylindre 58.
Le bouchon fileté 68 supporte un roulement de butée à rouleaux 69 qui à son tour supporte une plaque 70. Des ressorts de compression concentriques 71 et 72 sont disposés entre la plaque 70 et le plongeur 57. Un troisième ressort 75 est disposé entre une bague de butée 74, placée sur le manchon 63, et le plongeur 57. Les trois ressorts sollici- tent ainsi le plongeur 57 de bas en haut et on peut faire varier la pression effective des deux ressorts extérieurs 71 et 72 en réglant la position verticale du bouchon fileté 68 dans le cylindre 58 de la manière décrite plus haut, le rou- lement 69 empêchant une torsion des ressorts pendant le ré- glage.
La plaque 70 comporte un doigt indicateur 75 faisant saillie par une fente 76 (Fig. 6) de manière à coïncider avec une échelle 77, visible de l'extérieur, qui est graduée de manière à correspondre aux tensions étalonnées des ressorts 71, 72 et 73.
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Le bras extérieur 78, orienté vers l'arrière, du balancier 61 est articulé sur un pivot 79 fixé à une fourche 80 qui entoure un balancier 81 appelé ci-après balancier mi- crométrique. Des fentes arquées 82 du balancier 81 contien- nent des segments coulissants 83 qui sont articulés sur des pivots 84 fixés dans un écrou 85. Les pivots 84 sont aussi articulés dans la fourche 80. L'écrou 85 est disposé sur une vis micrométrique 86 montée à rotation dans un manchon 87 tourillonné dans l'extrémité arrière 88 du balancier 81. Un volant à main extérieur 89 (Fig. 4) est calé sur la vis 86.
Le balancier micrométrique 81 oscille sur un pivot transversal fixe 90 et il est relié en son milieu par une jumelle oscillante 91 à un plongeur de détente 92 coulissant verticalement dans un guide fixe 93. Un plongeur de levage 94 peut coulisser verticalement dans le plongeur de détente et est raccordé par une tige 95 et un pivot 96 à un collier d'excentrique 97. Le collier 97 entoure un excentrique 98 fixé à l'organe entraîné 99 d'un embrayage disposé sur l'ar- bre d'entraînement principal 100 de la machine, comme on le décrira ci-après.
Le plongeur de levage 94 comporte une encoche la- térale 101 destinée à recevoir un loquet 102, chargé par un ressort, qui peut se déplacer sur des galets 103 dans le plon- geur de détente 92. Une tige 104 fixée au loquet 102 porte un pivot transversal 105 engagé dans une boutonnière 106 d'un levier de détente 107 monté oscillant sur un arbre transver sal 108. Le levier de détente 107 porte un bloc 109 destiné à entrer en contact avec un bloc de déclenchement 110 qui peut coulisser horizontalement dans un prolongement 111 du levier 107 et qui est relié par une biellette 112 à un pro- longement supérieur 113 du balancier micrométrique 81.
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L'excentrique 98 tourne depuis la position repré- sentée sur la Fig. 6 sous Inaction de l'organe entraîné 99.
Le plongeur de levage 94 est tiré de bas en haut. Vu que le loquet 102 est engagé dans l'encoche 101, le plongeur de levage entraine avec lui, en montant, le plongeur de détente 92, fait osciller le balancier micrométrique 81 en sens in- verse des aiguilles d'une montre, soulève la fourche 80 et, en agissant par l'entremise du balancier 61 et de la tige 59, tire le plongeur 57 de haut en bas en comprimant ainsi les ressorts 71, 72 et 73. En même temps le levier coudé 52 oscille dans le sens des aiguilles d'une montre en pliant la genouillère 46 et en retirant le coin 33 de manière à abaisser la table 31, comme le montre la Fig. 5.
Quand le plongeur de levage 94 approche de sa posi- tion supérieure, l'oscillation du balancier micrométrique 81 en sens inverse des aiguilles d'une montre fait entrer en prise avec le bloc 109 le bloc de déclenchement 110 en faisant osciller vers la gauche le levier 107. Le loquet 102 se retire de ce fait de l'encoche 101 en libérant le plongeur 92 et le système articulé y attaché. Les ressorts 71, 72 et 73 se détendent en repoussant vers le haut le plongeur 57, en faisant tourner en sens inverse des aiguilles d'une montre le levier coudé 52, en redressant la genouillère 46 et en sou- levant la table 31 sous une pression déterminée par la force réglée des ressorts multipliée par les rapports de multipli- cation mécanique de la genouillère et des deux coins..
Etant donné que ces rapports de multiplication sont invariables, il est évident que la pression de bas en haut sur la table est déterminée directement par le réglage de la compression des ressorts 71, 72 et 73. Aussi peut-on graduer l'échelle 77 directement en unités de pression sur la table.
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En déplaçant les segments 83 dans les fentes 82 de manière à les approcher ou les écarter du point de pivote- ment 90 du balancier micrométrique 81 au moyen de la vis micrométrique 86, on peut faire varier l'amplitude du mou- vement transmis au balancier 61 et, partant, l'amplitude de pulsation de la table. Les fentes 82 sont taillées suivant un rayon partant du centre du pivot 79 quand les éléments sont dans la position représentée sur la Fig. 6 ; parsuite, il ne se produit aucun changement de la position initiale ou inférieure du balancier 61 et, par conséquent, de la ta- ble 31 quand les segments se déplacent. Le pivot 79 fait saillie à l'extérieur par une boutonnière 114 du socle 34, comme le montre la Fig. 4, et porte un cadran 115 coopérant avec un index fixe 116.
La position des segments 83 étant une mesure directe de la course de la table, le cadran 115 est gradué directement en unités d'amplitude de pulsation de la table.
Pendant l'opération décrite le loquet 102 a été reti- ré pour déclencher le mécanisme automatiquement à la suite du contact du bloc de déclenchement 110 et du bloc 109. Pour le cas où l'on voudrait provoquer le déclenchement à la main, il est prévu le dispositif suivant :
Le bloc 109 peut coulisser verticalement dans le levier 107. Une bielle 117 relie le bloc 109 à un court le- vier 118 fixé sur l'arbre transversal 108. Un deuxième levier court 119 de l'arbre 108 porte un bouton 120 engagé dans une boutonnière 121 d'un levier double 122 qui est relié par une bielle 123 à un levier oscillant 124, comme le montre plus clairement la Fig. 12. Une tige de commande 125 est articu- lée au levier 124.
Quand on fait osciller le levier 124 en sens inverse des aiguilles d'une montre au moyen de la tige 125, l'arbre 108 tourne aussi en sens inverse des aiguilles
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d'une montre, et le levier 118 et la bielle 117 déplacent le bloc 109 de bas en haut jusqu'à ce qu'une encoche 126 y creusée vienne.en. regard du bloc de déclenchement 110. Quand le bloc de déclenchement se déplace alors vers la gauche, il entre dans l'encoche 12C au lieu de rencontrer le bloc 109.
Il s'ensuit que le levier 107 n'est pas actionné en vue de retirer le loquet 102, qui reste ainsi engagé.
Sur le dessus du guide fixe 93 coulisse à queue d'aronde un bloc de déclenchement à main 127 qu'on peut ac- tionner au moyen d'un levier échancré 128 fixé à un arbre oscillant 129. Lë bloc 127 contient un plongeur 130, sollici- té de haut en bas par un ressort, qui est destiné à entrer dans une encoche 131 creusée dans le dessus du loquet 102.
Par suite, quand le plongeur de détente 92 approche du point supérieur de sa course, le plongeur 130 entre en prise avec l'encoche 131. Lorsqu'on fait alors tourner l'arbre 121 au moyen du dispositif à main décrit ci-dessus, le levier 128 déplace vers la gauche le bloc 127 et le loquet 102 de ma- nière à retirer celui-ci de l'encoche 101. Le mécanisme est ainsi déclenché et la table reçoit sa pulsation de bas en haut comme on l'a décrit ci-dessus.
Le plongeur de détente 92 est pourvu d'un tampon d'ar rét 132 en cuir brut ou autre matière appropriée, fixé au socle 34. Le mouvement des éléments après déclenchement peut aussi être amorti au moyen d'un dash-pot réglable 133 (Fig.8) actionné par l'intermédiaire d'un balancier 134 et d'une biellette 135 par le balancier micrométrique 81.
La pression de haut en bas ou pression de travail est fournie par l'énergie dérivée de l'arbre d'entraînement principal 100 par l'intermédiaire d'un embrayage 136 (Fig. 9), dont une forme d'exécution préférée est décrite ci-après, et
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par l'intermédiaire d'un mécanisme micrométrique à manivelle 136a et d'une combinaison d'éléments décrite ci-après et appelée système articulé à haute pression.
Mécanisme micrométrique à manivelle
A l'extrémité extérieure ou extrémité à moyeu de l'organe entraîné 99 de l'embrayage 136 est fixé au moyen de clavettes transversales 137 et de boulons 138 un corps de manivelle 139. Un bloc 140 portant un bouton de manivelle 141 est monté à coulissement dans des glissières en tête de mar- teau 142 du corps de manivelle 139 et on peut le déplacer au moyen d'une vis micrométrique 143 (Figs. 4 et 9). L'extrémité droite de la vis 143 porte un pignon droit 144 engrenant avec un pignon 145 d'un bout d'arbre 146 monté à rotation dans l'extrémité du corps de manivelle 139 et portant un volant de réglage à main 147.
Fn tournant le volant à main 147 on peut approcher ou écarter le bloc 140 et 'le bouton de mani- velle 141 de l'axe de l'arbre 100 en faisant ainsi varier la course de la manivelle, représentée par l'écartement entre l'axe de l'arbre 100 et le centre du bouton de manivelle 141.
Un index 148 du bloc 140 coopère avec une échelle 149 du corps de manivelle 139. Etant donné que la course de l'outil 22 est fonction de la longueur de course de la manivelle, l'échelle 149 est graduée directement en unités de course de l'outil.
Sur le bouton de manivelle 141 est articulée une bielle 150 comportant une coulisse 151 à glissières inté- rieures longitudinales 152 dans lesquelles peut se déplacer un bloc 153 sous l'action d'une deuxième vis 154 montée à rotation dans la coulisse 151 et ayant un avancement iden- tique à celui de la vis micrométrique 143, mais de pas inver- se. Un large pignon droit 155 est fixé à la vis 154 dans une
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position telle que lorsque la manivelle et la bielle sont au point mort droit, comme l'indique la Fig. 4, le pignon 155 soit situé en ligne avec un pignon analogue 156 de la vis micrométrique 143. Un pignon 157, fou sur un bras 158, oscillant autour de la vis micrométrique 143 et engrenant avec le pignon 156, peut être amené par pivotement en prise avec le pignon 155, comme indique sur la Fig.
Il, quand les pignons sont en ligne comme c'est mentionné ci-dessus. Un goujon ou bouton d'attache 159 du bras 158 est agencé pour être engagé dans des trous 160 et 161 en vue de retenir le pignon fou 157 respectivement en position d'engrènement et en position libre.
Le bloc 153 porte un pivot d'articulation 162 qui est engagé dans un levier 163 fixé à 1-laide d'une grosse goupille 163a à un arbre transversal 164 qui est tourillonné dans les plaques latérales 40 et 40a. Les éléments étant dans la position médiane au point mort gauche et le pignon fou ou de transmission 157 étant en prise, la vis 143 produit une rotation analogue de la vis 154. Vu que les vis ont des pas inverses et le même avancement, lorsque le bouton de mani- velle 141 se déplace par rapport au centre de l'arbre en en- traînant avec lui la bielle 150, le bloc 153 et le pivot d'articulation 162 se déplacent de la même quantité en sens inverse par rapport à la coulisse 151 de la bielle.
De cette façon on change la longueur effective de la bielle de manière à compenser le changement de la course de la manivelle, le pivot d'articulation 162 et le levier 163 conservant leurs positions initiales sans changement.
Lorsque la course de la manivelle est réglée, on met hors de prise le pignon de transmission.
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Système articulé à haute pression.
Comme le montrent les Figs. 12 et 15, l'arbre trans- versal 164 porte une paire de secteurs dentés 165 engrenant avec des secteurs dentés correspondants 166 d'un bras 167 attaché par un pivot 168 aux plaques latérales 40 et 40a.
Un deuxième bras 169 de la même longueur que le bras 167 est articulé à celui-ci par un pivot 170. L'extrémité gauche du bras 169 est reliée par un pivot 171 au milieu d'un levier sensiblement vertical 172 qui oscille sur un pivot transver- sal 173 fixé aux plaques latérales 40 et 40a. Quand le dis- positif est dans la position normale représentée sur la Fig. 12, les pivots 168, 170 et 171 sont sur une ligne droite.
Cette combinaison de pivots et de bras constitue un "levier de traction" 169a appelé ci-après levier de traction secon- daire.
Le terme levier de traction est employé pour désigner un système articulé à deux éléments qui au départ est placé dans une position en ligne droite ou position de "plan infini" et qui fonctionne quand on le déplace de cette position, les éléments articulés ou bielles étant sous tension et non pas sous compression.
Un balancier 174, tourillonné au socle 34 et relié au pivot 170 par une bielle 175, porte un contrepoids 176 qui compense le poids des bras 167 et 169 en soustrayant les dents des secteurs 165 et 166 à toute fatigue excepté celle qui leur est imposée par l'effort de travail transmis par elles.
L'extrémité inférieure du levier 172 porte un pivot 177 qui est relié par une bielle 178 au pivot médian 179 d'un "levier de tractiontt primaire 180 comportant des bras supé- rieur et inférieur 181 et 182. Le bras inférieur 182 est ancré
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à un pivot 183 fixé dans les plaques latérales 40 et 40a. Le bras supérieur 181 est fixé à un pivot 184 tourillonné dans un balancier porte-outil massif 185, les pivots 179, 183 et 184 étant normalement en ligne. A l'extrémité droite ou extré- mité arrière du balancier 185 est retenu à rotation un cous- sinet excentrique 186 qui est monté à rotation sur un pivot d'ancrage fixe 187.
Un bélier 188, coulissant verticalement dans un guide 189 fixé aux plaques latérales 40 et 40a, est fixé à un gros pivot 190 tourillonné dans l'extrémité gauche ou extrémité avant du balancier 185. Une pièce cylindrique à collier 191 constituant la partie inférieure du bélier 188 est muni d'un porte-outil 192 inséré dans cette pièce et fixé au moyen d'une.clavette transversale 193, comme le mon- tre en coupe à plus grande échelle la Fig. 14. Le porte-outil 192 peut être agencé pour porter plusieurs outils de toute forme voulue, mais dans le présent exemple il porte un simple outil cylindrique 194 maintenu en place par un pas de vis 195.
L'énergie dérivée de l'arbre 100 est transmise par le système articulé à haute pression à l'outil 194 et à la pièce à travailler de la manière suivante:
Quand le bouton de manivelle 144 est au point mort droit, les leviers de traction primaire et secondaire sont dans leurs positions rectilignes ou de "plan infini" et l'ou- til 194 est à sa fin de course supérieure, comme le montre la Fig. 12. La disposition redressée des leviers de traction est assurée par l'application d'une pression préliminaire de bas en haut à l'outil 194 par l'entremise de la pièce à travail- ler à la suite d'un mouvement ascendant de la ,table 31, comme on l'a décrit ci-dessus.
Cette pression de bas en haut tend à soulever le balancier 185 en soumettant les deux leviers de
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traction à une tension initiale qui amène leurs pivots d'extrémités et médians respectifs dans l'alignement correct, comme on l'a spécifié ci-dessus. En même temps le jeu qui a pu se produire dans le système articulé par suite de l'usure se trouve absorbé.
Dans la vue de la Fig. 12, le bouton de manivelle
141 tourne alors en sens inverse des aiguilles d'une montre depuis le point mort droit. Le bras 163 et l'arbre transver- sal 164 oscillent ainsi dans le sens des aiguilles d'une montre. Le secteur 165 abaisse le secteur 166 avec lequel il engrène et fait pivoter le levier 167 sur le pivot d'an- crage 168. Le levier de traction secondaire 169a est ainsi repoussé de sa position redressée ou de "plan infini" en tirant vers la, droite le pivot 171 et le levier vertical 172 et en obligeant la bielle 178 à pousser vers la droite le pivot médian 179 du levier de traction primaire 180. Etant donné que le bras inférieur 182 est attaché à pivot au socle 34, la traction du levier de traction primaire abaisse le pivot 184 de manière à faire osciller le balancier 185.
Le bélier 188 se déplace de haut en bas dans le guide 179 pour enfoncer l'outil 22 dans la pièce à travailler 20, comme le montre la Fig. 13, en détachant par fluage le flan 25(Fig.3).
Le bouton de manivelle 141 tourne au-delà du point mort gauche et continue à tourner vers le point mort droit en retirant l'outil 22 de la pièce à travailler et en ramenant les éléments à leur position initiale représentée sur la
Fig. 12.
Dans la description du procédé de fluage à froid on a spécifié que la résistance naturelle au fluage de la matiè- re diminue suivant une allure parabolique en fonction d'une déformation croissante. L'outil produisant le fluage doit . fournir la pression requise pour surmonter la résistance et
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il doit se déplacer à une vitesse propre à rattraper exacte- ment la déformation naturelle.
L'effet caractéristique d'un levier de traction est exactement opposé à celui 'd'une genouillère, c'est-à-dire que lorsqu'on l'actionne il produit une multiplication méca- nique commençant par l'infini à l'instant où il quitte la position en ligne droite ou position de "plan infini et di- minuant suivant une courbe descendante (en représentation graphique) en fonction d'un déplacement croissant. En même temps, étant donné que la vitesse et la multiplication mé- canique correspondantes de tout système mécanique articu- lé sont inversement proportionnelles entre elles, la vitesse augmente suivant une courbe montante en fonction d'un dé- placement résultant croissant.
Dans l'exemple d'exécution préféré représenté sur les dessins annexés, les leviers de traction primaire et secondaire, ainsi que les éléments coopérant avec eux, sont proportionnés de manière que leur action combinée ait pour effet d'abaisser l'outil 22 à une vitesse croissant suivant une allure parabolique en fonction de son déplacement crois- sant. Inversement, la pression de l'outil pour une puissance donnée diminue suivant une allure parabolique en fonction du déplacement de l'outil.
Théoriquement l'outil est apte à exercer une pres- sion infinie de haut en bas étant donné que les multiplica- tions mécaniques des deux leviers de traction sont infinies au moment où ils commencent leur mouvement depuis la posi- tion de plan infini ou position en ligne droite. Evidemment, en réalité, il ne se produit pas de pression infinie vu que la pression maximum est déterminée par le point de déforma- tion de la matière à travailler.
Ce qui se produit réelle- ment est que, la pression de bas en haut par la table ayant
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assuré qu'il ne reste pas de jeu et que les leviers de trac- tion soient complètement allongés, l'outil abaissé depuis la position de repos et animé d'un mouvement très lent appli- que rapidement une pression suffisante pour surmonter l'é- lasticité de la matière laquelle cède et flue de la manière spécifiée, l'outil accélérant son mouvement pour rattraper la déformation et fournir la pression de travail jusqu'au moment où le fluage est achevé.
Pour certaines matières le fluage s'achève et le flan se sépare complètement pendant les phases initiales de la course., le restant de la course servant à expulser le flan.
En se référant au diagramme de la Fig. 19 il est à noter que les valeurs tracées ne-représentent pas les vites- ses, pressions, etc., absolues mais simplement les relations entre ces caractéristiques. En d'autres termes, la produc- tion d'un fluage à froid dépend du maintien du rapport cor- rect entre les pressions, les vitesses et l'avancement de l'outil. La possibilité de maintenir dans ses limites le rap- port correct précité est inhérente à la présente invention qui s'applique ainsi à une grande variété de vitesses et de matières, et on peut construire en toutes dimensions voulues la machine servant à exécuter l'invention pour autant qu'on respecte les proportions correctes du système articulé à haute pression.
Dans une forme d'exécution préférée convenant pour la pratique on emploie les données suivantes fournissant les proportions correctes des éléments :
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Course maximum du bélier.................39,7 mm.
Rayon des bras 181 et 182 du levier ... 485,7 de traction primaire ................... 485,7 mm.
Rayon des bras 167 et 168 du levier de mm.
Capacité de pression de-travail 680. 000 Kgs. maximum................:..... 680. 000 Kgs.
Angle du levier de traction primaire au bout d'une course de l'outil de 0,4 mm... 1 19'27''
Angle du levier de traction secondaire. 5 17'45" Rendement cinétique ou multiplication mécanique combinés du système de leviers de traction et du balancier porte-outil au bout d'Une course de l'outil. de 0,4 mm... 58.308 Angle du levier de traction primaire au bout d'une course de l'outil de 39,7 mm...13 24'8'' Angle du levier de traction secondaire................................. 16 53'1644 Rendement cinétique ou multiplication mécanique combinés du système de leviers de traction et du balancier porte-outil au bout d'une course de l'outil de 39,7 mm .................... 1.728
Il résulte de ce qui précède que la multiplication mécanique tombe de 58.308 à 1.728.
Le rapport des vitesses, qui est l'inverse de la multiplication mécanique, augmente de manière correspondante. Si l'on trace les valeurs de la multiplication mécanique et du rapport des vitesses pour les accroissements correspondants de l'avancement de l'outil entre les limites extrêmes spécifiées, on obtient deux cour- bes qui ont les caractéristiques représentées sur la-Fig. 19.
Protection contre les ruptures.
Cette fonction, c'est-à-dire le maintien à l'état intact, durant la course de travail, de la matière entourant la surface travaillée, peut 'être exécutée par un dispositif - du type représenté sur la Fig. 14, qu'on décrira ci-après.
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Sur la partie inférieure cylindrique 196 de l'or- gane inférieur 191 du bélier est guidée à coulissement une douille 197. Un nez 198, monté à coulissement sur le pourtour du porte-outil 192, est fixé dans l'extrémité inférieure de la douille 197. Un sabot de contact 199,correspondant à l'organe 24 (Fig. 1), qui entoure étroitement l'outil 194, est fixé dans la partie inférieure du nez 198.
Un coussinet ou bouchon 200 est logé à coulissement dans le fond d'un alésage central 201 de l'organe inférieur 191 et du bélier 188 et porte une goupille 202 faisant sail- lie à l'extérieur par des fentes latérales 203 de l'organe 191 de manière à porter contre des prolongements supérieurs 204 de la douille 197. La position initiale de la douille 197 est fixée par le réglage des têtes 295 de boulons 205a tra- versant des manchons de guidage 206 qui coulissent dans 191.
Les boulons 205a portent des écrous supérieurs 207-,coulis- sant dans des encoches 208 du bélier 188 et ils sont solli- cités de bas en haut par des ressorts 209.
Un gros ressort de compression 210 logé dans l'alé- sage 201 porte contre le dessus du coussinet 200. Un bouchon fileté 211, représenté dans la position retirée, qui est vissé dans l'alésage 201, est destiné à être vissé de haut en bas, pour imposer au ressort 210 toute compression initiale voulue, au moyen d'une tige carrée 212 reliée par des pignons coni- ques 213 et par un arbre 214 à un volant à main extérieur 215.
Un cadran rotatif 216 engrenant avec l'arbre 214 peut être étalonné par rapport au ressort 210 pour indiquer la pression exercée par celui-ci sur l'écrou 211.
Le protecteur fonctionne de la manière suivante : -
Normalement le sabot de contact 199 est légèrement espacé au-delà de l'extrémité de l'outil 194. Quand la table 51 monte pour appliquer la pression initiale, comme on l'a expliqué plus haut, la pièce à travailler 20 vient d'abord
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porter contre le sabot 199' en. repoussant vers le haut la douille 197, la goupille 202 et le coussinet 200 contre la pression du ressort 210, fixée préalablement par le réglage de l'écrou 211, jusqu'à ce que l'outil 194 vienne lui aussi porter contre la pièce à travailler. La pression initiale de bas en haut sur l'outil assure le redressement des leviers de traction et l'absence de jeu, comme on l'a expliqué plus haut.
Quand l'outil 194 commence à descendre, la partie de la pièce à travailler 20, entourant l'outil, est maintenue comprimée sous l'action du gros ressort 210. Quand l'outil traverse 20,le bélier 188 descend par rapport à la douille 197, à la goupille 202 et au coussinet 200. En même temps l'écrou 211 est entraîné de haut en bas par le bélier en com- primant ainsi davantage le ressort 210 et en augmentant la pression appliquée par l'intermédiaire du sabot 199 sur la pièce 20. La pression protégeant contre une rupture augmente ainsi élastiquement à partir d'une valeur initiale prédéter- minée au fur et à mesure que la course s'allonge, en main- tenant intacte la partie de 20 entourant l'ouvrage.
Le degré de pression requis pour protéger contre une rupture des pièces de divers types ayant été déterminé, on procède à l'avenant au réglage initial du ressort 210. Eventuellement, on peut encore faire varier les limites d'action du ressort en employant des rondelles intercalaires 217 (Fig. 13). Ou bien on peut enlever le ressort 210 et le remplacer par un autre ayant des limites d'action différentes.
Quand la course ascendante ou course de retour du bélier 188 s'achève, les écrous 20? viennent porter contre le dessus de l'organe 191, comme le montre la Fig. 14, en amenant le sabot 199 à se dégager de la pièce à travailler 20 quand la table 31 se retire de haut en bas., comme on 1'a ex-
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pliqué ci-dessus. On peut alors enlever la pièce 20 et la remplacer par une nouvelle ébauche.
Embrayage.
L'embrayage 136 par l'intermédiaire duquel la force motrice est transmise de l'arbre d'entraînement principal 100 au système articulé à haute pression et au mécanisme de va- et-vient de la table est de préférence du type représenté sur la Fig. 17. Sur celle-ci le chiffre de référence 218 indique un organe entraîneur fixé au moyen de cales 219 à l'arbre 100 et tournant à l'intérieur d'une pièce 220. Le moyeu 99 auquel est fixé l'excentrique 99 (Fig. 6) et le corps de manivelle 139, décrits plus haut, fait corps avec la pièce 220, ou y est fixé, et est tourillonné sur l'arbre 100, comme le montre la Fig. 9. '
L'organe entraîneur 218 comporte des segments sail- lants circonférentiellement espacés 221 destinés à entrer en prise avec un bloc 222 coulissant radialement dans la piè- ce 220 et contenant un pivot d'articulation 223.
Un levier oscillant 224, articulé sur la pièce 220 en 225, comporte un bras inférieur 226 disposé à l'extérieur de 220 et por- tant un galet de contact 227. Le bras supérieur 228 du le- vier 224 porte un pivot 229 qui est relié par une bielle 230 au pivot d'articulation 223. Une tige 231, coulissant dans un tourillon 232 monté dans la pièce 220, est articulé sur le pi- vot 229 et est poussé vers la gauche par un ressort 233. Un loquet vertical 234 sollicité de bas en haut par un ressort 234a comporte une-traverse inférieure 235 destinée à entrer dans un cran 256 de la tige 231. Un levier 237 articulé en 238 sur la pièce 220 porte un galet d'enclenchement 239 des- tiné à entrer en prise avec les saillies 221 et il se termine par une fourche 240 emboîtant un galet 241 du loquet 234.
Un guide fixe 242 contient un plongeur 243, coulis-
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sant verticalement, dans lequel peut monter et descendre un deuxième plongeur 244. Un loquet 245 peut coulisser dans le plongeur 243 et est sollicité de droite à gauche par un ressort 246. Le loquet 245 est pourvu d'un galet 247 se déplaçant verticalement dans des rainures 248 d'un levier coudé 249 pivotant en'250 et relié à une tige verticale 251 comportant un sabot de contact supérieur incliné 252.
Le second plongeur 244 comporte une encoche latsra- le 255 pour loger l'extrémité du loquet 245 et il est relié par une jumelle inférieure 254 à un levier 255 fixé à un arbre transversal 256. L'arbre 256 est tourillonné dans la plaque latérale 40 et est fixé à un levier extérieur 257, comme le montre la Fig. 4. Le levier 257 (Fig. 4) est relié par une tige de traction 258, un levier 259 et un second levier de traction 260 à l'extrémité supérieure d'un levier coudé 261 se terminant par une pédale 262 à l'avant du socle 34.
Si on se réfère de nouveau à la Fig. 17, on voit que le plongeur 243 repose sur un bloc 263 coulissant verti- calement sur le second plongeur 244 et relié par une bielle à un levier 264 qui peut osciller sur un arbre transversal 265 et qui porte un contrepoids 266. L'arbre transversal 265 supporte sur son pivot le levier oscillant 124 décrit plus haut avec référence à la Fig. 6. Une tige verticale 267 mon- tée à coulissement dans le guide 242 est relié par une bielle au levier 264. Un ressort de compression 268 sollicite la tige 267 de bas en haut en retenant normalement le levier 264 (voir Fig. 17), le bloc 263 maintenant le plongeur 243 à sa fin de course supérieure.
Comme l'indique la Fig. 17, l'embrayage est monté \en vue du fonctionnement semi-automatique de la machine, se-
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lon lequel l'embrayage se desserre automatiquement après chaque opération du travail, après quoi l'ouvrier enlève l'ouvrage achevé, met en place une nouvelle pièce à travail- ler, puis remet la machine en marche en enclenchant l'em- brayage à la main.
Dans ces conditions, l'embrayage fonctionne de la manière suivante:
Si l'on suppose que l'arbre tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, lorsqu'un cycle de travail s'aché- ve, le galet de contact 227 vient porter contre un bloc de contact 243a fixé de manière réglable sur le dessus du plon- geur 243. La rotation subséquente, en sens inverse des aiguil- les d'une montre, de la pièce 220 fait pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre le levier 224 à l'encontre du ressort 223 en retirant de haut en bas la bielle 230 et le bloc 222. Le bloc 222 est ainsi retiré à l'écart de la saillie 221 de l'organe entraîneur qui est alors libre de tourner fou. Etant donné que la tige 231 est repoussée à droite, la traverse 235 s'engage de bas en haut dans le cran 236 en verrouillant ainsi le bloc 222 dans la position retirée.
Le galet 227 étant arrêté par le bloc 243a et l'oscillation dans le sens des aiguilles d'une montre du levier 224 étant arré. tée par un tampon 224a, la pièce 220 et tous les éléments actifs connexes de la machine sont amenés au repos.
Pour empêcher un rebondissement éventuel on peut employer tout dispositif approprié, par exemple un cliquet 269 (Fig. 4) destiné à entrer en prise avec le bas du corps de manivelle 159 quand celui-ci atteint son point mort droit.
Pour enclencher l'embrayage à la main, l'ouvrier lè- ve son pied de la pédale 262 en permettant ainsi à un ressort de recul 270 (Fig. 4).-de faire pivoter le levier coudé 261
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dans le sens des aiguilles d'une montre. Le levier 257 est ainsi amené à pivoter de gauche à droite et fait tourner l'arbre transversal 256 de manière à levier le second plongeur
244 jusqu'à ce que le loquet 245 vienne s'engager dans l'en- coche 253. L'ouvrier appuie alors sur la pédale 262 de ma- nière à abaisser le plongeur 244 qui, étant accouplé par le loquet au plongeur 243, retire celui-ci de haut en bas dans le guide 242 en libérant le galet de contact 227. La première des saillies 221 qui vient ensuite porter contre le galet 239 rejette vers le bas le levier 237 en expulsant du cran 236 la traverse 235 du loquet 234.
Le ressort 233 se détend en faisant osciller le levier 224 de droite à gauche vers un deuxième tampon d'arrêt 224b et obligeant la bielle 230 de lever le bloc 222. La saillie 221 qui suit vient por- ter contre 222 et entraîne la pièce 220. La machine étant ainsi mise en marche, le galet 227, qui est entraîné en sens inverse des aiguilles d'une montre, heurte et abaisse le sabot incliné 252 en retirant le loquet 245 de l'encoche 253 du second plongeur 244. Le plongeur 243 est ainsi relâché et il se soulève sous l'action du ressort 268 dans sa position supérieure. Quand la pièce 220 a décrit une simple révolu- tion, le galet de contact 227 heurte le bloc 243a de manière à desserrer l'embrayage et à arrêter la machine, comme on l'a décrit plus haut.
Il résulte clairement de ce qui précè- de que l'embrayage limite automatiquement le fonctionnement de la machine à une révolution pour chaque actionnement de la pédale. Une répétition fortuite avec accident d'homme et avarie de la machine ou de la matière est ainsi rendue im- possible.
Quand on veut faire fonctionnerla machine de manière \ continue, tout à fait automatiquement, par exemple quand les
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pièces à travailler sont débitées par un dispositif d'ali- mentation d'un type approprié; il est nécessaire que l'em- brayage 136 reste enclenché. A cette fin on prévoit le dis- positif suivant :
Sur l'arbre transversal 265 est monté un levier oscil- lant 124, mentionné ci-dessus, qui comporte un épaulement 271 (Fig. 17) destiné à venir porter contre un contre-épaule- ment 272 du levier 264. Le levier 124 est relié par la tige 125 et par un pivot 273 à un levier 274 fixé à un arbre 275, comme le montre la Fig. 12.
L'arbre 275 porte un levier ex- térieur analogue 276 relié par une tringle 277 à une manette 278 qui est montée à pivot du côté opposé du socle 34 et qui comporte un loquet à cran d'arrêt 279. Quand on déplace le levier 278 de droite à gauche dans la position représentée sur la Fig. 12, le levier 124 oscille dans le sens des aiguil- les d'une montre. L'épaulement 271 (Fig. 17) rencontre l'épau- lement 272 du levier 264 en faisant osciller celui-ci dans le sens des aiguilles d'une montre et en abaissant le bloc 263 et le plongeur 243. L'extrémité droite du levier 264 vient en outre porter contre un épaulement 280 de l'extrémi- té inférieure du deuxième plongeur 244 en maintenant celui-ci dans la position abaissée.
Le levier à loquet 281, pivotant en 282 et relié au levier oscillant 124 par une bielle 283, contient un loquet à ressort 284 comportant une surface de came inclinée 285.Quand le levier 124 oscille dans le sens des aiguilles d'une montre, comme on l'a spécifié plus haut., le loquet 284 vient appuyer contre le bas du levier coudé 249. Lorsque le sabot incliné 252 s'abaisse à -la suite de sa première rencontre avec le galet 227, en faisant ainsi pivoter à droite le levier coudé 249, le loquet 284 est poussé de bas en haut à gauche de 249,
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la surface de came 285 entraînant 249 davantage à droite en agissant comme un coin. Le sabot 252 est ainsi maintenu à l'écart du galet pendant les révolutions suivantes de l'embrayage.
Le bloc 243a restant lui aussi abaissé hors de la portée du galet 227, l'embrayage reste enclenché de façon à entraîner la machine de manière continue.
Quand on fait fonctionner la machine semi-automati- quement, comme indiqué plus haut, il est nécessaire que le mécanisme de va-et-vient de la table décrit avec référence à la Fig. 6 soit actionné par la mérne opération manuelle que celle qui provoque l'enclenchement de l'embrayage, car autre- ment le mouvement ascendant se produisant à la fin de chaque course de retour empêcherait le desserrage et le remplacement des pièces à travailler. A cet effet on prévoit la construc- tion suivante :
Un levier extérieur 285 (Fig. 4) est fixé à l'arbre 129 et est relié par une bielle 286 à une douille à épaule- ment intérieur 287 contenant un piston 288. Le piston 288 comporte une tige 289 vissé dans une branche 290 articulée sur le levier coudé 261.
Un levier de traction 291 sollicite le levier 285 de gauche à droite.
Quand on appuie sur la pédale 262 pour enclencher l'embrayage, comme indiqué plus haut, le levier 285 pivote à gauche sous l'action du système articulé qui vient d'être décrit, en faisant osciller l'arbre 129 et en faisant pi- voter à gauche le court levier 128. Le bloc de déclenchement 127 (Fig. 6) est ainsi déplacé à gauche. Le moteur à ressort est alors déclenché et fait monter la table, comme c'est décrit ci-dessus. En vissant la tige de piston 289 plus ou moins dans la branche 29, on peut régler le fonctionnement de l'embrayage par rapport au moteur à ressort durant l'ac- tionnement de la pédale.
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Synchronisation de la puissance d'entraînement et du volant.
La principale caractéristique du procédé de fluage à froid est son extrême douceur. Par suite, pour exécuter le procédé de la manière la plus avantageuse possible, il est désirable que la puissance soit appliquée le plus progressi- vement possible. Etant donné que la résistance surmontée par l'outil et la vitesse à laquelle cette résistance est surmon- tée sont inversement proportionnelles, comme on l'a spécifié ci-dessus, la puissance reste constante durant le fluage.
L'accroissement de la puissance depuis la marche à vide jusqu'à la puissance constante requise pour le fluage, c'est- à-dire celle requise pour surmonter l'élasticité de la matiè- re, se produit juste au commencement de la course de l'outil à très faible vitesse. Il ne faut pas avoir de pointes ou-à- coups de puissance tels que ceux produits au cours d'une opé- ration de poinçonnage où on applique la pression maximum à une grande vitesse avec choc.
Par suite, théoriquement, il ne serait pas nécessai- re de produire un effet de volant pour le fluage à froid.
Toutefois, pratiquement, en raison des fortes pressions qu'on développe, les éléments appliquant la pression, comprenant le balancier porte-outil 185, les bras 181 et 182 du levier de traction primaire, etc., doivent être très massifs. Aussi ces éléments ont-il une inertie totale très grande. Au démar- rage de ces éléments depuis le repos et durant le renverse- ment de leur mouvement, leur inertie exercerait un effet de déséquilibre important sur la transmission progressive de la puissance du moteur principal à l'ouvrage.
Suivant la présen- te invention, on ,emploie un volant et un dispositif d'entrai- nement flexible à mécanisme synchronisant pour maintenir une transmission progressive de la puissance directement du moteur
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principal à l'ouvrage, le volant n'exerçant pas normalement du travail sur la matière mais servant à équilibrer les effets d'inertie précités des éléments actifs.
La combinaison ci-dessus est construite et fonction- ne de la manière suivante :
Un volant 292 (Figs. 9 et 10) est fixé à un arbre 293 tourillonné dans la plaque latérale 40a et dans un pa- lier 294 fixé à un prolongement 295 du socle 34. Une roue à chevrons 296 est aussi fixée à l'arbre 293 et elle engrène avec une roue dentée 297 de plus grand diamètre, fixée à l'arbre d'entraînement principal 100. Un roulement de butée 298 est monté sur l'arbre 293 entre le volant 292 et le pa- lier 294 pour absorber la poussée produite par suite de la vibration naturelle quand le volant fournit de l'énergie accumulée à l'arbre principal, et un roulement analogue 299 de l'arbre principal 100, situé entre la roue dentée 297 et le palier principal 300 de la plaque latérale 40a absorbe de même la poussée de 297 quand l'énergie s'accumule dans le volant.
Le moteur principal, par exemple un moteur électri- que 301 monté sur une console appropriée 302, est relié à un arbre 303 tourillonné dans un carter 304 fixé à la plaque latérale 40a par des boulons 305, comme le montre la Fig.18.
L'arbre 303 porte une vis sans fin 306 engrenant avec un anneau denté 307 qui est fixé au moyen de vis 308 à des pla- ques de guidage 309 montées à rotation sur l'arbre princi- pal 100. Un organe entraîné 310 est calé sur l'arbre 100 et comporte des encoches radiales 311 dans lesquelles sont lo- gés des plongeurs coulissants inclinés 312 retenus par des vis limitatrices 313 et repoussés à l'extérieur par des res- sorts 314.
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Des blocs d'entraînement 315, glissant entre la circonférence extérieure 316 de l'organe entraîné 310 et la circonférence intérieure 317 de l'anneau denté 307, sont normalement sollicités de manière à venir porter latérale- ment contre les plongeurs 312 par des ressorts de compres- sion 318 soutenus par des blocs inclinés 319 qui sont fixés aux plaques de guidage 309.
La puissance est fournie par le moteur 301 qui amené la vis sans fin 306 à entraîner l'anneau denté 307 en sens inverse des aiguilles d'une montre (Fig. 18) et avec lui les plaques de guidage 309 et les blocs inclinés 319. L'effort d'entraînement est transmis par les ressorts 318 aux blocs d'entraînement 315 qui font tourner les plongeurs 312 en- traînant l'organe 310 et l'arbre principal 100. Les ressorts d'entraînement 318 ont une force telle que dans leur posi- tion de détente maximum, c'est-à-dire quand les blocs d'en- traînement 315 sont arrêtés par les extrémités arrière des blocs inclinés 319 comme le montre la Fig. 18, ils exer- cent sur l'arbre 100 un couple juste suffisant pour équili- brer les moments d'inertie combinés de tous les éléments entraînés, y compris le volant.
Par conséquent, lorsque l'arbre 100 a pris de la vitesse, mais avant que la charge de travail soit appliquée, les éléments tournent dans la posi- tion relative représentée sur la Fig. 18. Quand la charge commence à agir, en ralentissant légèrement le mouvement des organes de travail, les ressorts 318 se contractent en con- formité avec l'intensité de la charge en accumulant ainsi de l'énergie élastique. Quand la charge cesse, les ressorts se détendent en restituant l'énergie accumulée et en accélé- rant rapidement les éléments jusqu'à ce qu'ils aient atteint leur vitesse initiale ou vitesse de synchronisme.
De même., le dispositif tend à maintenir une vitesse de travail constante
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en cas de brusques irrégularités de charge qui se produisent fortuitement,par exemple quand on travaille des matières de structure défectueuse ou irrégulière.
Le moment d'inertie combiné du volant 292, de l'ar- bre 293 et des roues dentées 296 et 297 est rendu sensible- ment égal aux moments d'inertie combinés de tous les organes de travail. Quand on enclenche l'embrayage 136 ou quand le bélier et le système articulé connexe changent de sens de mouvement, le retardement ou inertie de repos est immédiatement contre- balancé par l'inertie du système mobile à volant. Par consé- quent, en fait, les éléments démarrent sans inertie en per- mettant au moteur principal d'agir directement par l'inter- médiaire de la transmission élastique sur la pièce à travail- ler.
Cet équilibre entre l'effet de volant et l'inertie des organes de travail est d'une grande importance, car on a trouvé expérimentalement qu'un effet de volant plus accentué provoque une détérioration et un gâchage de matière, tandis que lorsque cet effet est trop faible, il donne lieu égale- ment à un travail insuffisant en raison de l'irrégularité d'action.
La multiplication de la vitesse du volant au moyen des roues à chevrons 297 et 296 procure au volant une capaci- té d'accumulation d'énergie amplement suffisante pour exécu- ter sa fonction d'équilibrage avec une faible diminution de vitesse.
Dans le cas exceptionnel d'une augmentation brusque de la résistance au fluage, due à des endroits exceptionnel- lement durs ou à des défauts analogues de la matière à tra- vailler, le volant fournit un appoint d'énergie de travail de la manière ordinaire.
Quand le moteur 301 s'arrête ou ralentit pour une ou
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l'autre cause, par exemple par suite d'un défaut de courant, l'organe entraîné 310 du mécanisme de transmission élastique (Fig. 18) dépasse l'anneau denté 307 et les plongeurs 312 cou- lissent dans leurs nervures 311 en glissant sur les blocs in- clinés 319 et sur les blocs d'entraînement 315. Le dispositif fonctionne ainsi en roue libre de manière à protéger la vis sans fin 306 et la roue dentée 307 contre un effort excessif produit par l'arrêt des lourds organes de travail.
On peut résumer le fonctionnement de la machine en- tière de la façon suivante:
On règle la course de l'outil, en conformité avec les dimensions et les caractéristiques de la pièce à travailler 20, au moyen du volant à main 147, de la manivelle micrométri- que, on fixe le niveau initial de la table au moyen du volant à main 321, on fixe la course de la table au moyen du volant à main 89. on fixe la pression de la table au moyen du volant à main 323 et on règle au moyen du volant à main 215 la pres- sion protégeant contre la rupture.
Le cycle de travail complet pour le fonctionnement semi-automatique est le suivant.
1.- On place la pièce à travailler 20.
2. - On appuie sur la pédale 262 qui fait osciller les leviers 285 et 257 pour actionner le mécanisme de va-et- vient de la table et l'embrayage 136.
S.- La table se soulève en serrant la pièce à tra- vailler, en redressant les leviers de traction et en assurant contre tout jeu le système articulé à haute pression. En même temps l'embrayage s'enclenche.
4.- L'outil descend en détachant par fluage le flan.
5. - L'outil se retire de bas en haut en retirant le protecteur quand la course ascendante est achevée. En même temps la table descend et le moteur à ressort est bandé.
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6.- L'embrayage se desserre automatiquement et arrête les organes de la machine qui produisent le travail.
7.- On retire la matière travaillée.
Le cycle de travail entièrement automatique est le suivant: 1.-¯La pièce à travailler est amenée en place, de préférence par un dispositif d'alimentation automatique approprié.
2.- Le mécanisme de va-et-vient de la table est actionné pour soulever la table de la manière décrite ci- dessus.
3.- Le flan se détache par fluage.
4. - L'outil et le protecteur se retirent. En même temps la table descend et le moteur à ressort est bandé.
5.- La matière travaillée quitte la machine et est remplacée par une nouvelle ébauche juste avant la course suivante de la table.
Il résulte clairement de ce qui précède qu'un ré- glage précis du temps d'action de la table et de l'embrayage par rapport à celui du bélier est essentiel pour la coordi- nation correcte des fonctions. Ceci est notamment vrai pour le débrayage au cours du fonctionnement semi-automatique et pour la course ascendante de la table au cours du fonctionne- ment entièrement automatique. Ce réglage du temps d'action est déterminé au préalable par l'établissement de la posi- tion angulaire correcte de l'embrayage 136 et de l'excentri- que 98 par rapport au bouton de manivelle 141. Un réglage précis du moment de desserrage de l'embrayage peut être opéré en déplaçant à droite ou à gauche le bloc de contact 243a sur le plongeur 243 (Fig. 17).
De même, on peut régler avec pré- cision le moment du déclenchement automatioue du moteur à A
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ressort au moyen d'un coin réglable 324 (Fig. 6) destiné à déplacer à droite ou à gauche le bloc 109 pour que celui-ci entre en prise avec le bloc 110 plus tôt ou plus tard. Afin qu'on puisse déplacer le bélier à la main pour vérifier les réglages ou pour des fins analogues, un levier 325 (Fig. 4) est monté à rotation sur l'arbre transversal 164 et ce levier est relié par une bielle 326 à un organe à douille 327 pivo- tant sur la plaque latérale 40 et destiné à recevoir une ma- nette 328. Un trou évasé 329 traverse le levier 325 et l'ar- bre 164 en ligne quand les éléments sont dans la position représentée sur la Fig. 4.
Quand on veut déplacer le bélier à la main, on retire du levier 163 la goupille 163a et on l'introduit dans le trou 329. Le levier 163 se trouve ainsi désaccouplé de l'arbre et relié à la manette 328, de sorte qu'un mouvement de 328 agit par l'entremise du système ar- ticulé à haute pression de manière à déplacer le bélier 188.
La machine a été décrite ci-dessus dans son appli- cation spéciale au procédé de "fluage à froid" spécifié ci-dessus. Toutefois elle convient aussi pour travailler à froid diverses matières ne se prêtant pas au "fluage à froide par exemple pour dissocier des substances cristallines telles que la fonte. La machine agit sur ces matières de la même façon que celle décrite ci-dessus, mais la partie 25 située en-dessous de l'outil 22 ne flue pas alors de haut en bas comme un flan solide mais subit une désintégration progres- sive rapide et tombe au-dehors sous une forme pulvérisée.
De ce qui'précède il ressortira clairement pour les gens de métier que le procédé en question diffère radica- lement des procédés ordinaires pour le travail des matières, et de même la machine conforme à la présente invention, des- tinée à exécuter ce procédé, diffère nécessairement tant par
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son fonctionnement que par sa construction des machines-outils connues jusqu'à présent.
Bien que la machine ait été représentée sous sa forme préférée, sa construction n'est pas limitée aux détails cons- tructifs illustrés et on peut y apporter diverses modifica- tions sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1) Procédé pour travailler à froid une pièce, par exemple en acier, constituée par un agrégat de cristaux et de matière amorphe, consistant à appliquer une pression sur une surface déterminée de la. pièce dans des conditions telles que les cristaux soient déplacés dans la matière amorphe de façon que la partie correspondante de la pièce à travailler cède suivant la ligne ou zone de clivage et se détache de la pièce par nfluage à froid".
2) Procédé pour travailler à froid une pièce , par exemple., en acier, constituée par un agrégat de cristaux et de matière amorphe, en vue de séparer une partie de la pièce d'une autre, consistant à soumettre la partie à séparer de la pièce à une pression intense apte à provoquer dans la structure de cette partie un passage de l'état élastique à l'état plastique suivant la ligne ou zone de clivage, et à continuer l'application de la pression de manière à faire "fluer" cette partie au-dehors de la partie principale de la pièce en obtenant une surface finie lisse.
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Improvements relating to cold working of materials.
This invention relates to cold working of materials and more particularly relates to a cold flow process such as that described below and to a machine for carrying out cold flow, although the use of cold flow. the machine is not limited to this process.
The main object of the invention is to provide suitable means for carrying out the aforementioned method. Other related objects will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which:
Figs. 1 and 2 are schematic sections illustrating the process for producing cold flow.
Fig. 3 is a view of the completed blank and the remaining material.
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Fig. 4 is a general view of a so-called "traction lever" machine according to the invention.
Fig. 5 is a sectional view of the workpiece carrier and related mechanisms.
Fig. 6 represents the mechanism used to print pulsations on the plate.
Fig. 7 is a sectional view of a detail of the adjuster of the spring motor.
Fig. 8 is a dash-pot cut.
Fig. 9 is a cross section showing the flywheel, gear and main drive shaft.
Fig. 10 is a section through the assembly of FIG. 9, taken along line 10-10 of FIG. 9.
Fig. 11 is a detailed view of the micrometric crank return mechanism.
Fig. 12 shows the high pressure articulated system at the start of the active ram stroke.
Fig. 13 represents this system at the end of the active race.
Fig. 14 is an enlarged view of the machine head and guard.
Fig. 15 is a cross section taken on line 15-15 of FIG. 12.
Fig. 16 is a cross section taken on line 16-16 of FIG. 12.
Fig. 17 is a sectional view of the clutch.
Fig. 18 is a similar sectional view of the flexible reduction drive mechanism.
Fig. 19 is a diagram showing the relationship between speed, pressure and displacement during cold flow produced according to the present invention.
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In order to clearly explain the present invention, hereinafter, a typical example of a cold flow will be described first "with reference to the diagrams of Figures 1, 2 and 3.
We have a workpiece 20, which we suppose to be a steel plate from which we want to detach by creep a cylindrical blank, on a support plate 21 under a cylindrical tool 22 whose diameter is equal to that of the blank to be produced. The support plate 21 is pierced with a hole 23 which is disposed axially in line with the tool 22 and which has a diameter exceeding that of the tool by a slight deviation of the order of 0.005 mm. The tool 22 is surrounded by a clamping or protective member 24 where it can slide.
An initial pressure from the bottom up is first applied to the workpiece 20 via the support plate 21. This pressure is transmitted through the workpiece 20 to the protector 24 and to the tool 2, which resist the pressure. The part of the workpiece between the backing plate 21 and the protector 24 is held rigidly under pressure while the part 25 located under the tool exerts pressure thereon from the bottom up.
A relatively strong pressure is then applied by means of the tool directed up and down from rest at a very low initial speed. It has been recognized that the typical structure of steel is an aggregate of crystalline particles, indicated by reference numeral 26 in Figs. 1-and 2, which are suspended in an amorphous material or flux 27 cementing them together. Furthermore, it has been recognized that when steel is subjected to a tension exceeding its elastic limit, the change from the elastic state to a plastic or deformed state occurs suddenly in
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marking a sharp or instantaneous reversal point in the pressure variation.
When applying by means of the tool 22 the pressure directed from top to bottom or working pressure on the part 25 which is not directly supported by the support plate 21 and the protector 24, the totality of the pressure of work is absorbed by a cylindrical zone 28 of microscopic thickness constituting the boundary of part 25. If the working pressure increases rapidly but without movement of the tool fast enough to cause ordinary rupture, the material in any the zone 28 suddenly changes from the elastic state to the plastic state.
The crystals 26 flow through the amorphous material 27 which acts as the flux, and due to the increasing speed and movement of the tool part 25 is expelled through the hole 23. During the flow the crystals which were originally part of the flow. the sliding zone or surface 28 are forced or packed into the surfaces of the blank and the hole and the amorphous material is dragged along the cylindrical surface and appears in the completed hole and in the completed blank as tiny parallel streaks in the sense of application of the force.
It has further been recognized that the compressive strength as a function of deformation of a steel subjected to a tension exceeding the yield strength decreases in a parabolic shape with increasing deformation.
Since the applied pressure and the resistive pressure are always equal to each other, and the speeds and pressures are inversely proportional in a mechanical system of connecting rods and levers, it is obvious that the tool 22 applies its pressure on part 25 of the part at a speed increasing according to a pace
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parabolic as its stroke lengthens, to faithfully follow the natural deformation of the material and produce a cold flow. In other words, excessive speed would produce breakage rather than creep, while too slow moving the tool would produce clearance and jerking thereby causing coarse and improper separation.
According to the present invention, the tool 22 is moved, by means of the devices described below, in accordance with the natural deformation of the material, so as to produce blanks and holes with polished surfaces characterized by the aforementioned microscopic striations, which correspond exactly to the size and contour of the tool. Thanks to the compacting of the crystals according to the surfaces, these have a hardness notably greater than that of the initial material.
It should be noted that in the method described the tool does not cut the material, its function consisting in covering the surface on which the working pressure is applied and in applying the working pressure on it which causes the phenomenon of cold creep. .
Fig. 4 is a general view of the machine for carrying out the method described above. To make it clear how it performs its functions, we will first examine the main functions separately by describing the main mechanisms used to perform them.
The main functions required for the specified process are as follows:
1.- Application of preliminary pressure from bottom to top.
2.- Application of working pressure from top to bottom.
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3.- Protection against breakage.
Protection against breakage must be ensured during the entire period of application of the working pressure and it is provided by the preliminary pressure directed from the bottom upwards which also acts on the tool and which is therefore essential. for the process. This preliminary pressure is produced by a reciprocating mechanism of the table, one embodiment of which is described below.
Table reciprocating mechanism
Figs. 5 and 6 show the construction of this mechanism. In Fig. 5 the support plate 21 is shown supported in a pad 29. In this embodiment the plate 21 is fitted with an interchangeable plate 30 drilled through the hole 23. The pad 29 is fixed on a table 31 whose inclined lower face 32 rests on a hollow sliding wedge 33 which in turn is supported on the base 34 of the machine. The table 31 is guided vertically by fixed columns 35 attached to the base 34. There is further provided an expulsion rod 330 which is slid by hand to facilitate the removal of the support plate 21 from the pad 29.
Attached to the corner 33 is a large rod 36 with a long thread 37 on which is screwed a sleeve 38 rotatably mounted and slidably mounted in a guide 39 which is attached to side support plates 40 and 40a attached to the base 34 A shoe 41 is retained on the right end of the sleeve 38 by a screw collar 48 so that the sleeve 38 and the collar 48 can rotate in the shoe 41.
A second wedge 43 slides with a dovetail relative to the shoe 41 and, also with a dovetail, with respect to
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port to a fixed inclined counter-stop 44. The lower end of the wedge 43 is articulated by means of a pivot 45 to a toggle 46 comprising an upper arm 47 and a lower arm 48 interconnected by a pivot 49. The lower arm 48 is fixed to a pivot 50 anchored in the base 34 so as to be able to turn therein. A connecting rod 51 and a pivot 51a connect the central pivot 49 of the toggle to an elbow lever 52 articulated on a fixed pivot 53 and comprising a substantially horizontal arm 54 oriented towards the rear of the machine.
It can be seen that an anti-clockwise oscillation of the elbow lever 52 activates the knee lever 46 so as to lift the wedge 43, to push the shoe 41, the sleeve 38 and the wedge 33 to the left and thus lifting the table 31. Likewise, a clockwise movement of the elbow lever 52 will lift the wedge 43 upwards and, since the wedge 43 is connected with tails of. dovetailed both at the counter-stop 44 and at the shoe 41, the wedge 33 is positively withdrawn and thus allows the table 31 to descend by gravity to its lower position shown.
The sleeve 38 carries a bevel gear 55 capable of rotating under the action of a bevel gear 320 (Fig. 5) which can be actuated by means of an external handwheel 321 (Fig. 4) so as to screw the rod 36 to the right or to the left and thus to operate a vertical adjustment ini-. tial of table 31.
As shown in Fig. 6, the arm 54 of the elbow lever 52 is connected by an oscillating binocular 56 to a plunger 57 which slides vertically in a fixed cylinder 58 integral with the base 34 or fixed to the latter. A rod
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vertical 59 fixed to the plunger 57 is disposed centrally in the cylinder 58 and is connected by an oscillating binocular 60 to a balance 61 articulated on a pivot or transverse shaft 62. A collar sleeve 63 to which is fixed a bevel gear 64 meshing with a bevel gear 322 which can be operated from the outside by means of a handwheel 323 (Fig. 4) is rotatably mounted in a shoulder bearing 65 screwed into the lower end of the cylinder. 58, and surrounds the rod 59.
The sleeve 63 has a hexagonal outer contour 66 (Fig. 7) slidably engaged in a hexagonal opening 67 of a threaded plug 68 screwed into the cylinder 58. By rotating the pinion 64 and with it the sleeve 63 one can screw the threaded plug 68 so as to raise it or lower it into the cylinder 58.
The threaded plug 68 supports a thrust roller bearing 69 which in turn supports a plate 70. Concentric compression springs 71 and 72 are disposed between the plate 70 and the plunger 57. A third spring 75 is disposed between a compression ring. stop 74, placed on the sleeve 63, and the plunger 57. The three springs thus apply the plunger 57 from bottom to top and the effective pressure of the two outer springs 71 and 72 can be varied by adjusting the vertical position of the plug. threaded 68 into cylinder 58 as described above, bearing 69 preventing torsion of the springs during adjustment.
The plate 70 has an indicator finger 75 protruding through a slot 76 (Fig. 6) so as to coincide with a scale 77, visible from the outside, which is graduated to correspond to the calibrated tensions of the springs 71, 72 and 73.
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The outer arm 78, oriented towards the rear, of the balance 61 is articulated on a pivot 79 fixed to a fork 80 which surrounds a balance 81 hereinafter called a micrometric balance. Arched slots 82 of the balance 81 contain sliding segments 83 which are articulated on pivots 84 fixed in a nut 85. The pivots 84 are also articulated in the fork 80. The nut 85 is disposed on a micrometric screw 86 mounted. rotating in a sleeve 87 journalled in the rear end 88 of the balance 81. An external handwheel 89 (Fig. 4) is wedged on the screw 86.
The micrometric balance 81 oscillates on a fixed transverse pivot 90 and it is connected in its middle by an oscillating binocular 91 to a trigger plunger 92 sliding vertically in a fixed guide 93. A lifting plunger 94 can slide vertically in the trigger plunger. and is connected by a rod 95 and a pivot 96 to an eccentric collar 97. The collar 97 surrounds an eccentric 98 fixed to the driven member 99 of a clutch disposed on the main drive shaft 100 of the machine, as will be described below.
The lifting plunger 94 has a side notch 101 for receiving a spring loaded latch 102 which can move on rollers 103 in the trigger plunger 92. A rod 104 attached to the latch 102 carries a transverse pivot 105 engaged in a buttonhole 106 of a trigger lever 107 mounted oscillating on a transverse shaft 108. The trigger lever 107 carries a block 109 intended to come into contact with a trigger block 110 which can slide horizontally in a extension 111 of lever 107 and which is connected by a rod 112 to an upper extension 113 of micrometric balance 81.
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The eccentric 98 rotates from the position shown in FIG. 6 under Inaction of the driven organ 99.
The lifting plunger 94 is pulled from bottom to top. Since the latch 102 is engaged in the notch 101, the lifting plunger pulls with it, while ascending, the trigger plunger 92, oscillates the micrometric balance 81 in the opposite direction of clockwise, raises the fork 80 and, acting by means of the balance 61 and the rod 59, pulls the plunger 57 up and down, thus compressing the springs 71, 72 and 73. At the same time, the elbow lever 52 oscillates in the direction of the clockwise by bending the toggle 46 and removing the wedge 33 so as to lower the table 31, as shown in FIG. 5.
As the lifting plunger 94 approaches its upper position, the counterclockwise oscillation of the micrometric balance 81 causes the trip block 110 to engage with the block 109, causing the trigger block 110 to swing to the left. lever 107. Latch 102 thereby withdraws from notch 101 releasing plunger 92 and the articulated system attached thereto. The springs 71, 72 and 73 are released by pushing up the plunger 57, rotating the elbow lever 52 counterclockwise, straightening the toggle 46 and lifting the table 31 under a pressure determined by the set spring force multiplied by the mechanical multiplication ratios of the toggle and the two wedges.
Since these multiplication ratios are invariable, it is obvious that the pressure from bottom to top on the table is determined directly by the adjustment of the compression of the springs 71, 72 and 73. So the scale 77 can be graduated directly. in units of pressure on the table.
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By moving the segments 83 in the slots 82 so as to approach or move them away from the pivot point 90 of the micrometric balance 81 by means of the micrometric screw 86, the amplitude of the movement transmitted to the balance can be varied. 61 and hence the pulse amplitude of the table. The slots 82 are cut along a radius starting from the center of the pivot 79 when the elements are in the position shown in FIG. 6; as a result, no change occurs in the initial or lower position of the balance 61 and, therefore, of the table 31 as the segments move. The pivot 79 protrudes outward through a buttonhole 114 of the base 34, as shown in FIG. 4, and carries a dial 115 cooperating with a fixed index 116.
Since the position of the segments 83 is a direct measurement of the stroke of the table, the dial 115 is graduated directly in units of the pulse amplitude of the table.
During the operation described, the latch 102 has been withdrawn in order to trigger the mechanism automatically following the contact of the trigger block 110 and the block 109. In the event that one wishes to trigger the trigger by hand, it is necessary to provided for the following device:
The block 109 can slide vertically in the lever 107. A connecting rod 117 connects the block 109 to a short lever 118 fixed on the transverse shaft 108. A second short lever 119 of the shaft 108 carries a button 120 engaged in a buttonhole 121 of a double lever 122 which is connected by a connecting rod 123 to an oscillating lever 124, as more clearly shown in FIG. 12. A control rod 125 is articulated to the lever 124.
When the lever 124 is oscillated counterclockwise by means of the rod 125, the shaft 108 also rotates counterclockwise.
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of a watch, and the lever 118 and the connecting rod 117 move the block 109 up and down until a notch 126 in it comes. look at the trigger block 110. When the trigger block then moves to the left, it enters notch 12C instead of meeting block 109.
It follows that the lever 107 is not actuated in order to withdraw the latch 102, which thus remains engaged.
On top of the fixed guide 93 a dovetail slide is a hand trigger block 127 which can be actuated by means of a notched lever 128 attached to an oscillating shaft 129. Block 127 contains a plunger 130, urged from top to bottom by a spring, which is intended to enter a notch 131 hollowed out in the top of the latch 102.
As a result, when the trigger plunger 92 approaches the upper point of its stroke, the plunger 130 engages the notch 131. When the shaft 121 is then rotated by means of the hand device described above, lever 128 moves block 127 and latch 102 to the left so as to remove the latter from notch 101. The mechanism is thus triggered and the table receives its pulse from bottom to top as described above. above.
The trigger diver 92 is provided with a back pad 132 in rawhide or other suitable material, fixed to the base 34. The movement of the elements after triggering can also be damped by means of an adjustable dash-pot 133 ( Fig. 8) actuated by means of a balance 134 and a rod 135 by the micrometric balance 81.
The up and down pressure or working pressure is provided by energy derived from the main drive shaft 100 through a clutch 136 (Fig. 9), a preferred embodiment of which is described. below, and
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by means of a micrometric crank mechanism 136a and of a combination of elements described below and called a high pressure articulated system.
Micrometric crank mechanism
At the outer or hub end of the driven member 99 of the clutch 136 is fixed by means of transverse keys 137 and bolts 138 a crank body 139. A block 140 carrying a crank knob 141 is mounted to sliding in the sliders at the head of the hammer 142 of the crank body 139 and can be moved by means of a micrometric screw 143 (Figs. 4 and 9). The right end of the screw 143 carries a spur gear 144 meshing with a pinion 145 of a shaft end 146 rotatably mounted in the end of the crank body 139 and carrying a handwheel 147.
Fn turning the handwheel 147, the block 140 and the crank knob 141 can be brought closer or further away from the axis of the shaft 100, thus varying the stroke of the crank, represented by the distance between the crank. axis of the shaft 100 and the center of the crank knob 141.
An index 148 of block 140 cooperates with a scale 149 of the crank body 139. Since the stroke of the tool 22 is a function of the stroke length of the crank, the scale 149 is graduated directly in stroke units of the tool.
On the crank button 141 is articulated a connecting rod 150 comprising a slide 151 with longitudinal internal slides 152 in which a block 153 can move under the action of a second screw 154 mounted for rotation in the slide 151 and having a advance identical to that of the micrometric screw 143, but not in reverse. A large spur gear 155 is attached to screw 154 in a
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position such that when the crank and connecting rod are in the right neutral position, as shown in Fig. 4, the pinion 155 is located in line with a similar pinion 156 of the micrometric screw 143. A pinion 157, idle on an arm 158, oscillating around the micrometric screw 143 and meshing with the pinion 156, can be brought by pivoting in taken with the pinion 155, as shown in Fig.
It, when the gears are in line as mentioned above. A stud or attachment button 159 of the arm 158 is arranged to be engaged in holes 160 and 161 in order to retain the idle gear 157 respectively in the meshing position and in the free position.
The block 153 carries a hinge pin 162 which is engaged in a lever 163 attached with a large pin 163a to a cross shaft 164 which is journaled in the side plates 40 and 40a. The elements being in the middle position at left neutral and the idle or transmission pinion 157 being engaged, the screw 143 produces a similar rotation of the screw 154. Since the screws have opposite pitches and the same advance, when the crank button 141 moves relative to the center of the shaft, dragging the connecting rod 150 with it, the block 153 and the articulation pivot 162 move the same amount in the opposite direction relative to the slide 151 of the connecting rod.
In this way, the effective length of the connecting rod is changed so as to compensate for the change in the stroke of the crank, the articulation pivot 162 and the lever 163 retaining their initial positions without change.
When the crank stroke is adjusted, the transmission pinion is disengaged.
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High pressure articulated system.
As shown in Figs. 12 and 15, the cross shaft 164 carries a pair of toothed sectors 165 meshing with corresponding toothed sectors 166 of an arm 167 attached by a pivot 168 to the side plates 40 and 40a.
A second arm 169 of the same length as the arm 167 is articulated thereto by a pivot 170. The left end of the arm 169 is connected by a pivot 171 in the middle of a substantially vertical lever 172 which oscillates on a pivot. transverse 173 fixed to side plates 40 and 40a. When the device is in the normal position shown in FIG. 12, the pivots 168, 170 and 171 are in a straight line.
This combination of pivots and arms constitutes a "pull lever" 169a hereinafter referred to as a secondary pull lever.
The term traction lever is used to denote a two-part articulated system which initially is placed in a straight line position or "infinite plane" position and which operates when moved from that position, the articulated elements or connecting rods being under tension and not under compression.
A balance 174, journaled to the base 34 and connected to the pivot 170 by a connecting rod 175, carries a counterweight 176 which compensates for the weight of the arms 167 and 169 by subtracting the teeth of the sectors 165 and 166 from any fatigue except that which is imposed on them by the work effort transmitted by them.
The lower end of lever 172 carries a pivot 177 which is connected by a connecting rod 178 to the middle pivot 179 of a primary pull lever 180 having upper and lower arms 181 and 182. The lower arm 182 is anchored.
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to a pivot 183 fixed in the side plates 40 and 40a. The upper arm 181 is attached to a pivot 184 journalled in a massive tool beam 185, the pivots 179, 183 and 184 being normally in line. At the right or rear end of the balance 185 is rotatably retained an eccentric cushion 186 which is rotatably mounted on a fixed anchor pivot 187.
A ram 188, sliding vertically in a guide 189 fixed to the side plates 40 and 40a, is fixed to a large pivot 190 journaled in the left end or front end of the balance 185. A cylindrical piece with collar 191 constituting the lower part of the ram 188 is provided with a tool holder 192 inserted in this part and fixed by means of a transverse key 193, as shown in section on a larger scale in FIG. 14. The tool holder 192 can be arranged to carry several tools of any desired shape, but in the present example it carries a simple cylindrical tool 194 held in place by a thread 195.
The energy derived from the shaft 100 is transmitted by the high pressure articulated system to the tool 194 and the workpiece as follows:
When crank knob 144 is in right neutral, the primary and secondary traction levers are in their straight or "infinite plane" positions and tool 194 is at its upper end of travel, as shown in Fig. . 12. The straightened arrangement of the traction levers is ensured by the application of a preliminary downward pressure to the tool 194 through the workpiece following an upward movement of the handle. , table 31, as described above.
This pressure from the bottom up tends to lift the balance 185 by subjecting the two levers of
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tension at an initial tension which brings their respective end and median pivots into the correct alignment as specified above. At the same time any play which may have occurred in the articulated system as a result of wear is absorbed.
In the view of FIG. 12, the crank button
141 will then rotate counterclockwise from right neutral. The arm 163 and the transverse shaft 164 thus oscillate in a clockwise direction. Sector 165 lowers sector 166 with which it meshes and causes lever 167 to pivot on anchor pivot 168. Secondary pull lever 169a is thus pushed back from its upright or "infinite plane" position by pulling upward. , right the pivot 171 and the vertical lever 172 and by forcing the connecting rod 178 to push to the right the middle pivot 179 of the primary traction lever 180. Since the lower arm 182 is pivotally attached to the base 34, the traction of the Primary traction lever lowers pivot 184 so as to oscillate balance 185.
The ram 188 moves up and down in the guide 179 to drive the tool 22 into the workpiece 20, as shown in FIG. 13, by creeping the blank 25 (Fig. 3).
Crank knob 141 rotates past left neutral and continues to rotate toward right neutral by removing tool 22 from the workpiece and returning the elements to their original position shown in the figure.
Fig. 12.
In the description of the cold flow process it has been specified that the natural resistance to flow of the material decreases in a parabolic shape as a function of an increasing strain. The tool producing the creep must. provide the pressure required to overcome resistance and
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it must move at a speed suitable for catching up with the natural deformation exactly.
The characteristic effect of a traction lever is exactly the opposite of that of a toggle lever, that is, when it is actuated it produces a mechanical multiplication starting with infinity at instant when it leaves the position in a straight line or position of "infinite plane and decreasing in a descending curve (in graphical representation) as a function of an increasing displacement. At the same time, given that the speed and the multiplication m- The corresponding channels of any articulated mechanical system are inversely proportional to each other, the speed increases following an ascending curve as a function of a resulting increasing displacement.
In the preferred embodiment shown in the accompanying drawings, the primary and secondary traction levers, as well as the elements cooperating with them, are proportioned so that their combined action has the effect of lowering the tool 22 to a increasing speed following a parabolic rate as a function of its increasing displacement. Conversely, the pressure of the tool for a given power decreases according to a parabolic rate according to the displacement of the tool.
Theoretically the tool is able to exert an infinite pressure from top to bottom since the mechanical multiplications of the two traction levers are infinite at the moment when they start their movement from the position of infinite plane or position in straight line. Obviously, in reality, infinite pressure does not occur since the maximum pressure is determined by the point of deformation of the material to be worked.
What actually happens is that, the pressure from bottom to top by the table having
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Ensuring that there is no play and that the traction levers are fully extended, the tool lowered from the rest position and moved very slowly, quickly applies sufficient pressure to overcome the condition. - elasticity of the material which yields and flows in the specified manner, the tool accelerating its movement to take up the deformation and provide the working pressure until the moment when the flow is completed.
For some materials the creep ends and the blank separates completely during the initial stages of the stroke, the remainder of the stroke serving to expel the blank.
Referring to the diagram of FIG. 19 It should be noted that the plotted values do not represent absolute speeds, pressures, etc., but simply the relationships between these characteristics. In other words, the production of cold creep depends on maintaining the correct relationship between pressures, speeds and tool feed. Inherent in the present invention is the possibility of keeping within its limits the aforesaid correct ratio, which thus applies to a wide variety of speeds and materials, and the machine used to carry out the invention can be constructed in any desired size. provided that the correct proportions of the high pressure articulated system are observed.
In a preferred embodiment suitable for practice, the following data is used providing the correct proportions of the elements:
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Maximum ram stroke ................. 39.7 mm.
Radius of lever arms 181 and 182 ... 485.7 of primary traction ................... 485.7 mm.
Radius of arms 167 and 168 of the lever of mm.
Working pressure capacity 680. 000 Kgs. maximum ................: ..... 680. 000 Kgs.
Angle of Primary Pull Lever after 0.4mm Tool Stroke ... 1 19'27 ''
Angle of secondary traction lever. 5 17'45 "Combined kinetic efficiency or mechanical multiplication of the system of traction levers and of the tool-holder balance at the end of A tool stroke. Of 0.4 mm ... 58.308 Angle of the primary traction lever at the end of tool stroke of 39.7 mm ... 13 24'8 '' Angle of secondary traction lever ..................... ............ 16 53'1644 Kinetic efficiency or mechanical multiplication of the system of traction levers and the tool-holder balance after a tool stroke of 39.7 mm. ................... 1.728
It follows from the above that the mechanical multiplication falls from 58.308 to 1.728.
The ratio of speeds, which is the inverse of the mechanical multiplication, increases correspondingly. If one plots the values of the mechanical multiplication and of the speed ratio for the corresponding increases in the advance of the tool between the extreme limits specified, one obtains two curves which have the characteristics shown in FIG. 19.
Protection against breakage.
This function, i.e. keeping the material surrounding the worked surface intact during the working stroke, can be performed by a device - of the type shown in FIG. 14, which will be described below.
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A bush 197 is slidably guided on the cylindrical lower part 196 of the lower member 191 of the ram. A nose 198, slidably mounted on the periphery of the tool holder 192, is fixed in the lower end of the bush. 197. A contact shoe 199, corresponding to member 24 (Fig. 1), which tightly surrounds tool 194, is fixed in the lower part of nose 198.
A pad or plug 200 is slidably housed in the bottom of a central bore 201 of the lower member 191 and of the ram 188 and carries a pin 202 projecting outwardly through lateral slots 203 of the member. 191 so as to bear against upper extensions 204 of the socket 197. The initial position of the socket 197 is fixed by the adjustment of the heads 295 of bolts 205a passing through guide sleeves 206 which slide in 191.
The bolts 205a carry upper nuts 207-, sliding in notches 208 of the ram 188 and they are biased from bottom to top by springs 209.
A large compression spring 210 housed in bore 201 bears against the top of bush 200. A threaded plug 211, shown in the withdrawn position, which is threaded into bore 201, is intended to be threaded from top to bottom. low, to impose on the spring 210 any desired initial compression, by means of a square rod 212 connected by bevel gears 213 and by a shaft 214 to an external handwheel 215.
A rotary dial 216 meshing with the shaft 214 may be calibrated relative to the spring 210 to indicate the pressure exerted by the latter on the nut 211.
The protector works as follows: -
Normally the contact shoe 199 is spaced slightly beyond the end of the tool 194. As the table 51 rises to apply the initial pressure, as explained above, the workpiece 20 comes off. on board
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wear against the hoof 199 'in. pushing the sleeve 197, the pin 202 and the bearing 200 upwards against the pressure of the spring 210, previously fixed by the adjustment of the nut 211, until the tool 194 also comes to bear against the part to be to work. The initial pressure from the bottom up on the tool ensures the straightening of the traction levers and the absence of play, as explained above.
When the tool 194 begins to descend, the part of the workpiece 20, surrounding the tool, is kept compressed by the action of the large spring 210. As the tool passes through 20, the ram 188 descends relative to the sleeve 197, to pin 202 and bush 200. At the same time nut 211 is driven up and down by the ram thereby further compressing spring 210 and increasing the pressure applied through shoe 199 on workpiece 20. The pressure protecting against breakage thus increases elastically from a predetermined initial value as the stroke lengthens, keeping the portion of 20 surrounding the work intact.
The degree of pressure required to protect parts of various types against breakage having been determined, the initial adjustment of spring 210 is carried out accordingly. Optionally, the limits of action of the spring can be varied further by using washers. spacers 217 (Fig. 13). Or one can remove the spring 210 and replace it with another having different limits of action.
When the upstroke or return stroke of the ram 188 ends, the nuts 20? come to bear against the top of the member 191, as shown in FIG. 14, causing the shoe 199 to disengage from the workpiece 20 as the table 31 retracts up and down, as discussed above.
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plied above. Part 20 can then be removed and replaced with a new blank.
Clutch.
The clutch 136 through which the driving force is transmitted from the main drive shaft 100 to the high pressure articulated system and to the reciprocating mechanism of the table is preferably of the type shown in FIG. . 17. On this the reference numeral 218 indicates a driving member fixed by means of wedges 219 to the shaft 100 and rotating inside a part 220. The hub 99 to which the eccentric 99 is fixed (Fig. 6) and the crank body 139, described above, is integral with the part 220, or is fixed thereto, and is journaled on the shaft 100, as shown in FIG. 9. '
The drive member 218 has circumferentially spaced projecting segments 221 intended to engage with a block 222 sliding radially in the part 220 and containing an articulation pivot 223.
An oscillating lever 224, articulated on part 220 at 225, includes a lower arm 226 disposed outside 220 and carrying a contact roller 227. The upper arm 228 of the lever 224 carries a pivot 229 which is connected by a connecting rod 230 to the articulation pivot 223. A rod 231, sliding in a journal 232 mounted in the part 220, is articulated on the pivot 229 and is pushed to the left by a spring 233. A vertical latch 234 biased from bottom to top by a spring 234a comprises a lower cross-member 235 intended to enter a notch 256 of the rod 231. A lever 237 articulated at 238 on the part 220 carries an engaging roller 239 intended to enter into taken with the projections 221 and it ends with a fork 240 fitting a roller 241 of the latch 234.
A fixed guide 242 contains a plunger 243, slide
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sant vertically, in which a second plunger 244 can move up and down. A latch 245 can slide in the plunger 243 and is biased from right to left by a spring 246. The latch 245 is provided with a roller 247 moving vertically in circles. grooves 248 of an angled lever 249 pivoting en'250 and connected to a vertical rod 251 comprising an inclined upper contact shoe 252.
The second plunger 244 has a lateral notch 255 to accommodate the end of the latch 245 and is connected by a lower binocular 254 to a lever 255 attached to a cross shaft 256. The shaft 256 is journaled in the side plate 40. and is attached to an outer lever 257, as shown in FIG. 4. The lever 257 (Fig. 4) is connected by a pull rod 258, a lever 259 and a second pull lever 260 at the upper end of an angled lever 261 terminating in a pedal 262 at the front. of the base 34.
Referring again to FIG. 17, it can be seen that the plunger 243 rests on a block 263 which slides vertically on the second plunger 244 and connected by a connecting rod to a lever 264 which can oscillate on a transverse shaft 265 and which carries a counterweight 266. The transverse shaft 265 supports on its pivot the oscillating lever 124 described above with reference to FIG. 6. A vertical rod 267 slidably mounted in the guide 242 is connected by a connecting rod to the lever 264. A compression spring 268 biases the rod 267 from bottom to top, normally retaining the lever 264 (see Fig. 17), block 263 maintaining plunger 243 at its upper limit switch.
As shown in Fig. 17, the clutch is fitted for the semi-automatic operation of the machine,
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whereby the clutch is released automatically after each work operation, after which the worker removes the finished work, puts in a new workpiece, then starts the machine again by engaging the clutch in the hand.
Under these conditions, the clutch operates as follows:
Assuming that the shaft rotates counterclockwise, when a working cycle ends, the contact roller 227 bears against a contact block 243a adjustable in an adjustable manner. top of plunger 243. Subsequent counterclockwise rotation of part 220 rotates lever 224 counterclockwise against spring 223 by rotating the lever 224 counterclockwise. removing from top to bottom the connecting rod 230 and the block 222. The block 222 is thus withdrawn away from the projection 221 of the driving member which is then free to spin. Since the rod 231 is pushed to the right, the cross member 235 engages from bottom to top in the notch 236 thus locking the block 222 in the withdrawn position.
The roller 227 being stopped by the block 243a and the clockwise oscillation of the lever 224 being stopped. Tied by a buffer 224a, the part 220 and all the related active elements of the machine are brought to rest.
To prevent a possible rebound, any suitable device can be employed, for example a pawl 269 (FIG. 4) intended to engage with the bottom of the crank body 159 when the latter reaches its right dead center.
To engage the clutch by hand, the worker takes his foot off the pedal 262, thus allowing a recoil spring 270 (Fig. 4) .- to pivot the elbow lever 261
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clockwise. The lever 257 is thus caused to pivot from left to right and turns the cross shaft 256 so as to lever the second plunger.
244 until the latch 245 comes to engage in the notch 253. The worker then presses the pedal 262 so as to lower the plunger 244 which, being coupled by the latch to the plunger 243, withdraws the latter from top to bottom in the guide 242 by releasing the contact roller 227. The first of the projections 221 which then comes to bear against the roller 239 throws down the lever 237 by expelling the notch 236 the crosspiece 235 of the latch 234.
The spring 233 relaxes by oscillating the lever 224 from right to left towards a second stop buffer 224b and forcing the connecting rod 230 to lift the block 222. The protrusion 221 which follows comes to bear against 222 and drives the part 220. With the machine thus started, the roller 227, which is driven counterclockwise, hits and lowers the inclined shoe 252 by removing the latch 245 from the notch 253 of the second plunger 244. The plunger 243 is thus released and it rises under the action of the spring 268 in its upper position. When part 220 has described a simple revolution, contact roller 227 hits block 243a to release the clutch and stop the machine, as described above.
It is clear from the above that the clutch automatically limits the operation of the machine to one revolution for each actuation of the pedal. A fortuitous repetition with accident of man and damage to the machine or the material is thus rendered impossible.
When you want to make the machine work continuously, completely automatically, for example when the
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workpieces are fed by a feeder of a suitable type; the clutch 136 must remain engaged. To this end, the following device is planned:
On the transverse shaft 265 is mounted an oscillating lever 124, mentioned above, which comprises a shoulder 271 (Fig. 17) intended to come to bear against a counter-shoulder 272 of the lever 264. The lever 124 is connected by rod 125 and by a pivot 273 to a lever 274 fixed to a shaft 275, as shown in FIG. 12.
Shaft 275 carries a similar outer lever 276 connected by a rod 277 to a handle 278 which is pivotally mounted on the opposite side of base 34 and which has a detent latch 279. When moving lever 278 from right to left in the position shown in FIG. 12, the lever 124 oscillates clockwise. The shoulder 271 (Fig. 17) meets the shoulder 272 of the lever 264 by swinging the lever clockwise and lowering the block 263 and plunger 243. The right end of the lever. lever 264 further bears against a shoulder 280 of the lower end of the second plunger 244 while maintaining the latter in the lowered position.
The latch lever 281, pivoting at 282 and connected to the rocker lever 124 by a connecting rod 283, contains a spring loaded latch 284 having an inclined cam surface 285. When the lever 124 swings clockwise, as as specified above., the latch 284 presses against the bottom of the angled lever 249. When the inclined shoe 252 lowers following its first encounter with the roller 227, thus causing the angled lever 249, the latch 284 is pushed up and down to the left of 249,
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the cam surface 285 pulling 249 further to the right by acting as a wedge. Shoe 252 is thus kept away from the roller during subsequent revolutions of the clutch.
The block 243a also remaining lowered out of the reach of the roller 227, the clutch remains engaged so as to drive the machine continuously.
When operating the machine semi-automatically, as indicated above, it is necessary that the reciprocating mechanism of the table described with reference to FIG. 6 is actuated by the same manual operation as that which causes the engagement of the clutch, since otherwise the upward movement occurring at the end of each return stroke would prevent the loosening and replacement of the workpieces. For this purpose, the following construction is planned:
An outer lever 285 (Fig. 4) is attached to the shaft 129 and is connected by a connecting rod 286 to an inner shoulder sleeve 287 containing a piston 288. The piston 288 has a rod 289 screwed into a hinged branch 290. on the angle lever 261.
A traction lever 291 biases the lever 285 from left to right.
When the pedal 262 is depressed to engage the clutch, as indicated above, the lever 285 pivots to the left under the action of the articulated system which has just been described, making the shaft 129 oscillate and pivoting vote the short lever 128 on the left. The trigger block 127 (Fig. 6) is thus moved to the left. The spring motor is then triggered and raises the table, as described above. By screwing the piston rod 289 more or less into the branch 29, it is possible to adjust the operation of the clutch relative to the spring motor during the actuation of the pedal.
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Synchronization of drive power and flywheel.
The main characteristic of the cold flow process is its extreme smoothness. Therefore, in order to perform the process in the most advantageous manner, it is desirable that the power be applied as gradually as possible. Since the resistance overcome by the tool and the rate at which that resistance is overcome are inversely proportional, as specified above, the power remains constant during creep.
The increase in power from idling to the constant power required for creep, that is, that required to overcome the elasticity of the material, occurs just at the start of the stroke. of the tool at very low speed. There should be no spikes or jerks of power such as those produced during a punching operation where maximum pressure is applied at a high speed with shock.
Therefore, theoretically, it would not be necessary to produce a flywheel effect for the cold creep.
However, in practice, due to the high pressures that are developed, the elements applying the pressure, including the tool balancer 185, the arms 181 and 182 of the primary traction lever, etc., must be very massive. These elements therefore have a very great total inertia. When these elements are started from rest and during the reversal of their movement, their inertia would exert a significant imbalance effect on the progressive transmission of power from the main motor to the structure.
According to the present invention, a flywheel and a flexible drive device with a synchronizing mechanism are employed to maintain progressive transmission of power directly from the engine.
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main to the work, the flywheel not normally exerting work on the material but serving to balance the aforementioned effects of inertia of the active elements.
The above combination is constructed and works as follows:
A flywheel 292 (Figs. 9 and 10) is attached to a shaft 293 journalled in the side plate 40a and in a bearing 294 attached to an extension 295 of the pedestal 34. A chevron wheel 296 is also attached to the shaft. 293 and it meshes with a larger diameter toothed wheel 297 attached to the main drive shaft 100. A thrust bearing 298 is mounted on the shaft 293 between the flywheel 292 and the bearing 294 to absorb the pressure. thrust produced as a result of the natural vibration when the flywheel supplies accumulated energy to the main shaft, and a similar bearing 299 of the main shaft 100, located between the toothed wheel 297 and the main bearing 300 of the side plate 40a likewise absorbs the thrust of 297 when energy accumulates in the flywheel.
The main motor, for example an electric motor 301 mounted on a suitable bracket 302, is connected to a shaft 303 journalled in a housing 304 fixed to the side plate 40a by bolts 305, as shown in Fig. 18.
The shaft 303 carries a worm 306 meshing with a toothed ring 307 which is fixed by means of screws 308 to guide plates 309 rotatably mounted on the main shaft 100. A driven member 310 is wedged. on the shaft 100 and has radial notches 311 in which are housed inclined sliding plungers 312 retained by limiting screws 313 and pushed outwards by springs 314.
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Drive blocks 315, sliding between the outer circumference 316 of the driven member 310 and the inner circumference 317 of the toothed ring 307, are normally biased so as to come to bear laterally against the plungers 312 by spring springs. compression 318 supported by inclined blocks 319 which are attached to guide plates 309.
Power is supplied by motor 301 which causes worm 306 to drive toothed ring 307 counterclockwise (Fig. 18) and with it guide plates 309 and inclined blocks 319. The driving force is transmitted by the springs 318 to the driving blocks 315 which rotate the plungers 312 driving the member 310 and the main shaft 100. The driving springs 318 have a force such as in their position of maximum relaxation, ie when the drive blocks 315 are stopped by the rear ends of the inclined blocks 319 as shown in FIG. 18, they exert on the shaft 100 a torque just sufficient to balance the combined moments of inertia of all the driven elements, including the flywheel.
Therefore, when the shaft 100 has gained speed, but before the work load is applied, the members rotate in the relative position shown in FIG. 18. When the load begins to act, by slightly slowing down the movement of the working members, the springs 318 contract in accordance with the intensity of the load, thus accumulating elastic energy. When the load ceases, the springs relax, releasing the accumulated energy and rapidly accelerating the elements until they have reached their initial speed or speed of synchronism.
Likewise, the device tends to maintain a constant working speed
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in the event of sudden irregularities in load which occur accidentally, for example when working with materials with defective or irregular structure.
The combined moment of inertia of flywheel 292, shaft 293, and gears 296 and 297 is made substantially equal to the combined moments of inertia of all working members. When the clutch 136 is engaged or when the ram and associated articulated system change direction of motion, the retardation or rest inertia is immediately counterbalanced by the inertia of the mobile flywheel system. Therefore, in fact, the elements start without inertia allowing the main motor to act directly through the elastic transmission on the workpiece.
This balance between the flywheel effect and the inertia of the working bodies is of great importance, because it has been found experimentally that a more accentuated flywheel effect causes deterioration and wasting of material, while when this effect is too low, it also gives rise to insufficient work due to the irregularity of action.
The multiplication of the speed of the flywheel by means of the chevron wheels 297 and 296 provides the flywheel with ample energy storage capacity to perform its balancing function with a small decrease in speed.
In the exceptional case of a sudden increase in creep resistance, due to exceptionally hard spots or similar defects in the working material, the flywheel provides additional working energy in the ordinary way. .
When the 301 engine stops or slows down for one or more
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the other cause, for example as a result of a current fault, the driven member 310 of the elastic transmission mechanism (Fig. 18) passes the toothed ring 307 and the plungers 312 slide in their ribs 311 while sliding. on the inclined blocks 319 and on the drive blocks 315. The device thus operates in freewheeling mode so as to protect the worm 306 and the toothed wheel 307 against an excessive force produced by stopping the heavy gear members. job.
The operation of the entire machine can be summarized as follows:
The stroke of the tool is adjusted, in accordance with the dimensions and characteristics of the workpiece 20, by means of the handwheel 147, the micrometric crank, the initial level of the table is fixed by means of the handwheel 321, the stroke of the table is fixed by means of the handwheel 89. the pressure of the table is fixed by means of the handwheel 323 and the pressure protecting against it is adjusted by means of the handwheel 215. breaking.
The complete work cycle for semi-automatic operation is as follows.
1.- Place the workpiece 20.
2. - The pedal 262 is depressed which causes the levers 285 and 257 to oscillate to actuate the reciprocating mechanism of the table and the clutch 136.
S.- The table is raised by clamping the workpiece, straightening the traction levers and ensuring against any play the articulated system at high pressure. At the same time the clutch engages.
4.- The tool descends, loosening the blank by creep.
5. - The tool is withdrawn from bottom to top, removing the guard when the upstroke is completed. At the same time the table goes down and the spring motor is loaded.
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6.- The clutch automatically releases and stops the parts of the machine that are producing the work.
7.- We remove the worked material.
The fully automatic work cycle is as follows: 1.-¯The workpiece is fed into place, preferably by a suitable automatic feeder.
2.- The reciprocating mechanism of the table is actuated to lift the table in the manner described above.
3.- The blank comes off by creep.
4. - The tool and the guard are withdrawn. At the same time the table goes down and the spring motor is loaded.
5.- The worked material leaves the machine and is replaced by a new blank just before the next stroke of the table.
It follows clearly from the above that a precise adjustment of the action time of the table and of the clutch in relation to that of the ram is essential for the correct coordination of functions. This is especially true for the disengagement during semi-automatic operation and for the upstroke of the table during fully automatic operation. This adjustment of the action time is determined beforehand by establishing the correct angular position of the clutch 136 and of the eccentric 98 in relation to the crank knob 141. Precise adjustment of the release moment of the clutch can be operated by moving the contact block 243a on the plunger 243 to the right or left (Fig. 17).
Likewise, the timing of the automatic motor triggering at A can be set with precision.
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spring by means of an adjustable wedge 324 (Fig. 6) for moving block 109 right or left so that it engages block 110 sooner or later. In order that the ram can be moved by hand to check the settings or for similar purposes, a lever 325 (Fig. 4) is rotatably mounted on the transverse shaft 164 and this lever is connected by a connecting rod 326 to a. sleeve member 327 pivoting on side plate 40 and intended to receive a handle 328. A flared hole 329 passes through lever 325 and shaft 164 in line when the elements are in the position shown in FIG. . 4.
When you want to move the ram by hand, the pin 163a is removed from the lever 163 and inserted into the hole 329. The lever 163 is thus disconnected from the shaft and connected to the handle 328, so that a 328 movement acts through the high pressure articulated system to move ram 188.
The machine has been described above in its special application to the "cold creep" process specified above. However, it is also suitable for cold working various materials which do not lend themselves to cold creep, for example to dissociate crystalline substances such as cast iron. The machine acts on these materials in the same way as that described above, but the the part 25 below the tool 22 then does not flow up and down like a solid blank but undergoes rapid progressive disintegration and falls out in a pulverized form.
From the foregoing it will become clear to those skilled in the art that the process in question differs radically from ordinary processes for working materials, and likewise from the machine according to the present invention, intended to carry out this process, necessarily differs so much in
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its operation only by its construction of machine tools known until now.
Although the machine has been shown in its preferred form, its construction is not limited to the structural details illustrated and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
CLAIMS
1) Process for cold working a part, for example made of steel, consisting of an aggregate of crystals and amorphous material, consisting in applying pressure to a determined surface of the. workpiece under conditions such that the crystals are displaced in the amorphous material so that the corresponding part of the workpiece yields along the line or area of cleavage and detaches from the workpiece by cold cloud ".
2) Process for cold working a part, for example., Made of steel, constituted by an aggregate of crystals and amorphous material, with a view to separating one part of the part from another, consisting in subjecting the part to be separated with the part at an intense pressure capable of causing in the structure of this part a change from the elastic state to the plastic state along the line or zone of cleavage, and to continue the application of the pressure so as to "flow "that part outside the main part of the room, obtaining a smooth finished surface.