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BREVET D'INVENTION "PRESSE A EMBOUTIR."
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux presses mécaniques.
La pratique de fabrication la plus avancée nécessite une grande précision des objets emboutis à la presse afin d'éviter totalement, ou en grande partie, les opérations annexes ayant pour but d'amener ces objets aux dimensions et formes exactes et souvent au fini voulu. L'exactitude des objets conformés dépend non seulement de la perfection
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mécanique de la presse (c'est avec une presse mécanique qu'on obtient le mieux une position précise et uniforme du point mort-bas de la course alternative du chariot porte outil etc...) mais encore de la stabilisation, avant la fin de l'opération d'emboutissage, des contraintes internes qui prennent naissance pendant l'opération d'emboutissage des pièces.
C'est-à-dire que, lorsque la pièce est terminée, il ne doit plus y avoir de contraintes internes gauchissant ou déformant d'autre manière la pièce qui a reçu une forme exacte et précise des matrices.Pour atteindre à cette exac- titude désirée ou permanente des pièces embouties à la presse, il apparait non seulement nécessaire que les matrices aient une résistance supérieure à celle de la matière dont sont 'Laites ces pièces,mais encore qu'il s'écoule, pendant que les outils d'emboutissage sont en action, un intervalle de temps durant lequel les contraintes internes puissent disparaître d'une façon complète. Dans les métaux par exemple et, à un degré moindre, dans de nombreux autres matériaux, de fortes contraintes internes prennent naissance pendant l'opération d'emboutissage.
En outre, l'industrie moderne vise de plus en plus à produire des formes compliquées par des opérations d'emboutissage à la presse. Pour obtenir des pièces pleines et sain es,, la matière a besoin d'un certain laps de temps pour s'écouler à l'intérieur des creux d'un moule, en expulser l'air et y prendre sa forme définitive.
La présente invention concerne une presse ayant un mouvement de coulisseau particulier. Le coulisseau, en comparaison avec le mouvement de coulissement d'un coulisseau ordinaire à entraînement par manivelle, se déplace plus vite dans les parties non actives de la course, c'est-à-dire pendant la plus grande partie de la course retour et pendant la plus grande partie de la course de travail, et .
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marqae, à son point mort-bas, un temps d'arrêt effectif dont la durée peut être modifiée dans une large mesure, et la fin de son mouvement, juste avant cet arrêt effectif, est lent.
On peut facilement obtenir un arrêt effectif du coulisseau à spn point mort bas pendant 1300 de son cycle d'opération,les courses de retour et'de travail s'effectuant pendant le reste des 360 de son cycle ; on peut obtenir également une fin de mouvement précédant l'arrivée au point mort bas qui soit lente. En outre, le coulisseau a un point mort bas défini d'une façon uniformément précise.
Grâce à ce mouvement de coulisseau particulier, les outils d'emboutissage ou matrices portés respectivement par le coulisseau et par le bâti de la presse, appliquent la force de pression sur la matière à emboutir, tout d'abord rapidement et puis lentement et ce, d'une façon progressive, au fur et à mesure que le coulisseau approche de son point mor bas; la matière a le temps de s'écouler pour remplir complètement et avec exactitude toutes les parties comprises à l'intérieur des matrices, y compris les cavités profondes, et d'en expulser l'air ;
la matière qui est en voie de conformation est maintenue sous une force ou compression constante pendant une période de temps prolongée durant laquelle les contraintes internes qui se forment à l'intérieur de la matière peuvent être annihilées ou amoindries d'une façon telle que lorsque l'on a retiré la pièce des matrices, cette pièce ne gauchit pas ou ne se déforme pas en raison de; contraintes internes ; et la fabrication à la presse d'objets conformés d'une façon uniforme et avec précision, cette fabrication s'effectue avec une plus grande facilité et une plus grande perfection que jusqu'à maintenant.
L'invention vise en outre une presse de type mécanique pourvue du mouvement de coulisseau particulier dont on a fait mention ci-dessus comprenant des pièces actives de
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coulisseau capables de transmettre des forces motrices avantageusement importantes et concentrées ; une presse dans laquelle la force motrice est transmise d'une partie à une autre sous des angles favorables et dont la construction mécanique est simple, efficace et solide.
On a représenté une forme de réalisation de l'invention sur le dessin annexé.
En se référant à ce dessin
La Fig. 1 est une coupe verticale de cette forme de réalisation.
La Fig. 2 est une vue schématique de la partie représentée sur la figure 1, représentant la position des pièces actives du coulisseau, au point mort haut.
La Fig. 3 est une coupe transversale, faite suivant la ligne III-III de la figure 1.
La Fig. 4 est un graphique explicatif du mouvement du coulisseau.
En se référant au dit dessin, 10 désigne un bâti de presse comportant un plateau 11 et une tête 12. 15 désigne un coulisseau porte-outil dont le mouvement alternatif est guidé d'une façon appropriée, par exemple au moyen de glissières 17 et 18 solidaires du bâti.
Les moyens servant à donner au coulisseau 15 un mouvement alternatif, comprennent des leviers à genouillère 20 et 21, reliés entre eux, comme cela est indiqué en 23, et réunis respectivement à la tête et au coulisseau en 25 et 26. Dans la forme de réalisation représentée, la tête est pourvue d'un dispositif permettant de régler la position du point mort bas du coulisseau 15, ce dispositif comprenant une clavette en forme de coin 30 et un bloc 31 suspendus à la tête; dans ce cas, le levier à genouillère 20 est relié au bloc 31.
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35 désigne une biellette reliée aux leviers à genouillère 20 et 21 ; et,comme on le voit sur le dessin, la biellette peut être avantageusement reliée à l'axe 23 sur lequel.s'articulent les leviers à genouillère 20 et 21.
La forme des leviers 20 et 21 qui est représentée est ce qu'on appelle souvent dans la terminologie des presses la "genouillère". On peut utiliser d'autres types de liaison à coulisseau articulé, comme par exemple le système à bielle et manivelle de type courant représenté dans le brevet américain 2.161.869 du
37 désigne une bielle qui est reliée à la biellette 35 de toute façon appropriée, par exemple au moyen d'un axe 39 qui traverse la biellette 35 ainsi que l'extrémité de la bielle 37. Comme cela apparait sur le dessin, la biellette 35 est double et est reliée à l'axe 39. de chaque côté des leviers à genouillère 20 et 21.
La bielle 37 est soumise de toute façon appropriée à un mouvement de va-ét-vient. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, cette bielle est reliée à une manivelle 41 montée sur un arbre 43 qui peut être entraîné au moyen d'un volant 45. par l'intermédiaire d'un train d'engrenages approprié 46; 47, 48 et 49.
60 désigne un guide'ou glissière pour la biellette 35. Ce guide comporte une partie arquée 62, dont le rayon dé courbure est égal à la longueur de la biellette 35. et qui est construite et disposée de manière à guider cette biellette 35. lorsque les leviers à genouillère 20 et 21 sont en alignement, pendant une partie du/,mouvement de la bielle 37, comme cela sera expliqué en détail plus loin. Le guide 60'comporte également d'une façon avantageuse, une partie 64 ayant tout profil'désiré, comme par exemple le profil réctiligne qui est représenté sur les dessins. La
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partie 64 de la glissière sert à guider la biellette 35 pendant tout le restant du déplacement auquel cette hiellette est soumise par la bielle 37.
Comme on le voit sur les dessins, le guide 60 comporte deux plaques espacées 66 et/67 qui sontfixées au bâti. Une entretoise 69peut être prévue en travers du bâti pour renforcer la plaque 67 du guide de façon que cette plaque puisse mieux supporter les forces qui agissent sur elle lorsque le coulisseau est en action.
Le guidage de la biellette 35 se fait avantageusement par l'intermédiaire d'un galet 71 monté sur l'axe 39 qui traverse la biellette , à l'extrémité qui est logée à l'intérieur du guide 60. Le galet 71 peut être doublé sur le côté opposé de la presse, comme cela est représenté sur les dessins.
Pour que la force d'entraînement soit la plus efficace possible et que les organes d'entraînement aient les meilleurs angles de travail au moment où ont lieu les plus grands efforts, le sens de rotation de la manivelle 41 et sa position sont déterminés de façon telle que la poussée de la bielle 37 s'exerce sensiblement à angle droit par rapport à la biellette 35, dans la partie de la course de travail. du coulisseau 15 pour laquelle ce dernier approche de son point mort bas. Cette disposition est représentée sur la Figure 1, où le coulisseau 15 se trouve à son point mort bas, la manivelle 41 tourne dans le sens lévogyre et la bielle 37 est à angle droit par rapport à la biellette 35 et se trouve sensiblement à angle droit, lorsqu'elle approche de cette position.
Une presse conforme à la présente invention, ayant une course de 203 mm et exerçant une force de 200 tonnes, travaille à la cadence de trente courses par minute, ce qui représente environ trois fois la vitesse que l'on peut obtenir avec une presse purement hydraulique et ce, avec de meilleurs résultats.
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.Fonctionnement.
Le coulisseau 15 est représenté à son point mort bas sur la figure 1 et à son point mort haut sur la figure 2.
En partant du point mort haut (Fig. 2), on voit que pendant la course descendante de la bielle 37, la biellette 35 dont une des extrémités est guidée à l'intérieur de la glissière 60 descend et oscille vers les leviers à genouillère 20 et 21, lorsque ces derniers se rapprochent de leur position d'alignement. La matrice portée par le coulisseau 15 rencontre, au delà de la mi-course, la résistance offerte par la matrice située sur le plateau 11, par l'intermédiaire de la matière à emboutir qui se trouve entre ces matrices.
Lorsque la bielle 37 est entraînée par une manivelle, le déplacement du coulisseau 12 est rapide, pendant une grande partie de sa course de travail et également pendant une grande partie de sa course de retour, comme on le voit par les parties a et b de la courbe représentée sur la figure 4.
Lorsque le coulisseau approche de son point mort bas et que les matrices éprouvent la résistance de la matière à emboutir, le coulisseau se déplace très lentement par rapport à la vitesse de descente qu'il avait jusqu'alors, et ce, par un mouvement progressivement ralenti, jusqu'à ce que le mouvement s'arrête. Le mouvement du coulisseau 15 s'arrête lorsque la biellette 35. atteint une position perpendiculaire à la position d'alignement des leviers à genouillère 20 et 21, cette dernière position étant représentée sur la figure 1 des dessins. La fin de mouvement relativement lente du coulisseau 15 est représentée par la partie c de la courbe de la figure 4. Lorsque les leviers à genouillère 20 et 21 atteignent leur position d'alignement (position de la figure 1), la partie arquée 62 du guide 60, commence son action sur la biellette 35.
La bielle 37 continuant son mouvement,
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l'extrémité guidée de la biellette 35 se déplace à l'inté- rieur de cette partie arquée 62 duguide, et pendant cette période les leviers à genouillère 20 et21 restent dans leur position d'alignement, aucun mouvement ne leur étant imposé par la bielle 21,et le coulisseau 15 marque un temps d'arrêt effectif. Avec la forme de réalisation qui est représentée, le coulisseau s'arrête d'une façon absolue pendant 130 de rotation de la nanivelle, les courses de travail et de retour du coulisseau s'effectuant pendant les 2300 de rotation restants.
Normalement les cycles sont continus ou se succèdent l'un l'autre, un long temps d'arrêt absolu étant obtenu avec une presse conforme à la présente invention, sans avoir à utiliser d'embrayage.
On peut faire varier la durée de l'arrêt absolu en faisant varier la longueur de déplacement (oscillation) de la biellette 35 à l'intérieur de la partie arquée 62 du guide.
Pour empêcher d'une façon certaine que les leviers à genouillère 20 et 21 ne soient renvoyés en arrière, sous la pression, l'angle au centre effectif de la partie arquée 62 et de l'arc d'oscillation de la biellette 35 ne doit pas être supérieur à 45 .
Pendant les trajetsà vide des courses de travail et de retour, le mouvement du coulisseau est relativement très rapide; conme on le voit par les parties a et b de la courbe représentée sur la figure 4. Lorsque les matrices exercent leur pression, le coulisseau 15 se déplace relativement lentement, la vitesse de déplacement diminuant progressivement jusqu'à ce que le coulisseau atteigne sa position d'arrêt absolu, au point mort bas de sa course. Cette phase du déplacement est représentée par la partie.± de la courbe.
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Pendant le déplacement du coulisseau dans la partie c de la courbe, la pression est appliquée graduellement par les matrices sur la matière à emboutir, l'inertie interne ou la résistance à l'écoulement qui existe à l'intérieur de la matière est surmontée graduellement et, par conséquent, l'écoulement de la matière se produit plus facilement et il existe un laps de temps pendant lequel la matière peut s'écouler pour remplir completement les évidements qui se trouvent entre les matrices et peut enexpulser l'air, ce qui a pour résultat de produire des formes pleines et exactes.
Durant la phase d'arrêt absolu.du coulisseau 15, représentée par la partie d de la courbe, les contraintes internes de la matière ont le temps de s'exercer et de s'amoindrir ou de disparaître et l'objet conformé, une fois la pression êtes matrices supprimée, peut conserver sa forme' précise et ne pas se gauchir ou se déformer et perdre cette forme précise sous l'action des contraintes qui, autrement, subsisteraient à l'intérieur de la matière..
Le mouvement particulier du coulisseau conforme à l'invention et la façon dont ce dernier applique sa:, force sur la matière à emboutir permettent d'obtenir un mouvement aisé des organes et réduisent les chocs et les efforts pen- dant l'action de ces derniers. Les matrices également ont une durée utile beaucoup plus longue que dans le type courant de presse mécanique.
Par ce mouvement particulier on obtient un long temps d'arrêt absolu du coulisseau au point mort-bas de sa course de travail, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un embrayage, les cycles de fonctionnement étant normalement' successifs et continus. L'utilisation d'un embrayage lorsque la presse est dans sa phase de travail est extrêmement pénible pour les embrayages, et dans les 'presses à fort tonnage, il est
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impraticable d'utiliser des embrayages, partic ulièrement des embrayages sans glissement, lorsque la presse est dans sa phase de travail.