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Perfectionnements aux appareils électriques de forgeage par refoulement.
La présente invention concerne des machines électriques pour effectuer le forgeage de métaux par refoulement de parties épaissies de ceux-ci. Il est connu de créer une ma- chine comprenant une enclume contre laquelle une barre ou un lingot à refouler est pressé tandis qu'un courant électri- que intense est envoyé dans la barre pour'la chauffer.
Dans les appareils de ce genre, une difficulté habituel- le réside dans le fait que la résistance électrique de la pièce traitée diminue avec l'augmentation de la section
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transversale produite pendant l'opération de refoulement.
Ordinairement, le courant électrique est conduit dans la piè- ce par l'intermédiaire des mâchoires d'un étau dans lequel la pièce est maintenue et entre lequel et l'enclume s'effec- tue l'opération de refoulement. Tout près de l'étau, la sec- tion transversale de la pièce traitée n'est pas augmentée par le refoulement et par conséquent en ce point la densité de courant devient beaucoup plus élevée que dans le corps de la pièce et un inconvénient usuel dans ces machines oonsis- te en ce qu'on ''brûle'' le métal par suite de l'excès de chauffage par la densité de courant excessive au collet pro- duit par l'étau.
Cet inconvénient se rencontre en particulier dans les machines dans lesquelles les pièces tsaitées glis- sent à travers les mâchoires de l'étau pendant l'opération de refoulement de sorte que des têtes de grand diamètre peu- vent être créées par refoulement. L'un des buts de l'inven- tion est de fournir un moyen de surmonter cette difficulté.
Suivant la présente invention, on crée un appareil élec- trique de refoulement comprenant, en combinaison, une enclu- me, un étau en face de l'enclume, un moyen de faire passer un courant électrique à travers la pièce à traiter maintenue entre l'étau et l'enclume, un moyen de refouler la pièce et l'enclume ve l'une vers l'autre pour former une tête par re- foulement et un moyen de régler le courant électrique de fa.-. çon à empêcher une augmentation sensible de celui-ci lorsque le tête est formée.
Un appareil de fourniture de courant alternatif, établi de façon à donner un courant constant est bien connu depuis de nombreuses années et il rentre dans le cadre de la présen- te invention d'employer n'importe lequel des appareils de ce genre qui serait trouvé approprié au but de la présente in- vention. Suivant la présente invention, le moyen d'empêcher une augmentation sensible du courant électrique comprend
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toutefois de préférence un transformateur ayant l'un de ses enroulements (par exemple l'enroulement secondaire) mobile par rapport à l'autre et un moyen de repousser de façon é- lastique l'enroulement mobile en question vers l'autre en- roulement du transformateur.
Avec la disposition fournissant du courant avec une in- tensité fixe et jamais plus grande que celle que la section de la barre supporte, le chauffage est conduit en toute sé- curité et sans crainte d'accident. En outre, comme la cause indiquée de détérioration ne doit plus être redoutée, on peut à partir du commencement de l'opération, appliquer la tension nécessaire pour l'intensité normale de courant, ce qui raccourcit la durée de l'opération en comparaison du ré- sultat. Des économies notables de courant et de main d'oeuvre sont donc ob tenues.
Les dessins annexés montrent les pièces essentielles d'un appareil établi en concordance avec la présente inven- tion, à titre d'exemple. Dans ces dessins:
La fig. 1 est une vue en élévation de face.
La fig. 2 est un plan.
La fig. 3 est une représentation schématique d'un trans- formateur pourvu d'une bobine mobile et de ses connexions électriques avec l'appareil représenté aux fig, 1 et 2.
La fig. 4 est une vue en élévation de côté, en partie en coupe, d'une construction de transformateur à bobine mo- bile.
Si l'on se reporte aux fig. 1 et 2, la machine comprend un châssis 11 présentant le long de sa surface supérieure des guides 12 sur lesquels sont montés un chariot d'enclume 13, à une extrémité, un chariot d'étau 14 voisin de'celui-. ci, un étau de guidage 15 et à l'autre extrémité un cylindre 16 de bélier hydraulique. Toutes ces pièces, sauf le porte- enclume 13, sont mobiles longitudinalement le long des gui-
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des.
Dans le corps du porte-enclume se trouve un palier ver- tical destiné à recevoir une tige verticale qui porte une poupée 20 présentant un palier horizontal pour un mandrin 21, Le mandrin 21 porte à une extrémité une roue de vis sans fin 23 qui est en prise avec une vis sans fin actionnée par un volant à main 24 monté dans des paliers 25 de la poupée 20. De cette manière le mandrin peut être tourné suivant les désirs et l'axe du mandrin peut être mis sous n'importe quel angle par rapport aux guides 12 par rotation de la poupée 20 sur sa monture à tige verticale dans le support 13.
On a prévu des moyens appropriés pour immobiliser la tige de la poupée 20 lorsqu'elle est mise dans n'importe quelle posi- tion et ces moyens comprennent un boulon de serrage 26 se mouvant dans une fente 27 de bâti 11.
A l'intérieur du mandrin 21, qui est creux, est montée la tige d'une enclume 28 ayant une face de travail 29 qui est dirigée vers la droite de la fig. 1. L'enclume 28 est creuse et pourvue de connexions de circulation d'eau pour être maintenue froide; ces connexions ne sont pas représen- tées au dessin vu qu'elles sont de construction usuelle.Elles comprennent des tubes flexibles pour le transport de l'eau de refroidissement vers l'enclume mobile et à partir de celle-ci. La face de travail de l'enclume peut être retirée de la partie principale et elle est faîte d'un alliage cui- vre-tungstène de grande conductibilité, d'un genre dur et durable.
Le porte-enclume 13 est isolé des guides 12 par une matière isolante interposée qui peut toutefois, comme elle n'a pas à résister à un fort potentiel électrique, ne pas être d'une grande épaisseur pourvu qu'elle soit capable de résister aux forces de serrage intenses nécessaires pour fi- xer les pièces ensemble,
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Le porte-étau 14 est mobile le long des guides 12 sous la commande d'une vis mère 17 qui est en prise avec une roue de vis sans fin 18. La roue de vis sans fin 18 peut être mise en rotation par une vis de l'arbre d'un volant à main 19, de sorte que le porte-étau 14 peut facilement être mis par l'opérateur dans n'importe quelle position désirée sur l'as- sise de la machine par rapport à l'enclume.
Le porte-étau comprend une mâchoire inférieure fixe 30 et une mâchoire supérieure mobile 31 montée sur une tige 32 faisant saillie sur un cylindre à pression hydraulique 33.
Un ressort de rappel 34 est prévu pour attirer normalement vers le haut la mâchoire supérieure 31. Un tuyau d'amenée de pression 35 pour le cylindre 33 est prévu et se trouve sous la commande d'une soupape à deux voies 36 actionnée par la ma- nette de commande 37. De cette manière, la pression hydrau- lique peut être appliquée à partir d'un tuyau d'amenée 38 dans le cylindre 33 ou bien le cylindre peut être relié par la soupape à deux voies à un tuyau d'échappement 39. L'étau et le support de celui-ci sont construits en bronze ou en une autre matière de conductibilité élevée et il en est de même pour la poupée de l'enclume.
Ces deux pièces sont reliées aux bornes secondaires 40,41 d'un transformateur d'abaissement 42 qui n'est pas représenté aux fig. 1 et 2 mais apparait dans le schéma des connexions de la fig. 3, Le transforma- teur peut avantageusement être placé dans la base de la ma- chine. Un commutateur principal de commande est prévu pour le transformateur et il est relié par des connexions appropriées à une poignée 45 de commande de commutateur.
Le cylindre 16 de bélier hydraulique est mobile le long des guides 12 au moyen d'une vis-mère 46 et le mouvement longitudinal est commandé par un volant à main 47 analogue àu volant à main 19 qui commande le mouvement longitudinal du porte-étau 14. Le cylindre 16 actionne un bélier 48 qui vient
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en prise avec une crossette 49 montée de façon à coulisser le long des guides 12.
La crossette 49 porte un poinçon in- terchangeable 50 qui est destiné à buter contre l'extrémité de la pièce traitée maintenue dans les machoires 30,si de l'étau, de sorte que l'autre extrémité de cette pièce bute contre la face active 29 de l'enclume. La crossette 49 porte des barres de glissement 51 qui sont attachées à des câbles
52 passant sur des poulies 53 et fixés par leurs autres ex- trémités à un contrepoids 54. Le contrepoids 54 ne sert pas seulement à ramener en arrière le poinçon 50 lossque la pression hydraulique est coupée du cylindre 16 mais remplit également une seconde fonction utile en ce sens qu'il donne la certitude qu'il n'y a pas de jeu dans les connexions de fonctionnement entrè le volant 47 et le cylindre 16.
Sur le côté supérieur du cylindre 16 se trouve une pièce 55 qui est filetée pour recevoir une vis 56. La vis 56 pas- se librement à travers la crossette 49 vers une manivelle de commande 57. Une poignée de verrouillage 58 est prévue et peut être vissée contre un méplat où une rainure taillé dans le côté de la vis 56 pour maintenir cette dernière dans n'importe quelle position dans laquelle elle a été amenée par réglage. Le résultat de cette disposition est que lors- que la crossette 49 atteint la poignée 57 au cours de son mouvement vers l'avant, elle est positivement empêchée de continuer à se mouvoir par la butée procurée,par la tête de la vis 56 à laquelle la poignée 57 est fixée On peut ainsi régler le bélier 48 pour qu'il exécute une course déterminée d'avance.
La pression hydraulique est fournie au cylindre 16 par un tuyau d'amenée 59 comportant une section télescopique 60 attachée à une soupape à deux voies 61. La soupape à deux voies 61 est commandée par une poignée 62 et reçoit la pression hydraulique venant du tuyau 38 tand is qu'elle est
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munie d'une communication d'échappement 63.
Entre le porte-étau 14 et le poinçon 50, on a prévu un étau de guidage 15. L'étau de guidage 15 est actionné à la main et comprend une paire de mâchoires 64,65 mobiles hori- zontalement, actionnées par une vis à filetage à droite et à gauche créée sur la tige 66 d'un levier à main 67. L'étau de guidage peut être enlevé de la machine si l'on traite des pièces courtes, mais pour les pièces longues il saisit la pièce près du poinçon 50et la maintient dans une position cen trale par rapport à l'extrémité de ce poinçon.
Si l'on se reporte à la fig. 3, on y voit un transfor- mateur d'abaissement à basse tension 42, comme on l'a déjà indiqué, transformateur dont le secondaire est relié par les bornes 40, 41 à l'étau età l'enclume respectivement de façon qu'il puisse fournir !Le courant électrique pour chauffer la pièce entre l'étau et l'enclume.Le primaire du transfor- mateur 42 est pourvu d'un certain nombre de points de souti- rage actionnés par un commutateur à, main 68 et il est relié à un enroulement secondaire mobile 69 d'un transformateur d.e commande 70. L'enroulement primaire 71 du transformateur de commande est relié à la source fournissant le courant électrique.
L'enroulement secondaire 69 est monté de façon à glis- ser librement sur un noyau magnétique vertical 72 et son poids est partiellement contrebalancé par un contrepoids 73 relié à l'enroulement par l'intermédiaire d'un fléau de ba- lance 74.
La construction du transformateur à bobine mobile est indiquée schématiquement à la fig. 3 mais est représentée avec plus de détails à la fig. 4. Sur la fig. 4, les pièces sont montées dans une enveloppe 75 contenant de l'huile, et la position des enroulements primaires 71 et des enroule- ments secondaires 69 se voit clairement, ces derniers étant
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montés de façon à coulisser sur un noyau magnétique verti- cal 72 comme on l'a déjà indiqué. Le fléau de balance 74 est, pour rendre l'appareil plus compact, divisé en deux parties 74,76 qui sont reliées entre elles par des roues droites 77,78. Le poids d'équilibre 73 est monté de façon à coulisser sur la section supérieure 76 du fléau de balan- ce et il est relié à une chaine de commande 79.
La chaine de commande passe autour d'une roue de chaine 80 à une extré- mité du fléau et dune roue de chaine 81 à l'autre extrémi- té. La roue de chaine 81 tourne autour d'un axe vertical qui coupe l'axe de rotation de la roue droite 78 autour de laquelle la section 76 bascule. Un arbre vertical 82 porte à son extrémité inférieure des broches transversales 83 et l'extrémité de l'arbre 82 portant les broches transversales pénètre dans un bossage creux 84 qui fait partie de la roue 81. La disposition des pièces est telle que les broches transversales 83 viennent en prise avec le bossage 84 libre- ment au point d'intersection ou près du point d'intersection de l'axe de la roue de chaine 81 et du fléau de balance 76.
En conséquence, l'arbre vertical 82 peut faire tourner la roue de chaine malgré l'oscillation du fléau de balance 76 autour de son axe. L'arbre 7 82 est relié télescopiquement à une seconde section d'arbre 85 actionnée par l'intermédiai- re d'un joint de Hook 86 au moyen d'un volant à main 87 si- tué en dehors de l'enveloppe* Grâce aux connexions qui vien- nent d'être décrites, le contrepoids 73 peut être attiré par la chaine 79 dans n'importe quelle position de réglage le long du fléau de balance 76.
Le poids 73 n'est pas capa- ble de surmonter le poids de l'enroulement secondaire 69 mais seulement de 1'équilibrer partiellement et de cette manière la répulsion naturelle entre le primaire 71 et le secondaire 69 devient, pour un certain courant déterminé, dépendant de l'effet du poids d'équilibrage/*? 3, capable de -
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surmonter le poids non compensé du secondaire 69 et à refou- ler ce dernier vers le haut, ce qui augmente la fuite entre le primaire et le secondaire et réduit le voltage secondai- re.
Lors du fonctionnement de la machine, une pièce à trai- ter est placée entre le poinçon 50 et l'enclume 29 et elle est saisie par les mâchoires 30,31 de l'étau et, si c'est nécessaire, supportée supplémentairement par les mâchoires d'étau 6465. En vue d'amener le poinçon 50 en contact avec la pièce, le cylindre 16 peut être déplacé initialement le long des guides au moyen du volant à main 47. Le porte-étau
14 est mis à une distance telle de la face 29 de l'enclume qu'il laisse de la place pour la formation de la tête dé- sirée sur la pièce.
Le courant est alors mis en circuit par la poignée 45 et la pression hydraulique est appliquée au cylindre 16 moyennant l'actionnement de la poignée 62.D'ès que la pièce devient suffisamment chaude sous l'effet du cou- rant électrique, le bélier 50 refoule la pièce à travers les mâchoires d'étau avec un effet de glissement et produit par refoulement une tête entre l'enclume 29 et les mâchoires d'é- tau. Le fonctionnement du transformateur 70 empêche le sur- chauffage de la pièce à l'endroit du collet entre les mâchoi- res d'étau et la tête produite par refoulement, comme cela se produirait autrement par suite de la réduction de résis- tance qui se produit lorsque la section du métal est augmen- tée par l'opération de refoulement.
Le courant peut en outre être réglé à la main par la poignée 68 si on le désire, mais d'une manière générale cette poignée doit simplement être mise dans une position différente pour des dimensions diffé¯ rentes de pièce traitée, un changement correspondant du con- trepoids 73 étant effectué si on le désire.
Par la rotation de la face active de l'enclume 29 au- tour d'un axe vertical, cette enclume peut être placée sous
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différents degrés d'inclinaison par rapport à la ligne d'a- vancement de la pièce et immobilisée dans cette position par le boulon 26. Ceci permet la formation 'de têtes à faces tail- lées ou inclinées sous un angle. Em outre, la face d'enclume peut être mise en rotation dans son propre plan par l'action- nement du volant 24 pendant ou après l'opération de refoule- ment. Ceci permet la production de différentes formes tor- dues. La face active de l'enclume peut être pourvue d'une ca- vité pour façonner la tête de la pièce traitée.
Revendications.
=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+= 1/ Un appareil électrique de forgeage par refoulement, com- prenant, en combinaison, une enclume, un étau supportant la pièce en avant de l'enclume, un moyen de faire passer un courant électrique à travers la pièce maintenue entre l'étau et l'enclume, un moyen de repousser la pièce et l'enclume l'une vers l'autre pour former une tête par refoulement, et un moyen de régler le courant électrique de façon à empêcher une augmentation sensible de celui-ci lorsque la tête est formée.