FR2530978A1 - Appareil et procede pour le formage d'anneaux par roulage a froid - Google Patents

Abstract

UNE MACHINE SERVANT A ROULER A FROID DES CAGES DE PALIER, ETC., PRESENTE UN POSTE DE TRAVAIL OU S'EFFECTUE L'OPERATION DE ROULAGE SUR UN FLAN ANNULAIRE, AU MOYEN D'UNE MATRICE ANNULAIRE 80, 82 COOPERANT AVEC UN MANDRIN 50. LA MATRICE EST MAINTENUE COAXIALEMENT DANS UNE ENVELOPPE DE MATRICE 74 MONTEE DE MANIERE A POUVOIR TOURNER DANS L'UNE DE DEUX OUVERTURES PASSANTES 62, 64 D'UNE NAVETTE QUE L'ON FAIT ALLER ET VENIR ENTRE LE POSTE DE TRAVAIL ET DEUX POSTES DE TRANSFERT OU L'ELEMENT D'INSERTION ANTERIEURE DE MATRICE 82 EST EJECTE AVEC L'ANNEAU ROULE ET REINSERE AVEC UN NOUVEAU FLAN. L'ENVELOPPE DE MATRICE DEPASSE A TRAVERS UNE FENTE 70 DE LA NAVETTE POUR COOPERER AVEC LE ROULEAU D'ENTRAINEMENT DE MATRICE 78 ET TRANSMET PAR L'INTERMEDIAIRE DE LA MATRICE LA ROTATION PROVENANT DU ROULEAU D'ENTRAINEMENT AU MANDRIN ET A UNE PAIRE DE ROULEAUX SUPPORTS DE MANDRIN 110 QUI APPLIQUENT UNE FORCE RADIALE AU MANDRIN. LES ROULEAUX SUPPORTS DE MANDRIN SONT MONTES DANS UNE TETE SUR UN ARBRE PRECHARGE DE MANIERE A COMMANDER LEUR POSITION AXIALE SANS ATTACHE; ILS COMMANDENT AUSSI LES POSITION AXIALES DE LA MATRICE ET DU MANDRIN.

Description

L'invention concerne des appareils et des procé-

dés permettant de former des anneaux à un profil prédéter-

miné en partant d'une succession de flans annulaires et en

roulant le flan à froid, l'appareil étant du type qui pré-

sente une matrice annulaire, un mandrin destiné à coopérer avec la matrice annulaire, des moyens d'entraînement de la

matrice en rotation autour de son axe et des moyens d'appli-

cation d'une force radiale au mandrin lorsqu'il passe à tra-

vers la matrice, le flan annulaire entourant le mandrin et -10 étant entouré de la matrice, de manière à comprimer le flan le long d'une section axiale de celui-ci, vers un côté de l'axe du flan mais non vers l'autre, l'appareil comprenant des moyens servant à faire tourner le mandrin de sorte que la force radiale a pour effet de déformer la section du flan ainsi comprimé pour lui faire épouser un profil intérieur de

la matrice et un profil extérieur du mandrin.

De façon similaire, le procédé de formage d'an-

neaux à un profil prédéterminé en partant d'une succession

de flans annulaires, par roulage à froid, consiste à compri-

mer une section axiale du flan annulaire, vers un côté de l'axe du flan mais non vers l'autre, entre un mandrin en ro-

tation et une matrice annulaire en rotation, le mandrin pas-

sant à travers la matrice de sorte que le flan entoure le

mandrin et est entouré par la matrice, la compression de la-

dite section du flan s'effectuant par application d'une for-

l O ce radiale appropriée au mandrin de sorte que la section comprimée se déforme pour épouser un profil intérieur de la

matrice et un profil extérieur du mandrin.

Le brevet GB 1 329 251 décrit un procédé et un appareil de roulage d'anneaux dans lequel on forme un profil

sur l'anneau par contact du flanc annulaire avec de multi-

ples rouleaux extérieurs de sorte que l'axe de rotation de chacun de ceuxci est situé, relativement à l'axe du flan,

du côté opposé au point de contact du rouleau avec le flan.

Le même brevet décrit aussi un deuxième mode d'exécution, destiné à former une perforation profilée dans un anneau et

o l'on roule celui-ci entre un mandrin profilé et un rou-

leau en forme d'anneau qui entoure le flan annulaire ou pièce, c'est-àdire que les axes de ce rouleau et du flanc

lui-même sont du même côté du point de contact entre le rou-

leau et le flan.

Ces deux modes d'exécution illustrent ce que l'on peut appeler respectivement procédés "ouvert" et "fermé" de

roulage d'anneaux, un système "fermé" étant caractérisé es-

sentiellement par le mandrin et par le rouleau de formage annulaire qui est appelé classiquement et sera appelé

ici matrice L'invention concerne le système "fermé".

D'autres exemples de systèmes fermés sont décrits dans les brevets GB 1 395 726 et 1 475 780 Dans le premier

de ceux-ci, on décrit l'utilisation d'une matrice fendue ra-

dialement La matrice comprend un élément d'insertion postérieur fixe et un élément d'insertion antérieur qui est fixé à une tête de chargement et de déchargement pouvant aller et venir axialement sous l'action d'un organe d'actionnement hydraulique Par contre, dans le brevet GB 1 475 780, la matrice est unitaire au lieu d'être fendu;

au lieu de cela, c'est le mandrin qui est fendu radialement.

On comprend que dans un système "fermé", il peut être néces-

saire de prévoir soit une matrice fendue soit un mandrin fendu pour libérer de l'outillage l'anneau roulé, qu'il soit

profilé à une forme non cylindrique à sa circonférence exté-

rieure ou dans la perforation, ou aux deux endroits.

Dans toute la technique antérieure connue, chaque

nouveau flan est amené axialement en position pour l'opé-

ration de roulage à froid et on y applique alors l'outillage dans cette position; après l'achèvement-de l'opération, on dégage l'outillage et on retire alors axialement l'anneau roulé, après quoi on insère le flan suivant Pendant chaque période de retrait et d'insertion, l'outillage est bien sûr inactif et cela impose des limitations quant à la vitesse à laquelle on peut fabriquer sur la machine des anneaux roulés En outre, il y a des problèmes de structure et de fonctionnement associés à la nécessité de prévoir un mandrin

ayant une longueur non supportée de grandeur appréciable.

Une caractéristique importante de toute la technique anté-

rieure connue est que, puisqu'il est nécessaire d'assurer le soutien radial de la pièce, les axes des divers outils de

roulage doivent être au moins au nombre de trois Dans cer-

tains systèmes, il y a de multiples rouleaux à chacun des-

quels sont associés des arbres, des paliers etc. Selon l'invention, sous un premier aspect, un

appareil de roulage d'anneaux du type défini plus haut com-

prend une navette munie d'une ouverture passante pour rece-

voir la matrice, la navette pouvant se mouvoir de manière à transférer l'ouverture passante entre un poste de travail o sont situés le mandrin, les moyens d'entraînement de matrice et les moyens d'application de force et au moins un poste de transfert pour le retrait de l'anneau roulé et l'insertion d'un nouveau flan, la navette étant conçue pour faire en sorte que les moyens d'entraînement de matrice soient en coopération avec la matrice quand celle-ci est au poste de travail. Dans des modes d'exécution préférentiels, une

enveloppe annulaire de matrice est montée de manière à pou-

voir tourner dans l'ouverture passante de sorte que cette

dernière constitue l'élément femelle d'un palier, l'ouver-

ture passante étant sous la forme d'un cercle incomplet pour

définir dans une face de la navette une fente à travers la-

quelle l'enveloppe de matrice dépasse pour coopérer avec les

moyens d'entraînement.

Les moyens d'application de force comprennent de

préférence une tête comprenant une paire de rouleaux sup-

ports de mandrin espacés axialement sur un axe commun et monté dans une enveloppe de transmission de-force de la tête, la tête pouvant aller et venir dans un plan contenant

l'axe du mandrin de sorte que les rouleaux supports de man-

drin transmettent directement la force radiale au mandrin lui-même. L'existence d'une navette conçue pour supporter la matrice de façon qu'elle puisse être entraînée en rotation tout en étant montée dans la navette permet à la machine d'être particulièrement peu encombrante à plusieurs points de vue importants En particulier, il suffit de deux axes de rouleau extérieurs à la navette, à savoir celui des rouleaux supports de mandrin et celui d'un deuxième rouleau (ou groupe de rouleaux sur un axe commun) du côté opposé de la

navette de manière à absorber la force radiale de réaction.

Les rouleaux de réaction, qui sont de préférence aussi les moyens d'entraînement de matrice, ont leur axe dans le même plan que les axes de l'ouverture de la navette, du mandrin, de la pièce et des rouleaux supports de mandrin Tout cela permet de simplifier très considérablement la structure de la machine En outre, la longueur non supportée du mandrin peut être réduite à un minimum, ce qui minimise le couple de flexion appliqué au mandrin par les moyens d'application de force. Le mandrin est de préférence monté de telle sorte que son axe est capable d'un mouvement axial limité sous

l'influence de la force appliquée Etant donné que la lon-

gueur du mandrin est minimisée, il en est de même de la lon-

gueur axiale de l'ensemble de rouleaux supports de mandrin.

En outre, étant donné que l'enveloppe de matrice

est portée par la navette indépendamment des rouleaux sup-

ports de mandrin, de sorte que ces derniers chevauchent le système d'enveloppe de mandrin, on évite de prévoir deux

broches supports.

Toutefois, dans des modes d'exécution préféren-

tiels de l'invention, les rouleaux supports de mandrin ne servent pas seulement à supporter le mandrin et à le mettre en place axialement, mais conviennent aussi pour effectuer

une mise en place axiale obligatoire des matrices elles-

mêmes, maintenant ainsi automatiquement le dispositif de roulage dans une position correcte relativement aux axes et assurant pendant l'opération une distribution de contraintes qui présente une configuration symétrique autour du plan

central axial de la matrice et de la pièce.

Les rouleaux supports de mandrin sont de préfé-

rence montés sur un arbre commun de la tête, la tête compre-

nant des moyens pour maintenir l'arbre sous tension et pour transmettre aux rouleaux supports une force de réaction de compression axiale qui en résulte, de manière à tendre à maintenir à une grandeur prédéterminée l'espacement axial

entre les deux rouleaux supports.

La tête comprend aussi de préférence des moyens d'espacement limitant à une valeur minimale prédéterminée la

distance axiale entre les rouleaux supports de mandrin.

Pendant l'opération de roulage d'anneaux, les rouleaux sup-

ports sont capables de s'éloigner axialement l'un de l'autre dans une mesure limitée, ainsi qu'il peut être nécessaire pour permettre aux deux parties de la matrice de s'écarter axialement Une telle variation dans l'espacement axial entre les rouleaux supports est effectuée par la matrice elle-même, sous l'influence de la force radiale appliquée et est réglé par la force de réaction maintenue continuellement

qui résulte de la force axiale de traction appliquée à l'ar-

bre des rouleaux supports de mandrin.

Il n'est pas nécessaire, avec la disposition ci-

dessus, de prévoir des attaches pour fixer entre eux les

rouleaux supports de mandrin Cela évite à nouveau de pra-

tiquer dans ceux-ci des trous de logement d'attaches, qui

augmentent les contral ntes.

Selon l'invention, dans un deuxième aspect, dans un procédé de roulage d'anneaux de l'espèce définie plus haut, le flan annulaire est introduit dans une navette en un poste de transfert; on déplace la navette de manière à amener le flan, porté à l'intérieur de la matrice qui est ellemême montée à l'intérieur de la navette, à un poste de travail éloigné du poste de transfert; on fait tourner la matrice dans la navette, au poste de travail, le mandrin passant à travers la matrice et le flan pendant que l'on applique la force radiale de manière à donner au flan la forme d'un anneau roulé du profil voulu; on déplace ensuite la navette de manière à amener l'anneau roulé à un poste de transfert; là, on retire l'anneau de la navette et on insère un nouveau flan annulaire; on déplace à nouveau la navette de manière à amener le nouveau flan au poste de travail. Dans des modes d'exécution préférentiels, au poste de travail o la matrice est fendue, l'une des deux

parties (appelées ci-après éléments d'insertion) de la ma-

trice est retirée par un chargeur qui, dans le cas présent, prend la forme d'un chargeur d'élément d'insertion Dans cette opération, le chargeur d'élément d'insertion coopère avec un dispositif éjecteur de sorte que l'anneau roulé'est

retiré avec l'élément d'insertion antérieur de la matrice.

On retire l'anneau roulé et on présente alors un nouveau flan annulaire par l'entrée de l'ouverture de la navette, au moyen d'un chargeur de flans Le chargeur de flans retient tout le temps obligatoirement le flan jusqu'à ce que le chargeur d'éléments d'insertion insère à nouveau l'élément d'insertion dans la navette en le faisant avancer axialement, le flan étant poussé en avant par l'élément d'insertion lui-même et amené dans l'ouverture passante Ici encore, le chargeur d'éléments d'insertion coopère avec le dispositif éjecteur de sorte que le flan est à tous moments retenu obligatoirement La matrice complète, avec son nouveau flan,

est maintenant assemblée à nouveau dans la navette; lors-

qu'on retire les parties appropriées du chargeur d'éléments d'insertion et du dispositif éjecteur, la navette est libre

d'amener le nouveau flan au poste de travail.

La machine présente de préférence deux postes de transfert entre lesquels se trouve un poste de travail, la navette étant conçue pour se mouvoir de telle sorte que lorsqu'on roule chaque anneau, son prédécesseur est en cours de déchargement en un poste de transfert et le flan destiné à l'anneau suivant est en cours de chargement De cette manière, on peut ménager un temps largement suffisant pour les opérations de chargement et de déchargement, avec un laps de temps minimal entre chaque opération de roulage et

la suivante -

On décrira maintenant à titre d'exemple seulement

une machine à rouler les anneaux et son mode de fonction-

nement, à propos des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une coupe diamétrale suivant la ligne I-I de la figure 2, montrant un anneau de cage d'un joint universel à vitesse constante fabriqué par roulage à froid d'un flan annulaire cylindrique dans la machine à rouler les anneaux: la figure 2 est une élévation de l'anneau de cage; la figure 3 une coupe diamétrale du flan cylin- drique suivant la ligne III-III de la figure 4; la figure 4 une élévation du flan; la figure 5 une élévation axiale très simplifiée de la machine à rouler les anneaux, l'avant de la machine se trouvant du côté droit de la figure; la figure 6 une élévation frontale très simplifiée de la machine, en partie en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 une élévation frontale simplifiée d'une enveloppe de navette qui fait partie de la même machine; la figure 8 une élévation axiale simplifiée en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 une coupe axiale arrachée simplifiée, prise suivant la ligne IX-IX de la figure 6 et illustrant le montage d'un ensemble de rouleaux supports de mandrin de la machine;

la figure 10 est une vue éclatée schématique mon-

trant une navette de la machine et des aspects de sa rela-

tion avec divers autres composants de la machine; la figure Il une coupe arrachée, vue par l'avant, prise principalement suivant la ligne XI-XI de la figure 12

et illustrant la façon dont une enveloppe tournante de ma-

trice est montée dans la navette de manière à être entraînée pendant le fonctionnement de la machine

la figure 12 est une élévation axiale partiel-

lement simplifiée, prise en partie en coupe suivant le plan central transversal de la machine qui contient la ligne IX-IX de la figure 6 et illustre la position relative d'une pièce et de divers composants de la machine à la fin de l'opération de roulage d'anneau;

la figure 13 est une élévation fortement simpli-

fiée, par l'avant de la machine, montrant un chargeur d'élé-

ments d'insertion de matrice qui est l'un des deux chargeurs de ce genre faisant partie de la machine;

la figure 14 une élévation en coupe fortement sim-

plifiée du même chargeur, suivant la ligne XIV=XIV de la figure 13; la figure 15 une vue axiale extérieure d'une griffe d'insertion et d Fun manchon du chargeur d'éléments d'insertion de matrice, vus par le côté gauche de la

figure 14 -

la figure 16 est une élévation fortement simpli-

liée, vue Dar l'avant de la machine et montrant une partie

d'un chargeur de flans servant à introduire les flans cylin-

driques dans la machine, le chargeur de flans étant l'un de deux chargeurs de ce genre de la machine, à savoir celui de droite, indiqué sur la figure 6; la figure 17 est en deux parties, (a) et (b), dont chacune est une vue schématique généralement similaire à la figure 12 mais illustrant l'opération de roulage d'anneaux elle-même et; la figure 18 est en quatre parties schématiques

(a) à (d) donc chacune illustre un stade du processus con-

sistant à décharger de la machine un élément d'insertion de matrice muni d'un anneau de cage roulé, à mettre en place un

nouveau flan cylindrique et à réinsérer l'élément d'inser-

tion de matrice.

On considèrera d'abord les figures 1 à 4;-la cage de joint à vitesse constante 1 représentée par les figures 1 et 2 est vue sous la forme o elle quitte finalement la

machine à rouler les anneaux que l'on va maintenant décrire.

Cette cage n'est qu'un exemple du genre d'anneaux que l'on

peut fabriquer au moyen d'une telle machine; les bagues ex-

térieures de paliers à roulement sont un exemple typique d'autres anneaux convenant à ce procédé de fabrication On forme le flan annulaire 2, figures 3 et 4 en séparant un tronçon d'acier tubulaire avec formation de faces terminales chanfreinées 3 et si nécessaire, usinage approprié de la surface circonférentielle extérieure ou de l'alésage ou de

tous les deux.

On se référera maintenant aux figures 5 et 6 pour

la description générale de la machine à rouler les anneaux.

Celle-ci comprend essentiellement une plaque de base 10 ce-> supporte un moteur d entraînement principal 12 (omis sur la figure 5 pour plus de clarté) et trois ensembles principau; de la machine, à savoir un ensemble de tête fixe 14 dont la principale fonction est de transmettre l'entraînement du moteur 12 à la matrice Ce roulage et aux autres parties tournantes de la machine; un ensemble de tête mobile qui

comprend une tête nobile 16 portée par un vérin hydrau-

liqme 18 lui-même mronté dans un bâti supérieur 20 porté par

la plaque de base, et un ensemble de transfert 22.

Llensemble de transfert 22 comprend une enveloppe de navette 24 creuse, généralement rectangulaire, s'étendant horizontalement en dessous de la tête mobile 16 et au-dessus de l'ensemble de tête fixe 14 L'enveloppe de navette 24 est monté sur la plaque de base 10 au moyen de deux gros vérins hydrauliques 26 La fonction de ces vérins 26 est d'empêcher

que toute la charge imposée par l'application de forces di-

rigées vers le bas à des composants de l'ensemble de navette de façon décrite plus loin, ne soit transmise à la plaque de base 10 A cet effet, on charge les vérins 26 avec du fluide

hydraulique venant d'une source non représentée, à une pres-

sion prédéterminée Les vérins 26 sont omis sur la figure 5

pour plus de clarté.

L'enveloppe de navette 24 définit trois postes de fonctionnement, à savoir un poste de transfert de gauche 28, un poste de transfert de droite 30 et un poste de il travail 32 Le poste de travail 32 se trouve à mi-chemin entre les deux postes de transfert et l'ensemble de tête

fixe 14 aussi bien que la tête mobile 16 peuvent être consi-

dérés comme situés au poste de travail.

A chacun des deux postes de transfert 28 et 30 sont disposés, près de l'avant de l'enveloppe de navette 24, un chargeur d'éléments d'insertion de matrice 34 et un chargeur de flans 36 A l'arrière de l'enveloppe de navette,

à nouveau à chaque poste de transfert, est monté un dispo-

sitif éjecteur 38, opposé au chargeur d'éléments d'inser-

tion 34 et au chargeur de flans 36 correspondants.

En service, des voies respectives d'amenée de flans 40 amènent les flans annulaires 2 (figures 3 et 4) aux chargeurs de flans 36 Le chargeur de flans 36 du poste de transfert de gauche 28, en coopération avec le chargeur

d'éléments d'insertion de matrice 34 et le dispositif éjec-

teur 38 du même poste, insère un flan dans une navette 42 contenue dans l'enveloppe de navette 24 La navette est alors déplacée vers la droite de la figure 6, entraînant le flan au poste de travail 32 o une opération de roulage

d'anneau est exécutée, d'une façon expliquée en détail ci-

après, pour former la cage roulée-1 (figures 1 et 2) Pen-

dant que cette opération de roulage est en cours, un deu-

xième flan annulaire 2 est inséré dans la navette 42, au poste de transfert de droite, 30, exactement de la même façon. A l'achèvement de l'opération de roulage pour la formation de la première cage, la navette se meut vers la gauche de la figure 6, transférant à nouveau la première cage au poste de transfert de gauche et le deuxième flan au poste de travail Ensuite, la première cage est éjectée de la navette par le dispositif éjecteur 38 en coopération avec le chargeur d'éléments d'insertion de matrice 34, pour être

retirée le long d'une voie d'amenée de gauche 44 Un troi-

sième flan est alors inséré dans la navette, au poste de transfert de gauche 28, comme précédemment Entre temps, le deuxième flan a été roulé pour former une deuxième cage 1 qui est transférée au poste de transfert de droite 30 pour être éjecté et retirée le long d'une voie d'amenée de droite 46 quand le troisième flan est transféré au poste de

travail 32.

Les voies 40, 44, 46 sont omises sur la figure 5 pour

des raisons de clarté.

On se référera maintenant aux figures 7 à 12 qui

illustrent plus en détail divers aspects des trois princi-

paux ensembles de la machine à rouler les anneaux et son

mode de fonctionnement.

On effectue l'opération de roulage à froid elle-

même en faisant tourner le flan annulaire 2 autour de son axe, à l'intérieur d'une matrice annulaire 48, figure 12, et

en enserrant, entre la matrice 48 et un mandrin hori-

zontal 50, la section axiale du flan 2 qui se trouve du côté inférieur de l'axe du flan tandis que le mandrin 50 et la matrice 48 tournent ellesmêmes chacune autour de son axe horizontal L'axe de la matrice 48 est indiqué en 52 sur la figure 12 On effectue l'action de compression en appliquant au mandrin 50 une force radiale dirigée verticalement vers le bas, au moyen de la tête mobile 16; ainsi la section du flan qui est comprimée à tout moment donné est celle qui se trouve dans le plan diamétral vertical commun du flan, de la

matrice et du mandrin, en dessous de l'axe 52 de la matrice.

Etant donné que le flan subit une rotation autour de son propre axe, la totalité du flan est bien entendu comprimée

progressivement de sorte que le métal subit un fluage plas-

tique et que finalement sa surface périphérique extérieure épouse un profil intérieur 54 formé dans l'alésage de la matrice 48 tandis que sa surface intérieure a un profil

final épousant un profil extérieur 56 formé autour du man-

drin 50 C'est sous cette forme finale que le flan qui n'est plus un flan mais pratiquement un produit fini est

représenté sur la figure 12.

Pour éviter la confusion, le flan 2, à tous les stades après son positionnement dans la matrice o il est prêt à être déformé par roulage à froid, sera appelé la pièce.

La structure de la navette 42 est la suivante.

Elle comprend un corps de navette de structure en sandwich, formé d;une plaque de coeur rectangulaire 58 entre deux plaques latérales rectangulaires 60 qui sont fixées ferme-= ment à la plaque de coeur 58 Deux ouvertures passantes, à savoir une ouverture de gauche 62 et une ouverture de droite 64, sont formées dans le corps de la navetteo Chaque

ouverture de navette 62, 64 présente un axe horizontal indi-

gué respectivement en 66 et en 68 sur la figure 10 Comme on i 5 peut le voir par les figures 10 et 11, chaque ouverture de navette est formée d'une paire de trous alignés axialement dans les plaques respectives 60 et d'une perforation prévue dans la plaque de coeur 58 Cette perforation de la plaque de coeur a un rayon plus grand que la distance verticale entre son axe 66 ou 68 et la face inférieure de la plaque de coeur tandis que le rayon de chacun des trous des plaques 60 est inférieure à cette distance Par suite, on peut voir que chaque ouverture de navette 62, 64 est ouverte en bas sur la

largeur de la plaque de coeur, définissant une fente 70.

A la plaque de coeur est fixé, à l'intérieur de

chaque ouverture de navette, un manchon de palier d'enve-

loppe de matrice 72 qui, parce que la perforation formée dans la plaque de coeur est incomplète, est lui-même sous la forme d'un cylindre incomplet comme on peut le voir par la

figure 11.

Une enveloppe cylindrique de matrice 74 est montée coaxialement dans chaque manchon de palier 72 de manière à

tourner dans celui-ci Chaque enveloppe de matrice 74 pré-

sente à une extrémité une bride axiale 76, figure 12, qui

pénètre dans le trou formé dans la plaque latérale anté-

rieure 60 de la navette L'enveloppe de matrice 74 fait

saillie à travers la fente 70 de sorte que lorsque l'ouver-

ture de navette correspondante 62 ou 64 se trouve au poste de travail 32 de la machine; l'enveloppe de matrice 74 subit l'action d'un rouleau d'entraînement de matrice 78 de l'en- semble de tête fixe 14 Comme on le verra plus loin, c'est par ce moyen que i'entraînemnt de rotation venant du oe principal 12 est transmis aux divers composants d'outil Iane pendant l'o Dération de roulage à froid et bien entendu, a le

1 é pièce elle-même.

La matrice '8 est formiée de deux parties, 2 sav Oir un élément d'nserticn postérieur 80 'qui feit faire cor-z avec lienveloppe de m Atrice 74 mais uli, dans cet exemple,

est un ccri-moant séparé; et un é 3 esnt d'insertion anté-

rieur 82 L li ent -;insertion p stérieur 80 présente une face frontale 84 lui est plane et située approximativement dans le plan central transversal de la plaque de coeur 72 de la navette Sa face postérieure 86 est plane aussi et usinée

avec précision a cette extrémité tandis que la face anté-

rieure 8 S de l' l&ie Dt d'insertion antérieur de matrice est

usiné de façon similaire de manière à être vraiment plane.

L'élément d'insertion postérieur 80 présente un épaule-

ment 90 qui s'appuie contre l'enveloppe de matrice 74 pour mettre en place l'élément d'insertion vers l'avant de la machine; mais l'élérment d'insertion 80 peut se mouvoir vers l'arrière tandis que la surface extérieure circonférentielle de l'élément d'insertion antérieur 82 est cylindrique de sorte que l'élément 82 peut se mouvoir aussi bien vers l'avant que vers l'arrière relativement à l'enveloppe de matrice 74 Toutefois, cette face cylindrique de l'élément d'insertion antérieur présente, juste derrière la face

antérieure 88, une gorge périphérique 92 dont le rôle appa-

raîtra ci-après La forme de la face postérieure 94 de l'élément d'insertion antérieur 82 n'est pas critique mais il est commode de lui donner en général une forme tronconique comme le montre la figure 12, ce qui assure que, lorsque les deux éléments d'insertion sont poussés axialement l'un vers l'autre, ils se rencontrent dans la perforation de la matrice. Le vérin hydraulique 18 (figures 5 et 6) peut être de toute espèce appropriée et de structure classique Son piston 96 se termine à son extrémité inférieure par une tête de poussée 98 qui est articulée à un bloc de poussée 100 La tête mobile 16 comprend une chape formée du bloc de poussée et deux plaques de chape parallèles 102, dirigées vers cl le bas, fixées au bloc 100, et un ensemble tournant porté

par des paliers 104 des plaques de chape 102.

-L'ensemble tournant se voit le mieux sur la fi-

gure 9 Il comprend un arbre de rouleaux supports de man-

drin 106 présentant une partie cylindrique centrale 106 A de diamètre agrandi et deux rouleaux supports de mandrin 110 qui sont montés sur lapartie centrale 106 de l'arbre Les rouleaux 110 peuvent se mouvoir axialement sur cette partie, indépendamment l'un de l'autre mais leur espacement axial est limité par un manchon d'espacement 108 entourant la partie 106 A L'arbre de rouleaux supports 106 est entouré, à l'extérieur de la partie centrale 106 A, par deux manchons de

paliers 112, 114 présentant des brides respectives oppo-

sées 116, 118 L 4 bride 116 du manchon de palier posté-

rieur 112 présente une face terminale butant axialement contre l'épaulement postérieur 120 de la partie centrale d'arbre élargie 106 A tandis que la bride 118 du manchon de palier antérieur 114 présente un évidement annulaire 122 de plus grand diamètre que la partie d'arbre 106 A Les faces terminales opposées-des brides 116, 118, y compris celle qui

se trouve à l'intérieur de l'évidement 122, sont planes.

Il faut noter que les autres faces des brides de manchon de palier 116, 118, tournées vers l'extérieur, sont adaptées axialement aux paliers 104, les manchons de palier étant munis de parties cylindriques 124 qui sont montées directement dans les paliers et la disposition étant telle

qu'elle assure un degré limité de flottement axial des man-

chons de palier 112 et 114 relativement à l'arbre 106 et

aussi relativement aux plaques de chape 102.

Au delà des parties cylindriques 104 se trouvent

une paire de tourillons 126 de l'arbre 106 Les touril-

lons 126 sont munis de parties filetées sur chacune desquel- les est monté un dispositif tendeur d'arbre 128 Dans cet exemple, les dispositifs tendeurs d'arbre 128 sont des écrous tendeurs du type vendu sous la marque déposée "Pilgrim" et appelés ci-après "écrous Pilgrim" Les écrous Pilgrim sont appliqués à l'arbre par des moyens hydrauliques (non représentés) de sorte qu'ils sont fixés à l'arbre 106 en des positions axiales prédéterminées (dans lesquelles on

les assujettit alors par des dispositifs d'assujettisse-

ment 130, 132) de telle sorte que l'arbre 106 est préchargé,

c'est-à-dire maintenu sous une tension axiale continue.

Chaque écrou Pilgrim bute contre l'extrémité extérieure du manchon de palier adjacent 112 ou 114 Ainsi, les manchons de palier 112 et 114, les rouleaux supports de mandrin 110 et le manchon d'espacement 108 sont normalement maintenus en compression axiale; tout l'ensemble tournant peut donc flotter axialement dans les plaques de chape Cela permet de rectifier les rouleaux et ensuite de les remonter sans qu'il

soit nécessaire de les réaligner séparément.

Au côté inférieur du bloc de poussée 100 sont fixés des blocs de mise en place 134 qui mettent en place

les faces intérieures opposées des manchons supports de man-

drin 110 de manière à positionner ceux-ci axialement et ainsi à centrer l'ensemble tournant de la tête mobile 16 sur celui de la tête fixe 14 Les blocs de mise en place 134 ont

un petit degré d'élasticité axiale.

Un petit moteur auxiliaire 136 (figure 5) peut fa-

cultativement être accouplé à l'arbre de rouleaux supports de mandrin 106 et portés par la chape de manière à faire tourner les rouleaux supports de mandrin 110 quand on met la machine en marche initialement Toutefois, ces rouleaux sont mis en rotation, dans le fonctionnement normal, en vertu d'un entraînement par frottement par d'autres composants qui tirent leur force motrice du moteur principal 12, comme on le verra, de sorte que l'assistance du moteur auxilaire 136 n'est pas alors nécessaire

Par la figure 12, on comprendra que la tête mo-

ile 16 est ainsi appelée parce qu'elle est conçue pour se mouvoir verticalement, c'est-à-dire radialement à la ma-= trice 48 au poste de travail 32, entre une position levée et une gamme de positions de travail dont la plus basse ou la

dernière est représentée par les rouleaux supports de man-

drin 110 comme on le voit sur la figure 12 Chacun des rou-

leaux supports de mandrin 110 présente à son côté extérieur

une bride radiale de mise en place de mandrin 143 qui s'en-

gage initialement derrière l'un de deux épaulements radiaux

formés sur le mandrin 50, de manière à centrer celui-ci.

axialement. L'ensemble de tête fixe 14 est ainsi appelé parce qu'il n'est pas conçu en vue d'un mouvement vertical Il comprend une paire de rouleaux supports de matrice 138 qui

sont montés sur une partie cylindrique centrale 141 (de dia-

mètre agrandi) d'un arbre de rouleaux supports de ma-

* trice 140, figures 11 et 12 La partie centrale 141 de

l'arbre est entourée par le rouleau d'entraînement de ma-

trice 78 (voir figure 12) L'arbre 142 est muni de deux man-

chons d'arbre opposés 112 et 114 et il est préchargé par une paire d'écrous Pilgrim 128 de la même façon que l'arbre de rouleaux supports de mandrin 106 L'arbre 128 est entraîné par le moteur principal 12 par l'intermédiaire de toute

transmission appropriée, représentée en 142 sur les fi-

gures 5, 6 et 10.

On décrira maintenant plus en détail l'ensemble de transfert 22, en commençant par celles de ses parties qui sont représentées plus particulièrement sur les figures 7, 8

et 10.

c L'enveloppe de navette 24 comprend un corps creux

central 144 auquel est fixée une plaque postérieure d'enve-

loppe 146 qui part horizontalement du corps 144 Chaqie pla-

que d'enveloppe 146 pote une plaiue de couvercle 148 et unr plaque de base 50, munienes chacune de barres longitudinales

de guidage 152 qui se zent de ouides au mouvement longitu-

dinal de la navette et qui asiut a ssi la misa en place

de la navett verticalemento A chaoue extrémité de e 1 'n-e-

loppe da navette se tro-ve ne l açue t-eriilnale portant lue

0 butée de fin de course 15 e P o u le mouvement de la navette.

L uns de ces plaques teiuinaa por-te un organe d actio'ue= ment hydraulique à uble eft 156 dont le piston 158 est fié à 1 lextrémité proxi male de la na-vette 42 et cui sert à effectuer le mouvement de va- et vien -le celle-ci entre les i 5 trois postes 28, 30, 32 En chacun des postes de transfert 28 et 30, la plaaue postriere d'enveloppe appropriée 146 rresente un trou passlant 160 cf i, lorsque l'ouverture de ma=

trice correspondante de la navette est à ce poste de trans-

fert, est placé directement derrière l'ouverture de matrice.

Le corps central 144 peut être considéré dans le cas présent comme construit en partant d'un bloc antérieur d'enveloppe 162 et d'un bloc postérieur d'enveloppe 164, les blocs d'enveloppes étant convenablement fixés ensemble et aux

diverses plaques 146, 148, 150 pour former un ensemble ri-

gide Les blocs d'enveloppes 162 et 164 définissent entre eux une chambre de travail 166, figure 8, gui est ouverte de tous côtés excepté à l'avant et à l'arrière Sur la figure 7, le bloc antérieur d'enveloppe 162 est représenté partiellement arraché (la partie arrachée étant représentée

par son contour en tireté), pour monter l'une des deux bar-

res de guidage antérieures 168 fixées à une face intérieure du bloc 162 au moyen d'éléments d'espacement 170 faisant

saillie vers l'arrière et que l'on voit aussi sur la fi-

gure 8 Ces barres de guidage 168, ainsi que des barres an-

térieure et postérieure de guidage 172 (portées diversement par les plaques postérieures d'enveloppes 146 et les barres de guidage supérieure et inférieure 152 comme le montre la

figure 8) et une autre paire de barres postérieures de gui-

dage 168 que l'on peut voir sur la figure 8 et qui sont por-

tées par le bloc postérieur d'enveloppe 164 servent à mettre

en place la navette transversalement à l'enveloppe de navet-

te 24.

La chambre de travail 166 a les dimensions voulues

pour loger les rouleaux supports de mandrin 110 et les rou-

leaux supports de matrice 138 dans la position de chevau-

chement avec la navette 42 que l'on voit sur la figure 12.

Le corps de la navette est représenté sur les figures 7 et 8 mais pour plus de clarté, on n'a représenté sur ces figures aucune partie ni de l'ensemble de tête fixe 14 ni de la tête mobile 16 L'enveloppe de matrice et la matrice sont aussi

omises pour la même raison mais sur la figure 8, le man-

drin 50 est indiqué en trait mixte dans la position o on l'insère initialement avant de commencer une opération de

roulage d'anneau.

Les blocs antérieur et postérieur d'enveloppes 162, 164 présentent des parties faisant saillie respectivement vers l'avant et vers l'arrière 174, 176, munie chacune d'une

ouverture passante généralement rectangulaire à chaque ex-

trémité de laquelle sont fixées une paire de barres de gui-

dage coulissantes 178 Dans chacune de ces ouvertures est monté, de manière à pouvoir coulisser verticalement entre

les barres de guidage 178, un support de mandrin Les sup-

ports antérieur et extérieur de mandrin sont désignés par

les références respectives 180 et 182 Chaque support de man-

drin présente la forme voulue pour être mis en place dans

toutes les directions horizontales par lès barres de gui-

dage 178, son mouvement vertical vers le bas étant contrarié

par une sollicitation élastique vers le haut Dans cet exem-

ple, cette sollicitation est assurée par le fait que deux

pistons de rappel 184 sont soumis à une pression hydrau-

lique. Le support antérieur de mandrin 180 présente un

palier antérieur de mandrin 186 tandis que le support posté-

rieur de mandrin 182 présente un aléage cylindrique ouvert aux deux extrémités, dans lequel peut coulisser axialement un support postérieur de palier indiqué sur la figure 8 par les traits mixtes 188 La partie terminale postérieure 190, figure 12, du mandrin, est maintenue de manière à pouvoir tourner par le support postérieur 188 qui est couplé à un organe d'actionnement 192 (figure 10) dont la fonction est

de faire avancer le mandrin à la position de travail, indi-

quée sur la figure 8, avant le commencement de chaque opéra-

tion de roulage d'anneau, et de le retirer derrière la na-

vette 42 en le dégageant de celle-ci après cette opération

de façon que l'on puisse déplacer la navette longitudina-

lement L'organe d'actionnement 192 est fixé, par des moyens

non représentés, à l'extrémité postérieure du support posté-

rieur de mandrin 182 de sorte que quand le mandrin est dans sa position de travail, tout l'ensemble comprenant l'organe d'actionnement 192, les supports de mandrin 180, 182 et le mandrin lui-même peut se mouvoir verticalement contre les

pistons de rappel 184.

Il reste à décrire les chargeurs d'éléments d'in-

sertion de matrice 34 et les chargeurs de flans 36, figures 5 et 6 Les deux chargeurs d'éléments d'insertion de matrice sont de structure identique et on n'en décrira donc

qu'un seul.

Comme le montrent les figures 3 à 15, le chargeur

d'éléments d'insertion de matrice comprend un organe d'ac-

tionnement hydraulique à double effet 194 du type à piston et à cylindre qui est monté sur une plaque de base 196 fixée rigidement par dessus l'enveloppe de navette 24 L'axe du piston 198 de l'organe d'actionnement 194 est situé dans le même plan que l'axe 66 ou 68 de l'ouverture respective de navette 62 ou 64 et au-dessus de cet axe (voir figure 10) quand l'ouverture de navette se trouve au poste de transfert particulier 28 ou 30, figure 6, o est monté le chargeur d'éléments d'insertion de matrice dont il s'agit La plaque de base 196 fait partie d'une structure rigide qui comprend deux glissières opposées 200 se dirigeant vers l'avant en face du sommet de l'enveloppe de navette 24, figure 14 Les glissières 200 sont réunies à la plaque de base 196 par une paire de nervures parallèles dressées en porte-à-faux 202,

Le reste du chargeur d'éléments d'insertion de ma-

trice est essentiellement formé d'une tête de chargement qui peut aller et venir en se rapprochant et en s'éloignant de

l'enveloppe de navette 24 sous l'action de l'organe d'ac-

tionnement hydraulique 194 La tête de chargement comprend

une traverse 204 présentant des gorges latérales paral-

lèles 206 par lesquelles la traverse est suspendue aux glis-

sières 200 et peut coulisser le long de celles-ci transver-

salement à l'enveloppe de navettes Dans un trou cylindrique

de la partie inférieure de la traverse 204 est fixé un cy-

lindre hydraulique d'actionnement de nez de blocage 226 dont l'axe coïncide avec l'axe approprié 66 ou 68 (figure 10) Un

piston à double effet 208 peut coulisser dans le cylin-

dre 226 et porte une tige de piston coaxiale 210 qui se di-

rige vers l'enveloppe de navette A l'extrémité postérieure de la tige de piston 210, c'est-à-dire à l'extrémité la plus

proche de l'enveloppe de navette, est fixé un nez cylin-

drique de blocage 212.

A l'arrière de la traverse 204 est fixé, au moyen de boulons 214, un manchon annulaire de griffe d'insertion de matrice 216 qui se dirige vers l'enveloppe de navette et

est coaxiale au nez de blocage 212 et à la tige de pis-

ton 210 Le manchon de griffe d'insertion de matrice 216

présente deux parties planes parallèles formées dans sa sur-

face cylindrique extérieure Une paire de griffes oppo-

sées 218 sont montées sur ces parties planes respectives 224 et s'étendent axialement au delà du manchon de griffes 216 pour présenter une paire d'éléments de griffes en forme de corde 220 dont la fonction est de s'engager dans la gorge annulaire 92, figure 12, de l'élément d'insertion antérieur correspondant 82 afin d'enserrer ce dernier comme on le

verra plus loin dans la description du fonctionnement du

chargeur d'éléments d'insertion Des nervures transversales de retenue 222 sont prévues en travers des parties

planes 224 pour assurer la mise en place axiale des grif-

les 218 sur leurs manchons 216 et les griffes sont fixées -adialement au manchon par des moyens appropriés non reprzé

sentés.

La tête de griffe d'insertion de matrice du poste de transfert de droite 30 est indiquée sur la figure 10 alors qu'elle n'est pas indiquée au poste de transfert de

gauche 28 Chaque tête de griffe d'insertion de matrice com-

prend l'assemrblage d'un riarnchon 216 et de griffes 218 Lez

nez de blocage 212 des deux postes de transfert sont indi-

qués sur la figure 10.

Par la figure 14, on voit que l'organe d'action-

nement 194 sert à faire aller et venir la tête de griffe d'insertion de matrice 216, 218 entre sa position normale ou avancée indicquéte en trait mixte et une position rétractée

indiquée en trait plein Dans la position avancée, les élé-

ments de griffe 220 sont alignés sur la gorge d'insertion de matrice 92 de la matrice, dans l'ouverture correspondante 62 ou 64 de la navette (figure 10) Afin de loger les éléments

de griffe dans cette position lorsque la navette se rappro-

che et s'éloigne du poste de transfert, une paire de gorges horizontales (que l'on voit le mieux sur la figure 10) est prévue à chaque extrémité de la plaque latérale de navette 60 Ces gorges partent de l'extrémité correspondante de la navette poulr couper l'ouverture 62 ou 64 Au moyen de l'organe d'actionnement de nez de blocage 208, 210, 226, on peut faire aller et venir le nez de blocage 212 entre sa position normale et rétractée, entourée par le manchon de griffes 216, et une position avancée relativement à celui-ci, cette position relative avancée étant indiquée en

trait mixte sur la figure 14.

On passera maintenant aux figures 6 et 16; les deux chargeurs de flans 36 sont pratiquement identiques si ce n'est qu'ils ont "un sens" comme indiqué sur la figure 6. Celui que l'on va décrire maintenant est le chargeur de flans de droite représenté par la figure 16 par laquelle on peut voir que les flans annulaires 2 sont présentés un à la fois par le chargeur de flans dans la position de chargement

indiqué en trait mixte dans laquelle l'axe du flan 2 coïn-

cide avec l'axe 68 de l'ouverture de navette (et des élé-

ments d'insertion de matrice) Le flan est amené à cette po-

sition, le long d'un parcours incliné vers le haut indiqué

par la flèche 228 sur la figure 16, par une partie de ber-

ceau 230 d'un élément porteur-232 L'élément porteur 232 peut coulisser le long d'un châssis approprié de guidage et de soutien 234 qui est fixé à un ensemble de plaque d'appui indiqué en 236 L'ensemble plaque d'appui est fixé, par des moyens non représentés, à l'avant de l'enveloppe de navette 24, figure 6 L'élément porteur 232 va et vient le long du châssis 234 sous l'action d'un organe d'actionnement

hydraulique à double effet 238 porté par l'ensemble de pla-

que d'appui 236 et porte un poussoir 240 auquel est fixée une tige de traction 242 La tige de traction 242 est fixée à un goujon 244 qui peut tourner dans un moyeu 246 Le moyeu 246 fait partie d'un doigt de retenue de flans 248 et il est décalé relativement à un pisot 250 par lequel le

doigt 248 est porté par l'ensemble de plaque d'appui 236.

Ainsi, le mouvement de la tige de traction 242, à mesure que

l'élément porteur 232 avance, fait tourner le doigt de rete-

nue de flans 248, de sa position normale indiquée en trait plein, à une position d'action sur le flan indiquée en trait mixte La tige de traction est rattachée à un ressort de

traction 252 qui aide le doigt 248 à exercer une force ra-

diale obligatoire sur le flan 2, le doigt étant ainsi retenu

lorsqu'il est dans sa position normale par l'organe d'ac-

tionnement 238 contre la force du ressort 252.

Dans sa position rétractée qui est représentée, la

part de berceau 230 est alignée sur un magasin d'alimen-

tation 254 le long duquel les flans 2 sont guidés par gra- vité en succession linéaire Un épaulement 256 de l'élément porteur 232 empêche chaque flan d'avancer jusqu'à ce que la partie de berceau 230 retourne à sa position rétractée après

avoir amené le flan précédent à sa position de chargement.

On voit qu'à cause de l'inclinaison vers le haut de la direction d'alimentation, indiquée par la flèche 228, la partie de berceau 230 et le doigt de retenue de flans 248 coopèrent pour retenir le flan avec un support en trépied de

sorte que le flan est automatiquement mis en place avec pré-

cision pour l'opération suivante (décrite ci-après), qui est l'introduction du flan dans la navette Pendant sa course

dans le sens de la flèche 228, le flan est retenu latérale-

ment par des guides latéraux fixes 258 -

Sur la figure 10, la partie de berceau 230 et le doigt de retenue de flans 248 du chargeur de flans de droite sont indiquées et on peut voir ainsi que le parcours 228 de la partie de berceau coupe l'espacement entre l'avant de la navette et l'extrémité postérieure ou porteuse de griffe de

la tête de griffe 212, 218 du chargeur d'éléments d'inser-

tion de matrice correspondant.

Pour en revenir aux figures 5 et 10, on se rappel-

lera qu'outre un chargeur de flans et un chargeur d'éléments d'insertion de matrice, il est aussi prévu, à chacun des

deux postes de transfert 28, 30, un dispositif éjecteur 38.

Celui-ci est formé d'un organe d'actionnement hydraulique à

double effet, indiqué sur la figure 5, portant un nez d'é-

jecteur 260 (figure 10) dont l'axe coïncide avec l'axe ap-

proprié d'ouverture de navette 62 ou 68 quand la navette

est au poste dont il s'agit et qui est donc opposé trans-

versalement au nez de blocage 212 du chargeur d'éléments d'insertion de matrice correspondant, figure 14 L'organe d'actionnement de chaque dispositif éjecteur est fixé à la

plaque postérieure d'enveloppe correspondante 146 de l'enve-

loppe de navette, figure 7.

Le processus de fonctionnement de la machine est commandé par un système de commande automatique qui n'est pas représenté en détail sur les dessins et qui peut prendre

toute forme permettant d'exécuter les opérations ici dé-

crites En particulier, le processus voulu de fonctionnement

des divers organes d'actionnement hydrauliques est avanta-

geusement commandé par un système électro=hydraulique de

sorte que des valves de commande de fluide du système hy-

draulique d'alimentation des organes d'actionnement sont elles-mêmes actionnées en réponse à des signaux électriques

appropriés venant d'un certain nombre de capteurs de proxi-

maité et d'interrupteurs de fin de course Ainsi par exemple, des interrupteurs prévus dans les butées de fin de course 154, figure 7, indiquent que la navette est à la fin de sa course, l'ouverture appropriée de la navette étant alignée sur le nez d'éjecteur 260 et le nez de blocage 212

au poste de transfert adjacent A titre d'exemple, les figu-

res 13 et 14 représentent certains capteurs de proximité as-

sociés au chargeur d'éléments d'insertion de matrice repré-

senté sur ces figures Ainsi, sur la figure 14), deux cap-

teurs de proximité 262 (omis sur la figure 13) sont portés

dans une enveloppe 264 fixée à l'avant de la traverse 204.

Ces capteurs 262 sont conçus pour détecter la présence d'une bride 266 formée sur un prolongement antérieur 268 du piston d'actionnement de nez de blocage 210, à chaque extrémité de la course de celui-ci De façon similaire, la traverse 204 porte un châssis longitudinal 270 auquel sont fixés quatre taquets 272 La présence de ceux-ci est détectée, aux stades appropriées du déplacement de la traverse sous la commande

de l'organe d'actionnement 194, par des capteurs de proxi-

mité 274 montés dans les nervures en porte-à-faux 202.

On remarquera que le châssis 270 est muni de gor-

ges longitudinales porteuses de taquets de sorte que l'on peut régler avec précision la position de chacun des

taquets 272, conjointement avec une barre de futée 276 por-

tée par la traverse et destinée à coopérer avec la face ten-

minale antérieure de la plaque de base 196 De cette ma-

nière, le réglage de la course et le rythme du fonction-

nement du chargeur d'éléments d'insertion de matrice peuvent s'effectuer exactement, rapidement et facilement On voit donc que les mêmes principes peuvent s'appliquer à d'autres composants de la machine à rouler les anneaux, par exemple au vérin 18 de la tête mobile, à l'organe d'actionnement de

navette 155, au chargeur de flans 36, à l'organe d'action-

nement de mandrin 192 et aux dispositifs d'éjection 18.

On décrira maintenant le fonctionnement de la mas chine, en ce qui concerne d'abord l'opération de roulage d'anneaux elle-même et ensuite la succession d'opérations aux postes de translert On se réfère en particulier aux figures 12, 17 et 18 et il y a lieu de souligner la nature schématilque de ces figures, particulièrement de la

figure 17.

On se réfèrera à la figure 17 (a); quand la navette 42, portant des éléments d'insertion de matrice 80, 82 et un nouveau flan 1, a été amenée au poste de travail, le mandrin 50 (avec son support de palier postérieur de mandrin 188) est dans sa position rétractée, à l'arrière de la navette, et les rouleaux supports de mandrin sont dans leur position levée (indiquée, en ce qui concerne le bord

inférieur de ces rouleaux, par des traits mixtes) Les au-

tres composants indiqués sur la figure 17 (a), à savoir le support de palier antérieur de mandrin 180, les rouleaux supports de matrice 138 et le rouleau d'entrainement de matrice 78, sont dans les positions indiquées en trait plein; c'est aussi le cas des éléments d'insertion de matrice 80, 82 qui sont en contact entre eux le long du plan

médian du profil de matrice 54 et qui, par leurs faces exté-

rieures 86 et 88, sont hors de contact axial avec les rou-

leaux supports de mandrin 110 et les rouleaux supports de

matrice 138.

Aussitôt que la navette s'est arrêtée, on insère le mandrin à travers la matrice et la pièce 1 de sorte que

son "extrémité libre est supportée de manière à pouvoir tour-

ner dans le support antérieur de mandrin 180 de la façon déjà décrite On abaisse alors la tête mobile 16 Au moment qui précède le contact des rouleaux supports de mandrin 110 avec le mandrin, tous les composants sont dans la position en trait plein de la figure 17 (a), le mandrin étant centré par les brides 143; en même temps, les rouleaux supports 110 commencent à pousser le mandrin vers le bas

contre la résistance des pistons hydrauliques alimentés hy-

drauliquement 184 <figure 8) Ce mouvement continu jusqu'à ce que le mandrin atteigne la position indiquée en trait mixte sur la figure 17 (a), c'est-à-dire que le profil du mandrin entre tout juste en contact radial avec l'alésage de la pièce 1 C'est là un point critique du procédé et on l'appellera le "moment de charge initiale" parce que c'est le moment o la charge radiale commence à être appliquée par la tête mobile 16 à la pièce et aux composants associés de

la machine.

Plusieurs évènements se produisent simultanément

au moment de charge initiale Premièrement, la charge appli-

quée à la pièce vers le bas est transmise par celle-ci aux éléments d'insertion de matrice 80 et 82 Etant donné que cette force comporte des composantes axiales aussi bien vers

l'avant que vers l'arrière, les éléments d'insertion de ma-

trice sont ainsi très largement-écartés axialement de sorte que leurs faces extérieures planes 86 et 88 s'appliquent fermement contre les faces intérieures des rouleaux supports de mandrin 110 et aussi contre celles des rouleaux supports de matrice 138 Deuxièmement, les forces de réaction radiale

entre le mandrin et les rouleaux supports de mandrin s'éga-

lisent de sorte que l'axe du mandrin est, à toutes fins, pa-

rallèle à l'axe 52 de la matrice mais situé en dessous de celui-ci En outre, la pièce est maintenant mise en place instantanément par le support à trépied, c'est-à-dire au point de contact entre celle-ci et les éléments d'insertion respectifs de matrice Il s'ensuit que la pièce est placée debout, c'est-à-dire que son axe est vraiment parallèle à ceux de la matrice et du mandrin Autrement dit, la pièce et les outils sont maintenant positionnés avec précision pour

le processus de roulage qui commence maintenant.

Le troisième évènement qui se produit au moment de charge initiale est que l'enveloppe de matrice 74, dépassant en dessous de la navette comme on l'a expliqué plus haut à propos de la figure 11, est poussée radialement contre le

rouleau d'entraînement de matrice 78 en rotation Par con-

séquent, étant donné que le rouleau d'entraînement de matri-

ce, l'enveloppe de matrice, les éléments d'insertion de ma-

trice, la pièce et les rouleaux supports 110 et 138 sont

maintenant tous diversement en contact entre eux, étant sol-

licités par des composants appropriées dérivées de la force appliquée vers le bas par l'intermédiaire de la tête mobile 16, le mouvement de l'un quelconque de ces éléments

est transmis à celui ou à ceux qui coopèrent ainsi avec lui. Donc, la rotation du rouleau d'entraînement de matrice 78 a pour effet que

l'enveloppe de matrice 74 et les éléments d'insertion de matrice 80 et 82 tournent autour de l'axe 52

tout en forçant aussi la pièce et le mandrin à tourner au-

tour de leur axe respectif Le mandrin, à son tour, fait tourner les rouleaux supports de mandrin Il est important ici de remarquer que le rouleau d'entraînement de

matrice 78, outre qu'il applique à la matrice la force d'en-

traînement obligatoire, subit aussi la totalité de la force

raidiale de réaction due au processus de roulage d'anneaux.

La configuration des divers composants de la ma-

chine au moment de charge initiale/ défini plus haut, est à nouveau représentée sur la figure 17 (b), cette fois en trait plein La figure 17 (b) représente l'opération effective de roulage d'anneaux A mesure que la tête mobile 16 continue de descendre, la pression vers le bas ainsi accrue a pour effet que le mandrin forme une dépression initiale (indiquée

en 278 sur la figure 17 (b)) dans l'alésage de la pièce.

Par suite d'une très petite déviation vers l'ex-

térieur des rouleaux supports de mandrin 110, indiquée en trait mixte sur la figure 17 (b), le mandrin-peut maintenant un peu flotter axialement L 1 avantage en est que le mandrin

tend maintenant à se centrer continuellement dans la dépres-

Sion qu 2 il a déjà formée dans l'alésage de la pièce.

La pression vers le bas exercée par la tête

mobile 16 se maintient maintenant pendant un nombre prédéter-

miné de tours du rouleau d'entraînement de matrice 78 Pen-

dant cette phase du fonctionnement, la déformation de la

pièce à la forme représentée par les figures 1, 2 et 12 s'a-

chève et la tête mobile et le mandrin peuvent se mouvoir da-

vantage vers le bas ainsi qu'il est nécessaire pour épouser

le profil de la pièce étant donné que celle-ci est modifiée.

La configuration est maintenant celle que montre la figure 12 Il faut noter ici que malgré le fait que les éléments d'insertion de matrice 80 et 82 ont subi un léger écartement axial, la grandeur de l'espacement axial entre eux, à la surface profilée 54 de la matrice est trop petite (comme celle de la déformationaxiale des rouleaux supports de mandrin 110 et une déformation similaire concomitante des

rouleaux supports de matrice 138) pour être clairement re-

présentée, si ce n'est avec une forte exagération comme sur

la figure 17 Sur la figure 12, cet espacement et ces défor-

mations ne sont donc pas visibles.

On continuera de se référer à la figure 12; la

ligne centrale finale du mandrin 50 est ici indiquée en 280.

Pendant que le rouleau d'entraînement 78 et les rouleaux sup-

ports de matrice 138 continuent de tourner et continuent à faire tourner les divers composants associés et la pièce, la tête mobile 16 commence son mouvement de rétraction vers le haut Cela réduit la force dirigée vers le bas appliquée au mandrin, augmentant ainsi la vitesse de rotation; en même temps, le mandrin commence à se mouvoir vers le haut sous l'influence de la pression hydraulique, derrière les pistons de rappel 184 (figure 8) pendant que les rouleaux supports de mandrin 110 se meuvent vers le haut Les seules forces linéaires notables qui agissent sur les éléments d'insertion de matrice sont main-tenant 'es forces axiales opposées résula tant de la précharge des arbres 106 et 140 et transmises par l'îin ermédiaire des rouleauw supports 138 et 110 de sorte

que les déviations axiales des rouleaux supports et des élé-

ments d'insertion de matrice se relâchent.

Quand le mandrin, qumi ne tourne plus maintenant, a monté à la position o son axe coïncide à nouveau avec l'ac= cès 52 de la matrice, l'organe d'actionnement de mandrin 192 est actionné pour rétracter le mandrin derrière la

navette 42 et le dégager de celle-ci.

La navette se meut maintenant, du poste de tra-

vail 32, figure 6, au poste de transfert approprié 28, 30.

Par suite, l'enveloppe de matrice 74 se dégage du rouleau d'entraînement de matrice 78 et les éléments d'insertion de matrice se dégagent des rouleaux supports 110 et 138 de

* sorte que l'enveloppe de matrice 74 et les rouleaux 110 ces-

sent de tourner; les éléments d'insertion de matrice 80, 82 et la pièce 1 se trouvent donc, pendant leur transfert au

poste de transfert, en position stationnaire dans l'enve-

loppe de matrice et sont pratiquement exempts de contraintes et libres de "flotter" axialement Comme on l'a expliqué plus haut, pendant le mouvement de la navette, la tête de griffes 216, 218 est dans sa position normale ou avancée,

les éléments de griffe 220 étant alignés sur la gorge d'in-

sertion 92 Ainsi, lorsque l'élément d'insertion de matrice

arrive au poste de transfert, les parois de la gorge 92 coo-

pèrent par coulissement avec les éléments de griffe de sorte que ces derniers enserrent alors l'élément d'insertion de matrice. On se réfèrera à la figure 18; lors de l'arrivée de la pièce 1 au poste de transfert, le nez de blocage 212 et le nez d'éjecteur 260 avancent vers la navette de sorte

que la pièce est emprisonnée entre eux Le nez de blo-

cage 212 et le manchon de griffes 216 sont alors rétractés

tandis que le nez d'éjecteur 260 continue d'avancer.

Le nez de blocage a un diamètre tel qu'il s'adapte

exactement, mais tout en pouvant facilement coulisser axia-

lement, dans la perforation de l'élément d'insertion anté-

rieur de matrice; en conséquence, ce dernier est à la fois

supporté par le nez de blocage et mis en place diamétra-

lement par celui-ci, son axe étant correctement orienté De cette manière, l'élément d'insertion antérieur de matrice 82 et la pièce 1 sont retirés ensemble de la navette, comme le montre la figure 18 (a) Le nez de blocage 212 assure que la

pièce soit détachée de la surface profilée de l'élément d'in-

sertion antérieur de matrice qui, maintenant, sert simple-

ment à mettre en place la pièce Ainsi, lorsque, comme cela se produit maintenant, on arrête le mouvement d'avance du nez d'éjecteur 260 tandis que le manchon de griffe, portant

encore l'élément d'insertion de matrice, poursuit son mouve-

ment de rétraction (comme le montre la figure 18 (b)), la pièce 1 est libérée La pièce tombe pour être transportée le

long de la voie d'amenée appropriée 44 ou 46, figure 6.

Toute bavure circonférentielle résiduelle (pré-

sente dans certains cas) est ensuite enlevée de la pièce par

l'un de deux procédés, selon la configuration de la pièce.

Dans le cas d'une pièce en forme d'anneau présentant une sur-

face extérieure sphérique comme l'anneau de cage 1, un dis-

positif d'ébavurage (non représenté) est prévu dans les voies d'amenée ou en aval de celles-ci Lorsque la surface extérieure de l'anneau est cylindrique, il est plus commode d'enlever la bavure par une opération classique de meulage

sans centres.

Pour en revenir au poste de transfert, le chargeur de flans, dont la partie de berceau 230 du support et le doigt d'application au flan 248 sont indiqués sur la

figure 18 (c), fait avancer un nouveau flan 2 dans l'espace-

ment entre l'arrière de l'élément d'insertion antérieur de

matrice 92 et le nez d'éjecteur 260 tandis que les deux der-

niers composants mentionnés sont respectivement dans leur position entièrement rétractée et entièrement avancée, comme représenté sur la figure 18 (b) On fait alors avancer le nez de blocage 212 jusqu'à ce que sa face d'attaque s'applique

au flan 2 et pousse ce dernier vers le nez d'éjecteur 260.

Le flan est maintenant enserré entre les deux nez 212 et 260

et alors le doigt 248 et la partie de berceau 230 sont ré-

tractés par le chargeur de matrice Comme le montre la figure 18 (c), le manchon de griffes avance maintenant vers la navette de sorte que l'élément d'insertion antérieur de matrice 82 court d'une petite distance le long du nez de blocage 212 de manière à amener l'extrémité antérieure du flan 2 à l'intérieur de la partie profilée de l'élément

d'insertion de matrice L'avance du manchon de griffes con-

tinue maintenant mais le mouvement relatif entre le manchon de griffes et le nez de blocage 212 est arrêté de sorte que

ce dernier commence maintenant à pousser le flan dans la na-

vette Le nez d'éjection 260, toujours en coopération de blocage avec le flan 2, peut se rétracter sous la force

axiale exercée par le chargeur d'éléments d'insertion de ma-

trice par l'intermédiaire du nez de blocage 212 et du

flan 2.

La figure 18 (d) montre un stade suivant o l'élé-

ment d'insertion antérieur de matrice a pénétré dans l'enve-

loppe de matrice 74 Quand finalement l'élément d'insertion antérieur de matrice entre en contact axial avec l'élément d'insertion postérieur de matrice 80, le mouvement d'avance

du manchon de griffes 216 s'arrête mais le nez d'éjec-

teur 260 continue de se-rétracter en se dégageant de la navette Le nez de blocage 212 est rétracté, le manchon de

griffes 216 étant maintenant à nouveau dans sa position nor-

male ou avancée.

La matrice 48 est donc maintenant assemblée dans la navette 42, sa nouvelle pièce étant en position, prête à être transférée, par le mouvement longitudinal de la navette (dégageant ainsi les éléments de griffe 220 de l'élément

d'insertion de matrice 82), au poste de travail 32.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1 Appareil à former des anneaux ( 1) à un profil prédé-

terminé en partant d'une succession de flans annulaires ( 2) et en roulant le flan à froid, l'appareil étant du type qui présente une matrice annulaire ( 48), un mandrin ( 50) destiné à coopérer avec celle- ci, des moyens d'entraînement ( 78) de

la matrice en rotation autour de son axe et des moyens d'appli-

cation de force ( 16) servant à appliquer une force radiale au

mandrin lorsqu'il passe à travers la matrice, le flan annulai-

re entourant le mandrin et étant entouré de la matrice, de manière à comprimer le flan le long d'une section axiale de celui-ci, vers un côté de l'axe du flan mais non vers l'autre, l'appareil comprenant des moyens servant à faire tourner le mandrin de sorte que la force radiale a pour effet de déformesr la section du flan ainsi comprimé pour lui faire épouser un

profil intérieur de la matrice et un profil extérieur du man-

drin, appareil caractérisé par le fait qu'il comporte une na-

vette ( 42) munie d'une ouverture passante ( 62, 64) pour rece-

voir la matrice ( 48), la navette pouvant se mouvoir de manière à transférer l'ouverture passante entre le poste de travail ( 32) o sont situés le mandrin ( 50), les moyens d'entraînement de matrice ( 78) et les moyens d'application de force ( 16) et au moins un poste de transfert ( 28; 30) pour le retrait de l'anneau roulé ( 1) et l'insertion d'un nouveau flan ( 2), la

navette étant conçue pour faire en sorte que les moyens d'en-

traînement de matrice soient en coopération avec la matrice

quand celle-ci est au poste de travail.

2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une enveloppe annulaire de matrice ( 74) est montée de manière à pouvoir tourner dans l'ouverture passante ( 62, 64) de sorte que cette dernière constitue l'élément femelle d'un palier, l'ouverture passante étant sous la forme d'un cercle incomplet pour définir dans une face de la navette ( 42) une fente ( 70) à travers laquelle l'enveloppe de matrice dépasse

pour coopérer avec les moyens d'entraînement de matrice ( 78).

3 Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, carac-

térisé par le fait que la navette ( 42) peut aller et venir le long d'un parcours rectiligne entre les postes ( 28, 32; 30, 32).

4 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac-

térisé en ce qu'il comporte un premier et un deuxième postes

de transfert ( 28, 30), le poste de travail ( 32) étant à mi-

chemin entre les postes de transfert et la navette ( 42) pré-

sentant une première et une deuxième ouvertures passantes

( 62, 64) espacées de telle sorte que lorsque la première ou-

verture ( 62) est au premier poste de transfert ( 28), la deu-, xième ouverture ( 64) est au poste de travail, la navette

étant conçue pour déplacer la première ouverture entre le pre-

mier poste de transfert et le poste de travail tout en dépla-

çant la deuxième ouverture entre le deuxième poste de trans-

fert et le poste de travail.

Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement de matrice comprennent un

rouleau d'entraînement simple ( 78) destiné à coopérer directe-

ment avec la partie de l'enveloppe de matrice ( 74) qui dépasse

à travers la fente ( 70) de la navette ( 42), les axes du rou-

leau d'entraînement de matrice ( 78), du mandrin ( 50) et de 1 ' ouverture passante ( 62, 64), au poste de travail ( 32), étant situés dans un même plan et les moyens d'application de force ( 16) étant conçus pour appliquer la force radiale au mandrin

dans le même plan.

6 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à

, caractérisé par le fait que les moyens d'application de

force comprennent une tête ( 16) comprenant une paire de rou-

leaux supports de mandrin ( 110) espacés axialement sur un axe commun et monté dans une enveloppe de transmission de force ( 100, 102) de la tête, la tête pouvant aller et venir dans un

plan contenant l'axe du mandrin de sorte que les rouleaux sup-

ports de mandrin transmettent directement la force radiale au

mandrin ( 50) lui-même.

7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque rouleau support de mandrin ( 110) présente une sufface circonférentielle d'application au mandrin et une

bride ( 143) présentant un flanc destiné à s'appliquer axiale-

ment à un flanc correspondant du mandrin de sorte que les rou-

leaux supports ensemble assurent la mise en place axiale du mandrin.

8 Appareil selon l'une des revendications 6 et 7, carac-

térisé par le fait que chaque rouleau support de mandrin (ll O)-présente un flanc pour s'appliquer axialement à une

face terminale correspondante ( 86, 88) de la matrice de ma-

nière à effectuer la mise en place axiale obligatoire de la matrice dans l'ouverture passante ( 62, 64) de la navette ( 42).

9 Appareil selon l'une quelconque des revendications 6

à 8, caractérisé par le fait que les rouleaux supports de man-

drin ( 110) sont montés sur un arbre commun ( 106) de la tête

( 16), la tête comprenant des moyens ( 128) permettant de main-

tenir l'arbre sous-tension et de transmettre aux rouleaux sup-

ports une force réactive axiale de compression qui en résulte,

de manière à maintenir à une grandeur prédéterminée l'espace-

ment axial entre les deux rouleaux supports.

Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les rouleaux supports de mandrin ( 110) sont montés sur leur arbre ( 106) de manière à pouvoir s'écarter axialement l'un de l'autre dans une mesure limitée contre la force axiale

de réaction.

11 Appareil selon l'une des revendications 9 et 10, ca-.

ractérisé par le fait que la tête ( 16) comprend des moyens d'

espacement ( 134) pour limiter à une grandeur minimale prédéter-

minée l'espacement axial entre les rouleaux supports de man-

drin ( 110).

12 Appareil selon l'une quelconque des revendications

1 à 11, caractérisé par le fait que la matrice ( 48) est une matrice fendue comprenant un élément d'insertion antérieur ( 82)

et un élément d'insertion postérieur ( 80).

13 Appareil selon l'une quelconque des revendications

1 à 11, caractérisé par le fait que la matrice ( 48) comprend

un élément de matrice amovible ( 82) et qu'au poste de trans-

fert (ou à chaque poste de transfert) ( 28, 30) sont prévus un

dispositif d'éjection ( 38) servant à éjecter l'élément de ma-

trice amovible hors de l'ouverture passante ( 62, 64) de la navette ( 42) ainsi qu'un anneau roulé ( 1) qu'il porte, et un chargeur servant à réinsérer l'élément de matrice amovible

dans la navette avec un nouveau flan annulaire ( 2).

14 Appareil selon la revendication 13, caractérisé par le fait que la matrice ( 48) est une matrice fendue comprenant un élément d'insertion antérieur ( 28) qui constitue l'élément f.

de matrice amovible et un élément d'insertion postérieur.

Appareil selon l'une des revendications 13 et 14,

caractérisé par le fait que le chargeur (ou chaque chargeur) ( 34) présente une tête de chargement de matrice ( 216 à 222) pouvant aller et venir pour entrer dans l'ouverture passante

( 62, 64) de la navette ( 42) et en sortir, au poste de trans-

fert ( 28, 30) et qu'au chargeur ( 34) est associé un disposi-

tif de chargement ou d'amenée de flans ( 36) comprenant un élé-

ment d'alimentation et de retenue de flanc ( 230) servant à présenter successivement chaque flan annulaire ( 2) dans une position entre la tête de chargement annulaire et l'ouverture passante de sorte que la t-ête de chargement de matrice, transportant l'élément de matrice amovible ( 82) en direction de la navette, amène le flan à être emprisonné entre l'élément de matrice amovible et le dispositif éjecteur ( 38) de sorte que le flan est maintenu en mouvement réglé à tous moments jusqu'à ce qu'

il soit en position à l'intérieur de la navette.

16 Appareil selon l'une quelconque des revendications

1 à 15, caractérisé par le fait que le mandrin 5 ( 50) est un mandrin unitaire porté à une extrémité par des moyens d'amenée de mandrin ( 192) servant à l'insérer dans l'ouverture passante ( 62, 64) de la navette ( 42) au poste de travail ( 32), l'autre extrémité du mandrin constituant l'élément mâle amovible d'un

palier de mandrin ( 186) dont l'élément femelle est monté élas-

tiquement de manière à pouvoir se mouvoir dans le plan conte-

nant l'axe du mandrin et dans lequel une force radiale est

appliquée au mandrin par les moyens d'application de force ( 16).

17 Procédé de formage d'anneaux ( 1) à un profil prédé-

terminé en partant d'une succession de flans annulaires ( 2), par roulage à froid, consistant à comprimer une section axiale

du flan annulaire d'un côté de l'axe du flan mais non de l'au-

tre, entre un mandrin tournant ( 50) et une matrice annulaire tournante ( 48), le mandrin passant à travers la matrice de sorte que le flan entoure le mandrin et est entouré par la matrice, la compression de la section du flan s'effectuant par application au mandrin d'une force radiale appropriée de sorte que la section comprimée se déforme de manière à épouser un profil intérieur ( 54) de la matrice et un profil extérieur ( 56) du mandrin, procédé caractérisé par le fait que l'on introduit le flan annulaire ( 2) dans une navette ( 42), en un poste de transfert ( 28, 30), que l'on déplace la navette de manière à amener le flan, porté à l'intérieur de la matrice ( 48) qui est elle-même montée à l'intérieur de la navette, à un poste de travail ( 32) éloigné du poste de transfert, que l'on fait tourner la matrice dans la navette au poste de travail, le mandrin ( 50) passant à travers la matrice et le flan pendant que l'on applique la force radiale de manière à donner au flan

la forme d'un anneau roulé du profil voulu, qu'ensuite on dé-

place la navette de manière à amener l'anneau roulé à un pos-

te de transfert, qu'à ce poste on retire l'anneau de la navet-

te et on insère un nouveau flan annulaire ( 2) et que l'on déplace à nouveau la navette de manière à amener le nouveau

flan au poste de travail.