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PDRTE-OUTILS POUR PRESSES D'EXTRUSION.
Dans les presses d'extrusion pour la fabrication d'objets creux, l'épaisseur de la paroi de l'objet extrudé est déterminé par la largeur de l'intervalle entre la matrice et lermandrin, ce dernier étant fréquemment ap- pelé "le noyau dans le cas des presses d'extrusion de gaines de câbles. La présente invention est relative au dispositif de montage de la matrice et du mandrin ou noyau dans une presse d'extrusion qui; pour la facilité seront dénommés ci-après "les outils".
Dans certains types de presses, les outils et tous leurs accessoi- res tels que porte-outils ou adaptateurs placés dans leur axe formant des grou- pes de longueur substantielle qui cependant sont fixés à une partie fixe de la presse uniquement par leurs racines,. On trouve cette disposition particu- lièrement dans les presses d'extrusion radiale dans lesquelles les outils sont placés dans le porte-billettes de la presse de manière à faire saillie radia- lement dans l'alésage du porte-billettes en sens opposés, leurs extrémités se faisant face.
Au cours de l'extrusion, les outils sont soumis à de fortes pres- sions en bout et les outils ou groupes d'outils ayant les caractéristiques' précitées sont exposés à subir des déformations élastiques qui les raccourcis- sent. Inversement, aussitôt que la pression sur les outils est relâchée, ils tendent à reprendre leur longueur initiale. L'intervalle entre les outils ou passage d'extrusion, augmente par conséquent aussitôt que l'extrusion com- mence et il reprend sa largeur initiale lorsque la pression d'extrusion cesse.
Les variations de la largeur du passage d'extrusion se produisant de cette façon sont souvent considérables et susceptibles de produire l'extru- sion d'objets creux qui, au moins sur une partie de leur longueur, sont trop minces ou trop épais. Ceci est un sérieux inconvénient car suivant les deman- des actuelles, l'épaisseur de la paroi d'un article doit être maintenue dans des limites étroites.
Les variations de la largeur du passage d'extrusion se
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font particulièrement sentir dans le cas d'objets qui sont extrudés d'une ma- nière continue d'une série de billettes amenées successivement dans le porte- billettes, car ce mode opératoire nécessite un relâchement temporaire de la pression d'extrusion chaque fois qu'on introduit une nouvelle billette dans le porte-billettes ; fois à ce moment, 'l'intervalle d'extrusion qui est alors encore rempli de métal, subit une contraction et il résulte que les ob- jets extrudés d'une manière continue présentent souvent sur toute leur longueur un dessin se répétant régulièrement de déformations ayant la forme de contrac- tions radiales.
On a proposé de prévoir dans une presse d'extrusion radiale des bu- tées à l'arrière de chaque outil, contre lesquelles le groupe est refoulé par la pression d'extrusion, les butées étant réglables. Cette disposition est décrite dans le brevet de même date de la Demanderesse, intitulé "Perfection- nements aux porte-outils des presses d'extrusion". De cette façon, les grou- pes d'outils sont maintenus fermement contre tout déplacement vers l'extérieur, et tout déplacement vers l'intérieur est empêché par la pression d'extrusion elle-même.
Cependant, commet les butées ne sont pas électriques, elles ne peu- vent empêcher toute déformation élastique de l'outil ou du groupe d'outils pas plus qu'elles ne peuvent être déplacées contre la pression d'extrusion, ce qui rend leur réglage impossible au cours du fonctionnement.
Un but de la présente invention est de fournir une presse d'extrusion et en particulier un dispositif de montage des outils dans une de ces presses, qui soit exempt des inconvénients sus-mentionnés.
Suivant la présente invention, au moins un des outils ou groupe d'ou- tils d'une presse d'extrusion a une butée qui est normalement élastique et qui peut se prêter à un déplacement de l'outil ou du groupe d'outils vers l'ex- térieur mais qui, pendant le temps que les outils sont sous la pression d'ex- trusion,est soumise à une pression dirigée vers l'intérieur, empêchant ainsi tout déplacement vers l'extérieur de l'outil ou du groupe d'outils.
Cette pression est de préférence appliquée à la butée sous forme de pression hydraulique, la butée pouvant alors se déplacer comme un piston dans une chambre qui peut être remplie de fluide sous pression au moment où la pression d'extrusion est appliquée aux outils et qui peut être vidée de ce fluide sous pression lorsque la pression d'extrusion cesse.
Cette disposition permet à un outil de reprendre sa longueur initia- le lorsque la pression d'extrusion cesse, en s'allongeant vers la butée car cette dernière peut reculer. Cet allongement peut donc se faire en s'écartant du passage d'extrusion et celui-ci conserve sa largeur inchangée dans toutes les conditions de fonctionnement de la presse, que l'extrusion soit en cours ou non.
La chambre de pression @ ... de la butée peut être aménagée dans un support fixe dans lequel la butée est guidée et elle peut être reliée directement au cylindre principal de la presse qui actionne la tige d'extrusion ou de pression. De cette façon, l'admission du fluide sous pression dans la chambre et son échappement sont automatiquement synchronisés d'une manière très simple avec l'élévation ou l'abaissement de la pression d'extrusion.
La disposition de la chambre de pression décrite ci-dessus permet de fournir un moyen facile et précis de réglage de la position de la dite bu- tée et par suite aussi de la saillie des outils dans l'alésage du porte-bil- lettes, ce moyen pouvant intervenir au cours de l'extrusion. A cette fin, la butée peut avoir la forme d'un écrou vissé sur un prolongement de la butée.
Cette pièce est destinée à entrer en contact avec un siège intérieur fourni par le support fixe précité. On peut donc obtenir de petites variations de la saillie des outils en modifiant la position de cet élément par rapport à la butée.
De ce qui précède, il ressort que la butée ne doit avoir qu'une cour- se très limitée car les variations de la saillie des outils qui doivent être réalisées de la manière précitée sont relativement petites.
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Avec la disposition décrite ci-dessus, l'allongement d'un outil vers le passage d'extrusion est théoriquement éliminé. Cependant, en prati- que, on ne peut entièrement supprimer la possibilité qu'un outil se déplace de lui-même vers le passage d'extrusion pour une raison ou une autre et comme, en pratique, le passage est très étroit, il y a un certain risque qu'il se ferme complètement, ce qui aurait des conséquences désastreuses.
Pour éviter ceci, suivant une autre caractéristique de l'invention, un des utils ou tous les deux sont pourvus sur leurs faces de saillies ayant la forme de tampons ou l'équivalent, qui séparent les outils l'un de l'autre d'une distance minimum.
On décrira maintenant à titre d'exemple une réalisation de l'in- vention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en plan d'une presse d'extrusion radiale, partiellement en coupe, comportant un porte-outil suivant l'invention.
La figure 2 est une coupe à plus grande échelle du porte-billet- tes de la presse de la figure 1, suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe du porte-billettes, suivant la ligne III-III de la figure 2 et
Les figures 4A et 4B sont une coupe et un plan, respectivement, d'une variante d'un détail des outils'd'extrusion.
L'invention est représentée sur les dessins dans son application à une presse d'extrusion radiale du type à double action dans laquelle le porte billettes est traversé de part en part par un passage dans lequel on peut 'in- troduire des billettes par les deux extrémités-. La presse comporte en consé- quence deux cylindres hydrauliques principaux séparés 10, un de chaque côté du porte-billettes, les cylindres ayant des coulisseaux 11 auxquels les tiges d'extrusion ou de presse 12 sont attachées. Cette-partie de la presse peut être de n'importe quel dessin approprié et conventionnel et elle ne doit donc pas être décrite en détail.
L'ensemble du porte-billettes, désigné d'une manière générale par 13, comporte le porte-billetes proprement dit 14, ayant de préférence une gar- niture 15 en acier spécial et un support 16. Un système de chauffage de tout type approprié, non représenté ici,'est de préférence placé dans l'espace annulaire compris entre le porte-billettes 14 et son support 16. Le porte- billettes 14 repose sur le support par l'intermédiaire de nervures radiales 17 et 18 et il est maintenu dans l'alignement correct des autres parties de la presse au moyen d'une autre nervure 19 (figure 2).
Les outils de la presse comprennent un mandrin tubulaire ou noyau 20 et une matrice tubulaire 21. La presse qui est représentée à titre d'exem- ple sur les dessins est destinée à extruder des gaines de câbles à partir de billettes pleines et l'outil 20 est par conséquent creux afin de fournir un passage pour la partie non gainée du câble. Il est bien entendu que l'inven- tion est également applicable aux presses d'extrusion d'objets creux autres que les gaines de câbles, comme par exemple des tubes ordinaires ou des pro- filés creux et, dans ce cas, l'organe 20 est constitué par un mandrin plein.
Les outils sont placés dans le porte-billettes 14 de façon à faire saillie radialement dans l'alésage en sens opposés, leurs extrémités se faisant face l'une à l'autre avec entre-elles un étroit intervalle en 22 par où le métal extrudé pénètre dans la matrmce. La largeur de l'intervalle ou passage d'extrusion 22 détermine l'épaisseur de l'objet creux extrudé.
Des manchons adaptateurs 23 ainsi que des pièces d'écartement 24 ayant la forme de bagues sont placés à l'arrière de chacun des outils 20 et 21. Comme il a été dit précédemment, les outils avec leurs pièces associées 23 et 24 forment ensemble des groupes qui sont placés dans des alésages trans- versaux de l'ensemble du porte-billettes 13 de façon à être libres de se dé- placer dans le sens axial.
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A l'extrémité de chacun de ces groupes, se trouve une butée d'arrêt 25 actionnée hydrauliquement et qui est pourvue à son extrémité voisine de la bague d'écartement 24'd'une collerette sur laquelle agit le fluide sous pression contenu dans la chambre.30. De cette fagon, une pression dirigée vers l'intérieur agit sur les deux groupes d'outils en opposition avec la pression dirigée vers l'extérieur à laquelle les groupes sont soumis pendant l'opération d'extrusion et les outils 20 et 21 sont maintenus dans leur posi- tion prédéterminée au cours de l'extrusion. Le fluide sous pression pénètre dans les chambres 30 par des conduits 31 qui sont reliés à une source exté- rieure de fluide sous pression.
Il est préférable, pour des raisons qui ap- paraîtront plus loin, d'utiliser la même source de fluide sous pression pour alimenter le cylindre hydraulique principal 10 de la presse.
Les butées 25 sont placées au milieu des joues 26 dans lesquelles sont aussi ménagées les chambres 30 de fluide sous-pression. Les joues sont reliées l'une à l'autre au moyen de barres de liaison 28 qui traversent le prolongement tubulaire 29 du support du porte-billettes 16. Cette dernière disposition est décrite plus en détail dans le brevet précité.
Un écrou 32 est vissé sur chaque butée 25 et il est logé dans un évidement des joues 26 accessible de l'extérieur par des ouvertures appro- priées 33 dans les joues 26 (figure 1). De cette façon, les écrous 32 peuvent être facilement manipulés lorsqu'on le désire.
Les écrous 32 servent d'éléments limiteurs de course pour les grou- pes d'outils et ils déterminent ainsi la saillie dans l'alésage du porte-bil- lettes. A cette fin, il est prévu d'un côté des deux ouvertures 33 un siè- ge intérieur 34 avec lequel les écrous 32 coopèrent d'une manière qui sera décrite à présent.
La pression du fluide dans la chambre 30 est dirigée vers l'inté- rieur et elle déplace donc l'écrou 32 vers son siège intérieur 34. Inverse- sement, la pression exercée sur les outils 20 et 21 par le métal se trouvant à l'intérieur du porte-billettes est dirigée vers l'exrérieur et tend à dé- placer l'écrou 32 vers l'extérieur. Normalement, au cours d'une opération d'extrusion, la pression dans la chambre 30 est suffisamment forte pour dépas- ser la pression dirigée vers l'extérieur sur les groupes d'outils et par con- séquent les écrous 32 seront appliqués sur leurs sièges 34.
Le système décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante.
Avant l'extrusion, on règle au préalable les écrous 32 de manière que les outils 20 et 21 font saillie dans l'alésage du porte-billettes d'une distance telle qu'ils déterminent un intervalle ou passage d'extrusion qui produira des objets dont la paroi aura l'épaisseur correcte, en supposant que les outils ne se raccourcissent pas sous l'action de la pression d'extrusion.
On commence alors l'extrusion des billettes sous la pleine pression. En même temps, les chambres 30 se remplissent de fluide sous pression par suite de leur connexion avec les cylindres principaux 10 de la presse. Sous la pres- sion d'extrusion, les outils 20 et 21 sont susceptibles de subit des déforma- tions élastiques et de se raccourcir ce qui aurait pour résultat d'élargir l'intervalle ou passage 22. Ceci est rendu apparant par l'augmentation de l'épaisseur de l'objet extrudé.
Afin de compenser cette augmentation, on doit réaliser une diminu- tion du passage 22. On y arrive en déplaçant un ou les deux écrous 32 vers l'extérieur de manière à laisser temporairement un'petit jeu entre le ou les écrous et'les sièges 34. Cependant, ce jeu disparaît lorsque les butées 25 et par suite les groupes d'outils avancent vers l'intérieur sous l'effet de la pression règnant dans les chambres 30.
Si, d'autre part, l'objet extrudé était trop mince, on pourrait augmenter de la quantité nécessaire l'intervalle ou passage 22 en relâchant d'abord la pression dans les chambress 30 et en laissant ensuite les outils et les butées se déplacer vers l'extérieur sous l'effet de'la pression du métal se trouvant dans le porte-billettes. On déplace alors les écrous 32
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vers l'intérieur de la quantité nécessaire et on rétablit la pression dans les chambres 30. Le relâchement de la pression dans les chambres 30 se fait en coupant l'arrivée du fluide sous pression dans le cylindre principal 10 et en laissant ensuite échapper légèrement le fluide sous pression du cylin- dre et par conséquent, des chambres 30.
Aussitôt que ;l'extrusion d'une billette est terminée, la pression dans les cylindres principaux 10 et par suite aussi dans les chambres 30 est relâchée. Les butées 25 sont par conséquent libres de reculer et les outils 20 et 21 peuvent s'allonger dans le sens opposé à l'intervalle ou passage d'extrusion. La largeur de cet intervalle reste par conséquent en substance inchangée, indépendamment du fait qu'il y ait ou non du métal sous pression dans le porte-billettes.
Ceci a une importance particulière dans le cas d'extrusion continue d'objets creux qui sont formés par une série de billettes introduites succes- sivement dans la presse, car ce mode opératoire nécessite une interruption temporaire de la pression d'extrusion alors que l'intervalle ou passage d'extrusion est rempli de métal. Les objets extrudés d'une manière continue sont par conséquent exempts de toute réduction locale de l'épaisseur de leur paroi.
La chambre 30 à fluide sous pression peut être reliée directement aux cylindres principaux 10 de la presse, comme on l'a dit précédemment, de sorte que toute variation de pression dans les cylindres principaux soit automatiquement communiquée aux chambres 30. Dans certains cas, il peut être avantageux de faire fonctionner les chambres 30 sous une pression spé- cifique quelque peu réduite et dans ce cas, un réducteur de pression approprié de n'importe quel type connu est placé dans les conduites d'amenée du fluide à ces chambres.
Dans les cas où le fluide sous pression est amené au cylindre prin- cipal de la presse depuis un accumulateur hydraulique, une autre connexion, non représentée, peut être prévue entre les chambres 30@ et l'accumulateur, des valves de commande appropriées étant placées pour relier d'une manière sélective les chambres soit aux cylindres, soit à l'accumulateur. Cette dernière connexion permet de faire reculer ou avancer les butées sur de petites distances indépendamment des tiges de pressions 12; ceci peut être utile dans certaines circonstances, par exemple dans le but de desserrer les outils dans le cas où ils seraient fortement enfoncés dans le métal de la bil- lette.
Comme le montrent les figures 4a et 4h, la face d'un des outils @ ost pourvue de saillies en forme de tampons 35 qui séparent les deux faces d'une distance minimum et empêchent l'intervalle ou passage d'extrusion 22 de se fermer complètement accidentellement. Les tampons 35 sont de préfé- rence placés aux points de l'intervalle ou passage d'extrusion où le métal de la billette est le plus près de fluer de manière à éviter les concentrations de métal en ces-endroits et à réaliser une répartition uniforme du métal sur toute la circonférence de l'intervalle.
Dans la forme d'exécution représentée ici, les deux outils 20 et 21 sont pourvus de butées d'arrêt hydrauliques 25. On peut aussi obtenir des résultats satisfaisants dans les cas où seulement un outil est pourvu d'une butée hydraulique alors que l'autre est maintenu rigidement dans un support tel qu'une joue 26. Dans ce cas, lorsque 'la pression d'extrusion est suppri- mée, l'outil monté de manière rigide s'allonge vers l'intervalle d'extrusion et en ce faisant il repousse devant lui tout le métal contenu dans l'interval- le ou passage 22.
Ceci, à son tour, provoque un déplacement vers l'extérieur de l'autre outil qui, après suppression de la pression du fluide peut se don- ner vers l'extérieur, lorsque la pression d'extrusion est supprimée, la butée hydraulique de ce dernier outil est donc déplacée vers l'extérieur d'une dis- tance équivalente au déplacement total des deux outils.
L'invention a été décrite ici en relation avec une pression d'extru- sion radiale. Cependant, il est bien entendu qu'elle est aussi applicable
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aux presses d'extrusion droiteso
L'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution représentée, à laquelle des modifications peuvent être apportées sans sortir de son cadre.