<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte aux machines de forgeage des vilebrequins et organes analogues, et concerne un appareil de ce genre, au- tonome, permettant d'obtenir des pièces de forge de grande précision à tex- ture continue.
Il existe déjà des machines produisant des pièces de forge à tex- ture continue, dans lesquelles un outil central agissant transversalement est agencé de manière à décaler une partie intermédiaire d'une barre, hors d'alignement avec l'axe longitudinal de cette dernière, tandis que le rappro- chement synchronisé des matrices d'extrémités, saisissant la barre de cha- que côté, de l'outil transversal s'effectue de manière à refouler ou forger longitudinalement le métal simultanément de chaque côté de la partie inter- médiaire décalée.
Toutefois, cette machine de type connu est destinée à être utilisée dans une presse à forger ordinaire, et bien que ce procédé donne toute sa- tisfaction lorsqu'on n'a pas besoin de la presse pour d'autres travaux, il présente un sérieux inconvénient lorsqu'on a besoin de cette presse par ailleurs. D'autre part, cette machine connue utilise des rampes pour trans- mettre horizontalement aux matrices d'extrémités la pression fournie par la tête de presse à effet vertical, et ceci non seulement présente l'inoon- vénient de compliquer la construction, mais entraîne également une sérieu- se perte de puissance, due au frottement.
La présente invention a principalement pour but d'obvier aux incon- vénients précédemment énumérés; elle concerne une machine de forgeage auto- nome comportant ; matrices d'extrémités destinées à maintenir des-par- ties espacées d'une barre et agencées de manière à se rapprocher l'une de l'autre le long d'un socle fixe pour refouler ou forger longitudinalement les parties de la barre supportée, situées entre lesdites matrices d'extré- mités et un outil central s'engageant sur une partie axiale intermédiaire de la barre entre lesdites parties à forger, cet outil central étant agen- cé pour déplacement transversal entre ledit socle et une tête relativement fixe pour repousser cette partie axiale hors d'alignement de l'axe longitu- dinal de la barre,
des dispositifs hydrauliques actionnant respectivement les matrices d'extrémités et l'outil central; et un dispositif de synchro- nisation des courses de travail, des matrices d'extrémités et de l'outil central pour faire coïncider le décalage transversal de la partie axiale intermédiaire de la barre avec le forgeage longitudinal des parties de la barre situées de chaque côté de la partie intermédiaire.
L'invention ressortira mieux de la description détaillée ci-dessous d'une forme de réalisation citée à titre d'exemple en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels :
La figure 1 est une élévation-coupe montrant un appareil construit selon l'invention à sa position de début d'une course de forgeage, les par- ties de l'appareil qui sont dé construction lien connue étant supprimées pour la olarté du dessin;
La figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, mais mon- trant l'appareil en position de fin de course de forgeage;
La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 ;
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2 ;
La figure 5 est une vue en plan du dispositif hydraulique action- nant les matrices d'extrémités de l'appareil ;
La figure 6 est une vue de côté d'un autre dispositif hydraulique
<Desc/Clms Page number 2>
destiné à commander le mouvement des matrices d'extrémités;
La figure 7 est une coupe agrandie, en partie interrompue, montrant le dispositif de synchronisation des mouvements des matrices centrales et d'extrémités de l'appareil; et
La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7.
Dans la forme de réalisation représentée, l'invention est appliquée à une machine autonome pour le forgeage des vilebrequins à partir de barres, 1 convenablement préformées avec des étranglements la séparés par des par- ties agrandies ou renflements 1b. La machine est montée sur bâti ou socle 2 présentant un guide surélevé pratiquement horizontal 3 sur lequel coulis- sept deux berceaux séparés 4, 4a, qui peuvent être de construction prati- quement identique.
Ces berceaux, à leur tour, supportent respectivement les parties inférieures 5 et 6 de deux matrices d'extrémités, ces parties 5 et 6 étant fixées à leurs berceaux respectifs et ayant la forme voulue pour recevoir et supporter les parties espacées de la barre 1 de chaque côté de la longueur axiale de cette dernière devant subir le forgeage pour former un maneton de vilebrequin. On remarquera que cette longueur axiale est cons- tituée par un étranglement la et deux renflements 1b situés de chaque côté dudit étranglement.La matrice d'extrémité 6 peut également être adaptée à la réception d'un maneton de vilebrequin déjà formé et au maintien de celui- ci à la position correcte précise à la fois angulairement et longitudinale- ment par rapport au maneton à former.
Sur le socle 2, entre les susdits berceaux, est également monté un bélier ou piston hydraulique à effet vertical 7, travaillant dans un cy- lindre 80 Le piston 7 de ce dispositif hydraulique est pourvu d'une tige remontante 7a, portant la moitié inférieure 9 d'un outil à déplacement ver- tical transversal lequel, ainsi qu'expliqué plus loin en détail, est desti- né à saisir l'étranglement la de.la barre entre les matrices d'extrémités, et à décaler cet étranglement hors d'alignement de l'axe longitudinal de la barre pour former le tourillon du maneton. La machine est de préférence également pourvue de deux pistons hydrauliques de rappel travaillant dans des cylindres pour ramener la moitié inférieure 9 de l'outil central trans- versal à sa position de repos après une opération de forgeage.
Toutefois, le fonctionnement et l'agencement de ces pistons de rappel étant connus, ceux- ci ne sont pas représentés sur les dessins annexés.
Les parties supérieures 5a, 6a des matrices d'extrémités sont fixées à une tête ou dais 10 monté sur l'appareil de la manière décrite plus loin, en détail, cette tête 10 étant maintenue immobile par rapport au socle pen- dant le forgeage. Ces parties supérieures 5a, 6a sont complémentaires des par- ties inférieures correspondantes 5, 6, et sont destinées à encercler et maintenir les parties de la barre 1 supportées de la manière indiquée ci-des- sus par les parties inférieures 5 et 6 desdites matriceso Les faces internes;
ou en regard, des matrices d'extrémités sont pratiquement planes et sont des- tinées, lorsque lesdites matrices se rapprochent l'une de l'autre, à refou- ler ou forger longitudinalement les renflements 1b de la barre entre les matrices d'extrémités et de chaque côté de l'étranglement axial intermédiai- re la maintenu par l'outil central, ces parties refoulées de la barre étant destinées à former les flasques ou bras de la manivelleo
Pour faire mouvoir les berceaux, 4, 4a, ainsi que les matrices d'extrémités, l'un vers l'autre pour effectuer une opération de forgeage, la machine est pourvue d'un dispositif hydraulique de commande, représenté sur la figure 5, comprenant pratiquement deux cylindres hydrauliques princi- paux 11 et 12 fixés horizontalement, un de chaque côté du berceau 4,
et dans
<Desc/Clms Page number 3>
lesquels travaillent les pistons principaux 11a, 12a, pourvus de tiges de piston 11b, 12b, respectivement reliées aux bossages 13 situés de chaque côté du berceau 4a, de sorte que l'admission de fluide sous pression dans les extrémités intérieures desdits cylindres Il* 12, attire les berceaux l'un vers l'autre et fait exécuter aux matrices d'extrémités une course de forgeage. Les tiges de piston 11b, 12b, sont représentées rigidement re- liées aux bossages 13 du berceau 4a, mais si on le désire;elles peuvent être montées dans ceux-ci au moyen de toute forme connue de joint unniversel pour compenser automatiquement l'usure irrégulière possible des glissières des berceaux, oules inexactitudes d'usinages.
Il importe de s'assrurer que les pistons de commande 11a, 12a, tra- vaillent à la même vitesse dans leurs cylindres respectifs 11, 12, sinon ils créeraient une tendance à faire pivoter les berceaux sur leurs surfaces de portée. On utilise à cette fin un dispositif hydraulique connu consis- tant en un cylindre différentiel, c'est-à-dire deux cylindres concentrique- ment communicants 14, 1'a, de diamètres différents, et en pistons 15, 15a reliés ensemble, travaillant dans les cylindres et proportionnés de telle sorte que la surface de travail du piston 15a du plus petit cylindre 14a soit égale à la surface de travail du piston annulaire 15 du grand cylindre 14. Le cylindre 14a est relié par une conduite 16 à l'un des cylindres des berceaux et le grand cylindre 14 est relié par une conduite 17 à l'autre cylindre de berceau 11.
Grâce à cette disposition, lorsque le piston dif- férentiel avance, il doit envoyer un égal volume de fluide dans chaque cylin- dre de berceau.
En plus d'empêcher le pivotement, il est également essentiel que les berceaux 4, 4a, avancent à la même vitesse pendant une course de forgea- ge afin que les bras de manivelle qu'ils forment de chaque côté du maneton aient la même épaisseur, mais naturellement de légère différences dans le frottement de glissement peuvent permettre à un berceau d'avancer plus fa- cilement que l'autre. Un procédé assurant l'uniformité de mouvement des ber- ceaux consiste à fixer à chacun d'eux une crémaillère, les dents de l'une de ces crémaillères étant dirigées vers le haut, les dents de l'autre vers le bas et à utiliser un pignon commun sur un axe fixe et en prise avec les deux crémaillères pour les contraindre à se déplacer à la même vitesse.
Mais un tel agencement de commande du mouvement relatif de deux pièces est déjà bien connu et ne fait pas partir de la présente invention.
Un procédé préférable d'obtention de cette uniformité de mouvement consiste toutefois en un dispositif hydraulique auxiliaire tel que celui représenté sur la figure 6. Selon cet agencement, des cylindrés hydrauli- ques 18, 18a, sont disposés sous chaque berceau 4, 4a et sont fixés au bâ- ti 2. Ces cylindres 18, 18a, sont placés horizontalement , leur axe commun étant dans le même plan vertical que l'axe commun aux deux berceaux, ils renferment chacun un piston à double effet 19 pourvu de tiges de piston coaxiales 19a sortant à chaque extrémité du cylindre et fixées aux extrémi- tés correspondantes du berceau associé.
Une tuyauterie 20 relie l'extrémi- té intérieure de chaque cylindre 18, 18a, à l'extrémité extérieure du cylin- dre opposé et le fluide sous pression est fourni aux cylindres par une source de pression hydraulique principale par l'intermédiaire de clapets de retenue 21 associés chacun à l'un des cylindres.
En présence de toute fuite de fluide aux presse-étoupe, celle-ci sera immédiatement compensée par les clapets de retenue 21.Il est évident que, grâce à ce dispositif, les deux berceaux 4, 4a, seront contraints de se déplacer à la même vites- se par le fonctionnement des pistons et cylindres principaux 11, 11a, 12, 12a car si l'un des berceaux a tendance à se mouvoir plus vite que l'autre en direction vers l'intérieur, la pression dans l'extrémité avant du cy-
<Desc/Clms Page number 4>
lindre auxiliaire inférieur associé aurait immédiatement tendance à s'éle- ver et cette pression serait transmise à l'extrémité arrière du cylindre au- xiliaire opposé et tendrait à pousser plus rapidement en avan le berceau le plus lent.
En alternative au précédent agencement, il est naturellement possible de fixer un cylindre hydraulique auxiliaire à chaque berceau, les deux tiges de chaque piston étant alors fixées au bâtio
Pour ramener les berceaux 4, 4a, à leur position de repos après une opération de forgeage, on peut admettre le liquide sous pression aux extrémités extérieures des cylindres principaux 11 et 12 par la tuyauterie 17a. Ou encore les berceaux peuvent être pourvus de pistons hydrauliques de rappel travaillant dans des cylindres de la manière connueo
Monté au-dessus du socle 2 de manière à chevaucher les susdites ma- trices dextrémités se trouve le dais ou tête, 10 convenablement supporté aux angles sur quatre colonnes verticales 22.
Cette tête porte un piston hydraulique à effet pratiquement vertical, 23, travaillant dans un cylindre 24 formé dans ladite tête, cet ensemble piston-cylindre 23-24 étant en ali- gnement axial avec l'ensemble à effet vertical 7, 8, situé entre les berceaux sur le socle 2. Le piston 23 de l'ensemble hydraulique de la tête descend de celle-ci et porte à son extrémité inférieure la moitié supérieure 9a de l'outil central agissant transversalement,, Cette moitié supérieure 9a de l'outil est complémentaire de la moitié inférieure 9 et ces deux parties de l'outil encerclent et maintiennent 1 étranglement la de la barre destinée à former le maneton du vilebrequino Des pistons hydrauliques de rappel 25, travaillant dans des cylindres 25a, aménagés dans la tête,
sont de préféren- ce également associés à la moitié supérieure 9a. de l'outil afin de ramener cette dernière à sa position de repos après une course de forgeage.
La tête 10 comporte encore deux autres pistons hydrauliques 26 trai- vaillant dans des cylindres 26a situés dans la tête, ces cylindres étant placés chacun au-dessus de chaque matrice d'extrémité, et les extrémités in- férieures des pistons 26 descendant de la tête. L'extrémité descendante de chaque piston 26 porte un coulisseau 27 s'engageant dans une glissière 28 située sur le dessus de la partie supérieure 5a. ou 6a de la matrice sous-ja- cente, de préférence par l'intermédiaire de roulements à rouleaux 29.
Les glissières 28 et les coulisseaux 27 sont agencés de telle sorte que la moi- tié supérieure d'une matrice d'extrémité puisse être serrée sur la moitié inférieure complémentaire par la commande hydraulique du piston associé 26, tandis que la connexion avec ou sans roulements à rouleaux interposés 29 permet à la matrice de coulisser horizontalement par rapport à l'axe du pis- ton. D'autres pistons hydrauliques de rapell 30, travaillant dans des cylin- dres 30a de la tête sont convenablement associés au coulisseau 27 de chacun des susdits pistons 26 de serrage de matrice afin de relever ces pistons vers la tête dans le but de libérer la barre après le forgeage.
Les parties supérieures 5a, 6a, des matrices sont également agencées de manière à se re- lever, lorsqu'on le désire, avec leurs pistons de serrage 26, par engagement réciproque approprié entre les coulisseaux 27 et les glissières 28 sur les parties supérieures des matrices associéeso Les parties supérieures des ma- trices sont aussi de préférence construites en vue de se démonter facilement de leurs pistons de serrage 26 afin de permettre le démontage total de ces parties supérieures de matrices de l'appareil pour faciliter le changement des matrices.
D'autre part, pour faciliter le chargement et le déchargement des barres ou des vilebrequins de l'appareil, ainsi que le remplacement des matrices et de l'outil central, l'appareil peut être construit de manière à permettre le chariotage longitudinal du bâti 2 portant les berceaux 4, 4a de dessous la tête 10, ou bien la tête peut être montée à une hauteur per-
<Desc/Clms Page number 5>
mettant d'effectuer facilement ces opérations.
En alternative, la tête 10 peut être située en permanence à une hauteur convenable permettant l'intro- duction et le retrait d'une barre ou d'un vilebrequin, et pour faciliter le changement dès outils, on peut donner au socle une plus grande longueur et aux berceaux une course extérieure plus longueo
Cependant, il est également possible de construire la tête 10 et ses colonnes de support 22 de manière à pouvoir faire osciller la tête suf- fisamment pour dégager la partie inférieure de l'appareil et permettre à une grue de soulever un vilebrequin hors de celui-ci ou d'introduire une barre à forger ou changer les outilso A cette fin, la tête est montée à charnière en 31 sur les deux colonnes d'un côté de l'appareil, et est fixée aux deux autres colonnes situées de l'autre côté au moyen de clavettes amovibles.
Ces clavettes, non représentées sur les dessins annexés, peuvent être parallèles; ou inclinées, et leur section peut être circulaire, mais sera de préférence carrée ou rectangulaire. Les clavettes peuvent être retirées au moyen de dis- positifs hydrauliques à piston et cylindre,32, montés entre les extrémités supérieures des deux colonnes sur lesquelles la tête est clavetée. Le retrait des clavettes peut aussi s'effectuer pneumatiquemento Les deux clavettes é- tant retirées, on peut faire osciller la tête 10 vers le haut suivant l'an- gle désiré, par des moyens connus, par exemple à l'aide d'un treuil convena- blement placé et d'un ou plusieurs câbles passant sur des poulies et fixés à la tête, ou de préférence au moyen de pistons et cylindres hydrauliques.
L'appareil décrit est construit de telle sorte que la course active de l'outil central 9, 9a, s'effectue dans le sens ascendant ainsi que repré- senté sur*la figure 2, mais on remarquera que cette course pourrait également être inversée. Dans ce cas, le piston et cylindre 7, 8, actionnant l'outil seraient placés dans la tête de l'appareil alors que l'ensemble d'amortisse- ment 23, 24, serait porté par le socle 2. Par ailleurs, le fonctionnement serait pratiquement identique.
Le fonctionnement de la machine est le suivant; On place d'abord la barre à forger dans les parties inférieures 5 et 6 des matrices d'extré- mités, puis, dans le cas d'une tête montée à charnière, on abaisse cette der- nière en position pratiquement parallèle par rapport au socle et l'on abais- se les parties supérieures 5a, 6a, de ces matrices sur les parties inféri- eures correspondantes au moyen des pistons de serrage 26. A ce moment ; matrices d'extrémités se trouvent espacées dans le sens axial de la barre, ainsi que représenté sur la figure 1, d'une distance laissant exposée entre elles un étranglement la et deux renflements 1b, destinés à être forgés pour former un maneton.
L'outil central 9,9a, est également agencé de manière à encercler l'étranglement intermédiaire la de la barre à mi-distance entre lesdites matrices. Lappareil est alors prêt à fonctionner; au moyen des dis- positifs hydrauliques, on fait avancer les matrices vers l'intérieur et si- multanément remonter ou descendre l'outil central, selon le cas, afin de dé- caler la partie intermédiaire encerclée par celui-ci hors d'alignement axial avecll'axe de la barre pour former le tourillon de la manivelle, tandis que les renflements de chaque côté de ce tourillon sont simultanément refoulés ou longitudinalement forgés entre les matrices et l'outil central pour for- mer les flasques ou bras de la manivelle.
Il est évidemment de grande importance que les matrices d'extrémi- tés et l'outil central à effet transversal se déplacent suivant un rapport déterminé de manière que le refoulement du métal destiné à former les bras de manivelle, et le déplacement du métal pour former le tourillon de la manivelle soient complètement synchronisés. Un dispositif effectuant ce synchronisme est représenté sur les figures 7 et 8,il utilise deux crémail- lères 33 et 34.
La crémaillère 33 se déplace avec les matrices d'extrémités
<Desc/Clms Page number 6>
et est parallèle à celles-ci,alors que la crémaillère 34 est solidaire du mouvement de l'outil central et parallèle à ce derniero Ces crémaillères sont chacune en prise avecun pignon 35 ces pignons étant clavetés sur des arbres identiques alignés concentriquement 360 Ces arbres 36 rentrent dans un carter 37, de chaque côté de celui-ci, le carter peut donner autour des arbres et présente à une extrémité un bossage extérieur 38 sur lequel est clavetée une roue d'engrenage concentriquement 39.A l'intérieur du carter 27 sont agencés deux engrenages coaxiaux à denture droite 40, clavetés cha- cun sur l'une des extrémités en aboutement des arbres 36,
deux autres en- grenages à denture droite 41 sont également montés dans le carter excentri- quement pour rotation libre, mutuellement en prise, et chacun en prise avec l'un des engrenages 40. La roue d'engrenage extérieure 39 montée sur le carter est en prise avec un pignon 42 monté sur une tige de soupape 43 pour- vue d'un pas de vis 44 s'engageant dans un collier fixe, agencement grâce auquel la rotation de la tige 43 a pour but d'ouvrir ou de fermer une sou- papeoL'agencement décrit constitue un différentiel à denture droite mettant en corrélation les vitesses de déplacement de l'outil central et des matri- ces d'extrémités afin d'en assurer le synchronisme.
REVENDICATIONS.
1. Machine de forgeage de vilebrequins, à partir d'une barre, carac- térisée en ce qu'elle comprend des matrices d'extrémités destinées à mainte- nir des parties espacées d'une barre et agencées de manière à se rapprocher l'une de l'autre le long d'un socle relativement fixe pour refouler ou for- ger longitudinalement les parties de la barre supportée, situées entre les- dites matrices et un outil central s'engageant sur une partie axiale inter- médiaire de'la barre entre lesdites parties à forger et agencé pour déplace- ment transversal entre ledit socle et une tête relativement fixe pour repous- ser cette partie axiale hors d'alignement de l'axe longitudinal de la barre, des dispositifs hydrauliques actionnant respectivement les matrices d'extré- mités et l'outil central,
et un dispositif de synchronisation des courses de travail des matrices et de l'outil central pour faire coïncider le déca- lage transversal de la partie axiale intermédiaire de la barre avec le forgeage longitudinal-des parties de le. barre situées de chaque côté de la partie intermédiaire.