Dispositif d'extraction pour des presses à extruder des métaux comportant une unité automatique de contrôle de traction La présente invention a pour objet un dispositif d'extraction destiné aux presses à extruder des métaux. Ces dispositifs sont disposés à l'extrémité de sortie d'une presse à extruder et fonctionnent de manière à recevoir et à saisir l'extrémité avant d'une barre extrudée à sa sortie de la presse, puis de manière à se déplacer en s'éloignant de celle-ci, la barre extrudée étant solidement fixée à ces disposi tifs.
Avec ces dispositifs d'extraction, il n'est plus nécessaire d'utiliser une main-d'oeuvre pour manipu- ler les barres extrudées à leur sortie de la presse, comme on le pratiquait habituellement jusqu'ici, et ils améliorent également les caractéristiques des bar res extrudées, étant donné qu'ils les redressent jus qu'à un certain point.
Ces dispositifs d'extraction présentent d'autres avantages, lorsqu'on les utilise avec des presses dans lesquelles on extrude simultanément un certain nombre de barres en les faisant passer en tronçons parallèles par une filière à plusieurs trous. En cette occurrence, l'utilisation de dispositifs d'extraction donne la certitude que, non seulement les tronçons extrudés simultanément sont maintenus éloignés les uns des autres sans se mélanger entre eux au cours de leur déplacement à partir de la presse, mais aussi que ces tronçons se déplacent à la même vitesse, ce qui fait qu'ils auront tous la même longueur.
II est essentiel, dans ces dispositifs d'extraction, que la traction qu'ils exercent sur les barres extru dées reste sensiblement constante ou, au moins, se maintienne entre des limites prédéterminées. Une traction excessive aurait pour conséquence un étirage excessif des barres ou leur rupture. Si la traction était insuffisante, le dispositif ne pourrait donner aucun des résultats précités.
Les, dispositifs mécaniques d'extraction destinés aux presses à extruder les métaux sont constitués par un chariot et une tête de traction montée sur ce chariot. Ce dernier peut se rapprocher de la presse, puis s'écarter de celle-ci dans le sens de la sortie des, barres extrudées. A cet effet, dans les dispositifs d'extraction connus., le chariot est fixé à un câble ou à une corde qu'on enroule sur une poulie entraî née mécaniquement.
Le dispositif d'entraînement de la poulie peut être réversible, de telle sorte qu'on puisse l'utiliser pour déplacer le chariot dans les deux sens, la course de retour s'effectuant, de pré férence, à une vitesse plus élevée.
Les vitesses auxquelles les barres sont extrudées à partir d'une presse dépendent d'un certain nombre de facteurs, tels que le taux d'extrusion, le profil des barres et certaines propriétés du métal extrudé. Il existe une vitesse ou une gamme de vitesses opti mum déterminées qui tiennent compte de ces fac teurs, et c'est cette vitesse ou cette gamme de vites ses qu'on choisit généralement pour faire fonction ner la presse.
Toutefois, en pratique réelle, la vitesse à laquelle les barres extrudées sortent de la presse ne demeure pas, constante, et elle varie non seulement d'une billette à l'autre, mais. également au cours de l'extrusion d'une même billette.
Dans les moteurs disponibles pour assurer l'en traînement d'un dispositif d'extraction, il existe une caractéristique vitesse-couple, selon laquelle le cou ple engendré par le moteur (qu'on appellera par la suite couple de sortie) augmente à mesure que la vitesse du moteur diminue. Si, en vue d'assurer l'en- traînement d'un dispositif d'extraction pour une presse à extruder, on utilise un moteur de ce type, ce dernier fonctionnera d'une manière peu satisfai sante chaque fois que la vitesse d'extrusion subira des fluctuations.
Si, même pendant un temps très court, la vitesse réelle à laquelle se déplacent les barres extrudées tombe en dessous de la vitesse d'ex trusion choisie, le couple de sortie du moteur ainsi que la traction exercée sur les barrés tendent à aug menter, ce qui, pour les raisons exposées plus haut, peut avoir des conséquences nuisibles.
Si, au con traire, la vitesse réelle des barres extrudées est supé rieure à la vitesse d'extrusion choisie, le couple de sortie a alors tendance à diminuer et, par consé quent, il en est de même de la traction exercée sur les barres, de sorte que le dispositif d'extraction de vient moins efficace.
C'est pourquoi on a proposé de placer, dans le dispositif d'entraînement de ces dispositifs d'extrac tion, un mécanisme de contrôle qui maintient sen siblement constante la traction des barres extrudées, quelles que soient les variations de vitesse de ces barres.
Dans un mode de réalisation connu, un élément déplaçable soumis à l'action d'un ressort est monté dans le dispositif d'entraînement du chariot d'un dispositif d'extraction, l'agencement étant tel que le déplacement de l'élément soumis à la charge de trac tion correspond à la différence entre la vitesse d'ex trusion réelle et la vitesse d'extrusion choisie.
Le déplacement de cet élément est capable d'actionner un dispositif servant à contrôler le couple de sortie du moteur d'entraînement, de manière que ce couple demeure sensiblement constant ou, au moins, se maintienne entre des limites acceptables, quelles que soient les variations de la vitesse des barres extru dées.
Dans les dispositifs mécaniques d'extraction connus, l'entraînement de la poulie du câble est as suré par un moteur électrique. Cependant, on a cons taté que les moteurs électriques ne conviennent pas à cette utilisation, étant donné qu'ils exigent des circuits de commande compliqués et que, en outre, ils doivent être d'un type spécial. De plus, ils ont tendance à chauffer de façon excessive et sont d'un mauvais rendement aux faibles vitesses.
La présente invention a pour objet un dispositif d'extraction pour des presses à extruder des métaux, qui comprend une unité automatique de contrôle de traction comportant un ensemble rotatif de trans mission de couple accouplé à une tête de traction et pouvant transmettre à celle-ci l'entraînement à partir d'un moteur à couple variable,
caractérisé en ce que ledit ensemble de transmission comprend un accou- plement rotatif élastique dont l'une des moitiés est constituée par un organe menant relié au moteur et dont l'autre moitié est constituée par un organe mené relié à la tête de traction, un organe élastique réunissant ces deux moitiés l'une à l'autre,
et des moyens associés respectivement à chacune de ces moitiés d'accouplement et agencés pour transmettre la rotation relative entre ces deux moitiés à un élé ment servant à contrôler le couple de sortie dudit moteur.
Dans une forme d'exécution particulière, l'ac couplement rotatif est monté dans une poulie qui entraîne un élément flexible fixé à la tête de traction, la moitié menante de l'accouplement étant constituée par le moyeu de la poulie, tandis que la moitié menée de l'accouplement est constituée par la jante de la poulie, ou vice versa.
De préférence, le moteur à couple variable est un moteur à air comprimé dont le couple de sortie est contrôlé par un dispositif obturateur affecté à sa soupape à étranglement.
L'expression barre ou barres extrudées doit être interprétée comme s'appliquant à un article ex trudé de profil quelconque, que cet article soit plein ou creux.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'in vention et une variante. .
La fig. 1 est une vue schématique de ladite forme d'exécution du dispositif d'extraction. La fig. 2 est une coupe à plus grande échelle d'une partie du dispositif représenté sur la fig. 1. La fig. 3 est une coupe transversale, faite par 3-3 de la fig. 2. La fi-. 4 est une vue schématique d'une variante. Sur toutes les figures du dessin, les pièces simi laires sont désignées par les mêmes nombres de référence.
Comme représenté sur la fig. 1, le dispositif d'extraction proprement dit comprend un chariot 1 et une tête de traction 2 montée sur ce chariot. La tête de traction comporte un ou plusieurs jeux d'or ganes de serrage pouvant serrer l'extrémité avant de barres extrudées 4. Le nombre des organes de ser rage est fonction du nombre de barres qui doivent être extrudées simultanément dans la presse.
Le chariot peut se déplacer le long d'une piste ou chemin de roulement 5 disposé à l'arrière de la presse 6 et s'étendant dans la direction de la sortie des barres extrudées. Un câble 7, fixé à un bras 3 suspendu à l'une des extrémités du chariot, passe autour d'une poulie 8 et revient à l'extrémité oppo sée du chariot, ce qui fait que, au moyen du câble, on peut déplacer celui-ci dans des sens opposés le long de son chemin de roulement, la poulie compor tant à cet effet un dispositif d'entraînement réversible qui sera décrit en détail ci-après. Pour assurer le guidage du câble 7, des galets fous 9 sont disposés en des points appropriés.
La fig. 2 représente le dispositif qui sert à entraî ner la poulie 8 et qui comprend un moteur réversible 10, dont l'agent moteur est de l'air comprimé, ce moteur étant du type rotatif à palettes. Sur l'arbre de sortie 11 du moteur, est montée une roue dentée 12 faisant partie d'un dispositif réducteur à engrena ges 13 à deux vitesses.
Ce dernier comprend: un arbre d'entrée cannelé 14 coopérant avec une vis sans fin 15 ; une roue dentée 16, comportant deux dentures faisant saillie intérieurement et pouvant coulisser axialement le long de l'arbre cannelé 14, en vue de choisir le rapport d'engrenage requis ; enfin, un arbre de renvoi 17 comportant, à ses, ex trémités opposées, des roues dentées 18 et 19 de réduction de vitesse. La faible vitesse du dispositif assurée par l'arbre de renvoi 17 sert à écarter le chariot de la presse en même temps que les barres extrudées qui y sont fixées, tandis que l'entrainement direct rapide sert à ramener le chariot à sa position initiale lorsqu'une opération d'extrusion est achevée.
Bien entendu, dans le cas du mouvement de retour, le sens d'entraînement du moteur 10 est inversé.
Comme représenté sur la fig. 3, la vis sans fin 15 est en prise avec un pignon 20 faisant corps avec un arbre de transmission creux 21. A l'une de ses extrémités, cet arbre est claveté sur un moyeu annu laire 22 faisant partie de la poulie de câble 8 entrai- nant le chariot mobile. Une jante 23 entoure le moyeu précité, et ces deux éléments sont réunis l'un à l'autre par un ressort de torsion 24 en spirale, afin de constituer l'ensemble de poulie complet ; ce ressort est logé dans un espace intérieur ménagé entre ces deux éléments, comme représenté sur le dessin.
Au cours du fonctionnement normal du dis positif, le couple est transmis à partir du moyeu 22, par l'intermédiaire du ressort 24, jusqu'à la jante 23, sans qu'il y ait de déplacement relatif entre les deux éléments tant que les conditions de charge sont sta bles. Toutefois, si, par suite de variations de la vi tesse de sortie des barres extrudées, la force de rete nue exercée par ces barres sur le dispositif d'extrac tion est modifiée et, de ce fait, également la charge appliquée à la jante 23, cette dernière se trouvera dans ce cas en retard ou en avance par rapport au moyeu 22, jusqu'à ce que des conditions stables s'éta blissent à nouveau. .
Une broche 26, qui est coaxiale à l'arbre de transmission 21 et passe dans celui-ci, est réunie à la jante 23 de manière à constituer une liaison d'en traînement, par l'intermédiaire d'un élément 25 en forme de disque. Par conséquent, tout déplacement angulaire relatif entre le moyeu et la jante se traduit par un mouvement de rotation relatif correspondant entre la broche 26 et l'arbre 21.
Un élément 27, pouvant coulisser axialement et ayant la forme d'un manchon, est claveté sur l'une des extrémités de la broche et porte un ou plusieurs organes suiveurs 28 en contact avec une rampe hélicoïdale ménagée sur la périphérie intérieure d'un prolongement annulaire 29 de l'arbre 21. Grâce à cette disposition, tout mou vement de rotation relatif entre le moyeu 22 et la jante. 23 a pour effet de déplacer axialement le man,- chon 27 le long de la broche 26. Le mouvement de coulissement du manchon est utilisé pour actionner un mécanisme qui contrôle le couple de sortie du moteur à air comprimé 10.
Ce mécanisme de contrôle du moteur à air com primé comprend un ensemble de soupape d'étrangle ment désigné dans son ensemble par 30 et disposé dans la canalisation d'alimentation du moteur à air comprimé. Le réglage de cet ensemble détermine la pression d'air et, de ce fait, détermine également la valeur du couple de sortie du moteur 10.
Comme représenté, l'ensemble de soupape d'étranglement est monté dans l'axe de la broche 26 et du manchon 27. Cet ensemble comprend un carter 31 comportant un orifice d'admission 32 et un orifice de sortie 33 qui est indiqué en trait interrompu et qui aboutit au moteur à air comprimé 10. A l'inté rieur du carter 31 est montée une soupape 34 régla ble axialement et comportant une tige 35 qui, au cours du fonctionnement de l'ensemble, prend appui contre l'extrémité du manchon sous l'effet de la pression de l'air se trouvant dans une chambre de pression 36.
Un dispositif d'obturation 37 déplaça <B>blé</B> axialement est disposé dans l'alignement de la soupape et est fait en deux pièces constituées res pectivement par une partie intérieure tubulaire 38, comportant des orifices 39 pour le fluide sous pres sion, et par une partie extérieure 40 entourant la par tie intérieure, comme représenté sur le dessin. Le déplacement du dispositif 37 dans un sens qui l'éloi gne de la soupape 34 est limité par une, butée 41 faisant saillie vers l'intérieur à partir de la surface intérieure du carter 31, de manière à venir buter contre un gradin de la partie extérieure 40.
Un res sort de compression hélicoïdal 42 est monté autour de la partie intérieure 38 du dispositif d'obturation, les extrémités opposées de ce ressort étant respecti vement en contact avec la face terminale du carter et une paroi latérale de la partie extérieure 40. Le ressort 42 sollicite le dispositif d'obturation vers la soupape 34 et, par conséquent, vers la position fer mée.
Toutefois, au cours du fonctionnement de l'en semble de soupape, la pression du ressort est équi librée par celle de l'air se trouvant dans la chambre de pression 36, grâce à quoi la soupape et le dispo sitif d'obturation prennent sensiblement leur posi tion de fonctionnement, comme représenté.
Le dispositif d'obturation 37 peut être réglé à la main et, à cet effet, la partie intérieure 38 comporte un axe fileté 43, passant à l'extérieur du carter 26 à l'endroit d'un joint 44 étanche à l'air et coopérant avec une partie taxaudée complémentaire 45 faisant partie du carter. Comme représenté, un bouton de réglage manuel 46 est monté sur la partie saillante de la tige 43.
De cette manière, la rotation du bou ton 46 déplace le dispositif d'obturation en le rap prochant ou en l'écartant dé la soupape, grâce à quoi on peut régler à l'avance l'ouverture de la soupape ainsi que, de ce fait, la pression de l'air et la carac téristique du couple de sortie du moteur 10, de sorte que la tension du câble peut être déterminée à l'avance pour une vitesse donnée du moteur.
Le bouton 46 comporte des divisions 47 permettant de régler la tension du dispositif d'extraction et de l'adapter à des conditions particulières.
L'agencement de l'ensemble de soupape est tel que le déplacement axial du manchon 27, provoqué par le mouvement de rotation relatif de l'arbre 21 et de la broche 26, dû au fait que la jante 23 est en retard par rapport au moyeu 22, se traduit par une réduction d'ouverture de la soupape, de sorte que le couple de sortie du moteur 10 diminue. Ainsi, une augmentation du retard de la tête de traction, pro voquée par un ralentissement de la vitesse de sortie de la matière extrudée, conduit automatiquement à une réduction du couple de sortie.
Inversement, un accroissement de cette vitesse détermine un mouve ment de rotation en. sens inverse entre l'arbre 21 et la broche 26 et, de ce fait, une augmentation de l'ou verture de la soupape et, par suite, du couple de sortie. De cette manière, la traction exercée par le dispositif d'extraction sur les barres extrudées reste sensiblement constante ou, de toute manière, se maintient entre des limites étroites.
En pratique, ces limites ne dépassent pas 10 %.
On donne au moteur à air comprimé 10 des dimensions telles que, lorsque la soupape d'étrangle ment est complètement ouverte, la vitesse communi quée par le moteur à la poulie dépasse sensiblement la vitesse maximum à laquelle la matière extrudée sort de la presse, quelles que soient les. conditions pratiques de fonctionnement de celle-ci. La vitesse réelle des articles extrudés se trouve par conséquent toujours entre les limites qui peuvent être réglées par le déplacement de la soupape d'étranglement.
Si on le désire, on peut utiliser une soupape dis tincte de réglage de pression (non représentée) pour obtenir de petites variations du couple de sortie, en plus de la soupape d'étranglement qui est contrôlée automatiquement. Cette soupape distincte peut être disposée en un point éloigné du dispositif entraîné par le moteur.
Le réglage manuel de la soupape d'étranglement peut être effectué par l'intermédiaire d'un dispositif de contrôle à distance, à partir du panneau de com mande de la presse.
L'ensemble d'entraînement ci-dessus décrit ainsi que le dispositif de contrôle automatique peuvent subir diverses modifications de détail. Par exemple, le ressort placé entre le moyeu et la jante de la pou lie peut être un ressort de traction ou un ressort de compression. La rampe hélicoïdale peut se trouver sur le manchon déplaçable axialement et les organes suiveurs peuvent se trouver sur l'arbre de transmis sion creux de la vis sans fin.
Dans une variante, on peut utiliser des dispositifs autres que des rampes hélicoïdales pour transformer le mouvement de rota tion relatif, qui se produit entre la broche et l'arbre creux, en un mouvement de coulissement, ces autres dispositifs pouvant être constitués par un écrou et une broche filetée ou un dispositif à pignon et cré maillère. Dans le cas où le moteur d'entraînement de la poulie n'est pas un moteur à air comprimé, on utili sera d'autres dispositifs de contrôle automatiques, dont la nature dépendra du type de moteur utilisé.
La fig. 4 représente un exemple d'une variante de moteur d'entraînement et du dispositif de contrôle correspondant. Dans cet exemple, la poulie est en traînée par un moteur hydraulique 50 à déplacement constant, par l'intermédiaire d'un dispositif réducteur 51. Une pompe 52 à débit variable, entraînée à par tir d'un moteur électrique 53, alimente le moteur 50 en fluide hydraulique, par une canalisation de pres sion 54, le courant de retour étant ramené à cette pompe par une canalisation de retour 53.
Un embiel lage à ciseaux 56 est cinématiquement relié à la pou lie, de manière que le mouvement de rotation relatif entre le moyeu et la jante, provoqué par les varia tions de la vitesse de sortie des barres extrudées, oblige le mécanisme à ciseaux à modifier le réglage de la pompe à débit variable 52, par l'intermédiaire d'un levier 57 de commande de la pompe. Cette action, à son tour, fait varier la vitesse du moteur hydraulique 50, de manière à modifier le couple appliqué à la poulie, comme il est nécessaire.
Comme dans le cas de l'entraînement par un moteur à air comprimé utilisé dans la forme d'exécution pré cédente, la disposition adoptée est telle qu'un accrois sement du. retard de la tête de traction, provoqué par un ralentissement de la vitesse de la matière extru dée, amène automatiquement une réduction du cou ple de sortie. Inversement, un accroissement de cette vitesse amène une augmentation du couple de sortie.