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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION APPAREIL A FORGER LES OUTILS PERFORATEURS.
La présente invention se rapporte aux appareils à forger ou affûter les outils perforateursmais plus parti- culièrement aux appareils du type dans lequel la pièce à travailler est serrée ou forgée entre des éléments mobiles les uns par rapport aux autres;, par exemple un bloc d'enclu- me et une crosse, ces deux organes pouvant être munis de matrices de forme convenable soit pour serrer la pièce à travailler en position, soit pour les opérations de forgeage,
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telles que la fabrication des tiges, fleurets, mèches et au- tres outils perforateurs analogues.
L'un des objets de l'invention est d'empêcher le choc destructeur de la crosse contre le bloc d'enclume, au moyen de dispositifs amortisseurs appropriés, qui entrent en jeu lorsque la crosse se trouve voisine de l'extrémité de sa course de serrage.
D'autres objets seront indiqués au cours de la description. Sur le dessin annexé:
La fig.l est une coupe verticale d'un appareil à forger les outils perforateurs, construit selon la présente invention;
La fig.2 est une coupe horizontale transversale du même appareil, faite selon la ligne 2-2 de la fig.l, et vue dans le sens indiqué par les flèches,
Sur le dessin, la lettre ± indique l'ensemble de l'appareil à forger, lequel comprend un bâti B sur lequel est disposé un cylindre de serrage C, représenté ici comme étant d'une seule pièce avec un bloc d'enclume D.
Le bloc dtenclume D est muni d'un trou cylindrique E, dans lequel peut coulisser une tige/ou colonne F, à l'ex- trémité supérieure .de laquelle se trouve fixée une crosse G. Sur les faces opposées du bloc d'enclume D et de la crosse G, sort disposées des matrices groupées par paires, comme celles qui sont indiquées en H et J . Ces matrices sont représentées simplement à titre d'exemples, et il est bien entendu que tous les modèles de matrices appropriées au travail qu'elles ont à accomplir peuvent être substitués à ceux qui sont représentés.
La partie inférieure du bâti B peut être d'une forme telle qu'elle constitue un réservoir d'alimentation K pour le fluide sous pression, lequel peut communiquer avec la source de production de ce fluide sous pression (non
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représentée), au moyen d'une liaison I, vissée dans le bâti B. Dans la partie supérieure du bâti B se trouve une paroi d'extrémité O, laquelle constitue un couvercle ou une tête pour ltouverture inférieure du cylindre de serrage 09 et cet- te paroi Q se prolonge vers le bas par une tubulure P de forme annulaire dans laquelle est pratiqué un trou destiné à recevoir une tige R, celle-si étant de préférence d'une seule pièce avec un piston de serrage S, qui peut recevoir un mouvement alternatif dans le cylindre de serrage C.
Le piston de serrage S et la tige R sont munis d'un trou 1 dans lequel passe un prolongement de diamètre réduit U de la tige F. Par la formation de ce prolongement U de la tige F, on réalise un épaulement ! sur cette tige lequel épaulement constitue une butée pour 1$extrémité supérieure du piston S.
Le prolongement U est d'une longueur telle que son extrémité inférieure W dépasse l'extrémité correspondante de la tige R; l'extrémité ? du prolongement est munie de filets de vis X, destinés à recevoir un écrou Y, qui est serré con- tre l'extrémité libre de la tige R, afin d'appliquer ferme- ment le piston de serrage S contre l'épaulement V.
La tige R et la partie réduite U de la tige F, forment en effet, un piston élévateur puisque leurs extré- mités inférieures se trouvent constamment exposées à la pres- sion du fluide contenu dans le réservoir d'alimentation K.
La disposition est telle qu'en l'absence de toute pression opposée, le fluide sous pression qui agit contre les extré- mités inférieures des tiges F et R aussi bien que contre l'écrou Y, soulève la crosse G par rapport au bloc d'enclume, et soulève aussi, par conséquent le piston de serrage S.
De préférence, la tige R est munie d'organes convenables pour former joint, par exemple une série d'anneaux z, qui peuvent se placer dans des gorges b, pratiquées dans la tige R, de la @
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manière habituelle, afin d'empêcher les fuites du fluide sous pression depuis le réservoir d'alimentation K et à tra- vers lorifice Q.
Les organes destinés à commander le mouvement du 'piston de serrage S peuvent consister en une soupape e ma- noeuvrable à la main et disposée dans une boite à soupape d sur le côté de l'appareil à forger, adjacente par exemple au cylindre de serrage C. Un manchon de guidage e peut être placé à l'intérieur de la boîte à soupape d, afin de cons- tituer une surface d'usure remplaçable pour la soupape o.
La soupape ± peut être formée d'une paire de têtes d'extrémité f et g reliées entre elles au moyen d'une tige h, et d'un côté de la soupape c, par exemple à l'extrémité libre de la tête! est fixée une biellette laquelle peut être reliée à un dispositif de manoeuvre convenable, par exem- ple une manivelle k, de toute manière appropriée, ce qui permet de déplacer à la main la soupape e de l'une de ses positions limites jusqu t à l'autre.
Le fluide sous pression dont l'admission est com- mandée par la soupape c, est conduit à la boîte à soupape, par un passage p qui fait communiquer le réservoir d'alimen- tation K avec un orifice p dans la boîte à soupape det le manchon e . L'orifice est disposé de manière à pouvoir être obturé par la tête f de la soupape. Le fluide sous pression ainsi admis dans la boite à soupape peut circuler autour de la tige h et à travers un passage d'entrée qui conduit depuis la botte à soupape jusqu'à l'extrémité supérieure du cylindre de serrage C.
Afin de ménager un échappement pour le fluide sous pression utilisé pour actionner le piston de serrage S de haut en bas, la boite à soupape est munie d'un orifice r dans le manchon e, lequel est disposé au-dessous du passage q .Cet orifice r communique avec un passage d'échappement
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s logé dans le cylindre de serrage C et dans le bâti B, lequel passage débouche dans la chambre d'échappement t qui entoure la tubulure P. Un orifice u pratiqué dans la paroi latérale du bâti 9*établit la communication entre la chambre d'échap- pement t et l'atmosphère .
Dans les appareils à forger les outils perforateurs, du type auquel appartient la présente invention, les parties animées d'un mouvement alternatif, telles que la crosse G, le piston de serrage S et la tige F sont nécessairement d'une construction très robuste, et par conséquent d'un poids consi- dérable. Pendant le fonctionnement ,il est essentiel que ces pièces soient animées d'un mouvement alternatif, rapide, afin de forger les outils perforateurs. Il est donc désirable que des moyens soient prévus pour éviter les chocs brutaux des éléments mobiles contre les éléments stationnaires, car, autrement, ces pièces pourraient être sérieusement endomma- gées ou même brisées.
La présente invention vise des moyens pour empêcher un choc destructeur de la crosse contre le bloc d'enclume, ou bien du piston de serrage 2 contre le bâti B, à l'extrémité de la course de haut en bas de ces éléments. Dans ce but, la tige R est munie d'un évidement v, dont la forme est de préférence, celle d'une gorge annu- laire à travers laquelle l'air situé au-dessous du piston S peut s'échapper par le trou Q, et delà dans la chambre d'é- chappement t, en traversant des orifiees de la paroi P.
La gorge v est de préférence d'une dimension telle qu'elle puisse être constamment en communication avec les ori- fices w. A l'extrémité supérieure de la gorge v, un épaule- ment x qui forme une partie de la tige R est disposé pour se placer à l'intérieur de l'orifice Q, au moment où le piston 8 approche de l'extrémité de sa course de hauen bas, afin d'em- pêcher l'expulsion complète de l'air situé au-dessous de ce piston S.
De préférence, l'extrémité inférieure du piston S
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est munie d'une cavité ou d'un évidement Y de manière à for- mer une chambre d'amortissement ou de compression pour le lo- gement de l'air comprimé, emprisonné au-dessous du piston S, après que l'épaulement a coupé la communication entre le cylindre de serrage Ç et les orifices w.
Dans le but d'empêcher la formation d'un vide au- dessous du piston de serrage S, lorsque ce piston se trouve soulevé la paroi Q est munie d'une ouverture z qui peut être filetée pour recevoir un siège ou cage de soupape amovible 2, muni d'orifices pour l'admission de l'air atmosphérique dans le cylindre de serrage C.
L'extrémité supérieure de la cage ounsiège 2 forme un siège 4 pour recevoir une soupape de retenue 5, de tonne plate, guidée par rapport au siège 4 au moyen d'une tige ou boulon 6, qui peut coulisser dans un trou 7 pratiqué dans la cage 2. La soupape à plateau 5 peut être fixée d'une manière appropriée après la tige 5, au moyen d'un écrou 8, et sur l'extrémité inférieure de la tige 6 est vis- sé un écrou 91 disposé pour former butée contre l'extrémité inférieure de la cage de soupape 2, afin de limiter la hau- teur de levée de la soupape 5.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant Si l'on suppose que la soupape c occupe une position dans laquelle la communication est interrompue entre les passa- ges o et % dans cette position de la soupape c, l'ex- trémité supérieure du cylindre de serrage Ç est en commu- nication avec l'atmosphère par l'intermédiaire des passages q et !. , de la chambre d'échappement t et de l'orifice u.
Le fluide sous pression qui agit contre le piston élévateur constitué par l'extrémité de la tige F et lécrou Y, soulève également le piston et les éléments qui lui sont assemblés jusquà la position représentée sur la fig.l. Si l'on désire alors abaisser la crosse q pour serrer un outil de forage
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au moyen de cette crosse ou pour un travail de forgeage, on soulève la soupape c afin de permettre au courant de fluide sous pression de s'écouler depuis le réservoir d'alimenta- tion K à travers le passage o et le passage dans la par- tie supérieure du cylindre de serrage C. Le piston de serra- ge S et la crosse G sont alors poussés de haut en bas.
Pendant une partie de la course de haut en bas du piston de serrage S, une partie de lair situé à la partie inférieure du cylindre de serrage Cest expulsée de celui-ci par le piston S, à travers la gorge annulaire v. et les orifi- ces , dans la chambre d'échappement 1, depuis laquelle il s'écoule dans l'atmosphère par l'orifice u.
Lorsque le piston
S approche de l'extrémité de sa course de haut en 'base l'é- paulement x pénètre dans l'extrémité supérieure de l'ouver- ture , ce qui empêche l'écoulement ultérieur de 1 air depuis le cylindre de serrage C. L'air qui reste dans le cylindre de serrage Ç est alors comprimé et exerce un effet amortis- seur suffisant contre le piston S pour empêcher un choc réel du piston S contre la paroi ou tête 0. La force d'a- mortissement de l'air, ainsi comprimé, n'est toutefois pas suffisante pour retarder sensiblement la course de haut en bas de la crosse contre la pièce à travailler.
Ceci est dû au fait que l'épaulement x, est disposé de manière à laisser seulement une quantité d'air suffisante au-dessous du piston pour empêcher le contact entre ce piston et la tête O, et aussi au volume de l'évidement y qui constitue, en effet, une chambre amortisseuse.
Par le déplacement inverse de la soupape c, le passage g peut à nouveau être associé avec le passage s.
Le fluide sous pression utilisé pour actionner la crosse 0 de haut en bas s'échappe alors du cylindre de serrage c dans la chambre d'échappement, et de là dans l'atmosphère par l'orifice u. Lors de l'échappement de fluide sous pression
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hors du cylindre de serrage , le fluide sous pression agis- sant sur le piston élévateur , soulève de nouveau les par- ties Animées d'un mouvement alternatif, telles que le piston de serrage S et la crosse G. Pendant ce mouvement de bas en haut de ces pièces, la soupape 5 se soulève et l'air s'écou- le dans le cylindre Ç par les orifices .3, afin d'empêcher la production d'un vide au-dessous du piston S, et par consé- quent le retard du mouvement de bas en haut de la crosse.
La présente invention s'est révélée extraordinaire- ment efficace comme moyen d'empêcher la rupture des parties de l'appareil de forgeage qui sont animées d'un mouvement alternatif. Une particularité désirable de l'invention est que, en raison de la présence de la chambre d'échappement t à l'intérieur du bâti B, le fluide sous pression qui s'échap- pe du cylindre de serrage C, aussi bien que l'air expulsé de la partie située au-dessous du piston S peut être convenable- ment guidé durant son trajet depuis le cylindre de serrage, et par conséquent dirigé vers l'atmosphère en des points où il ne cause pas d'agitation de poussière ou d'autre matières dans le voisinage de la machine en cours de travail. Cette disposition évite aussi le fait indésirable d'exposer l'o- pérateur aux courants d'échappement du fluide qui sortent de l'appareil.