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La fabrication de petits objets, tels que des rivets, ou des boulons, obtenus par forgeage à chaud, nécessite l'introduction continue dans la machine qui les façonne,d'un fil d'acier de diamètre convenable porté à une température déterminée.
La plupart des machines à forger les boulons ou les rivets connues jusqu'à ce jour travaillent en colla- boration avec des fours de grande longueur dans lesquels on introduit des sections de fils d'acier longues au maxi- mum d'environ 6m et qu'on laisse séjourner dans le four
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le temps suffisant pour qu'elles y prennent la température désirée. Puis on introduit dans la machine à forger les sections de fil extraites du four une à une.
Ces dispositifs présentent les inconvénients ré- sultant d'un travail discontinu et nécessitent des organes très complexes pour permettre l'introduction et l'extrac- tion des fils d'acier dans des conditions convenables,
La présente invention a pour but un four permet- tant le débit en continu d'un fil d'acier qui entre dans ce four à la température ambiante et qui en sort à la tempéra- ture désirée avec une vitesse correspondant au débit de la machine à forger qu'il alimente.
Le four objet de la présente invention comporte un tambour tronconique situé à l'intérieur d'un bâti en maçonnerie et chauffé par tout système approprié en par- ticulier par des brûleurs à gaz ou à mazout. Le fil d'acier froid s'enroule tout d'abord sur la partie de plus grand diamètre du tambour et, après avoir formé un nombre de spires sur celui-ci, le fil sort du four à la température convenable pour être introduit aussitôt dans la machine à forger.
Le four, selon la présente invention, comporte un premier palier fixé à la maçonnerie et un second palier suspendu de manière à permettre une libre dilatation de l'ensemble des pièces.Des chattières sont disposées à des endroits tels que l'introduction et l'extraction du fil d'acier puissent s'effectuer facilement.
Un dispositif élastique s'appuie contre le tam- bour et oblige les spires de fil froides à cheminer vers la partie du tambour de diamètre inférieur. Le four objet
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de la présente invention comporte un dispositif 'de refroi- 'dissement comprenant une amenée d'air comprimé sur les pa,- liers du tambour et -une circulation d'air naturelle à l'in- térieur de l'arbre creux le portant. Enfin, un dispositif de commande situé sur la machine à forger permet de régler la vitesse de rotation du tambour.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant à-titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, un mode de réalisation pris comme exemple et réprésenté sur le dessin annexé, dessin sur lequel: la fig. 1 représente une vue en élévation d'un four conforme à la présente invention; la fig. 2 est une vue de côté de ce même four; la fig. 3 est une coupe partielle à plus grande échelle selon III-III de la fig. 1 ; la fig. 4 est une vue en coupe partielle selon IV-IV de la fig.2; la fig. 5 est une vue en coupe partielle selon V-V de la fig. 2 ; la fige 6 est une coupe partielle selon VI-VI de la fig. 1; la fige 7 est une vue en élévation correspondant à la fige 6; les fige 8, 9,-10 et 11 sont des vues de dessus du tambour montrant les différentes phases lors de l'enrou- lement du fil sur le tambour.
On voit sur les fige 1 et 2 la maçonnerie 1 du'four, maintenue par l'ossature métallique 2, et surmontée, par la hotte 3 destinée à aspirer les gaz résiduels. Le
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chauffage est assuré au moyen des brûleurs 4, 5, 6 et 7 auxquels correspondent les amenées 8 et 9 de. fuel et les canalisations 10 et 11 d'arrivée d'air; l'air comprimé est fourni par le ventilateur 12 entraîné par un moteur non représenté sur le dessin. Le tambour conique 13 représenté et n traits interrompus/son arbre 14 sont supportés par un palier fixe 15 et un palier 16 suspendu par des bretelles 17.
On voit également la chattière d'entrée 18 avec son couvercle 19, ainsi .que la chattière de sortie 20 et son couvercle 21;
On remarque sur la fig. 1 le support 22 du dis- positif élastique s'appuyant contre la périphérie du tambour et qui sera décrit par la suite avec plus de détail;
Le moteur 23 entraine le tambour 13 par l'in- termédiaire du variateur de vitesse 24, des poulies 25 et 26 et des courroies 27, du réducteur 28 et du couple de pignons 29 et 30.
La position du pignon 31 sortant du variateur de vitesse 24 détermine son rapport de transmission. Ce pignon 31 est commandé au moyen du moteur électrique 32 par l'intermédiaire des pignons 33 et 34 et de la chaîne 35, du démultiplicateur 36, des pignons 37 et 38 et de la chaîne 39, et du pignon conique 40.
Un contacteur, non représenté sur la figure, permet de faire tourner le moteur 32 dans un sens ou dans un autre, et de faire varier la vitesse d'entraînement du tambour pour une vitesse de rotation constante du moteur 23.
La canalisation 41 conduit une partie de l'air comprimé provenant du ventilateur 12 sur le palier 15 pour le refroidir.
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Les fig. 3 et 4 représentent le dispositif élas- tique appuyant contre le tambour 13 pour permettre un enrou- lement correct des fils sur celui-ci. Le cadre 22 de ce dispositif élastique reçoit un boulon 42 et un contre-écrou 43; ce boulon 42 permet de régler la pression du ressort 44 sur la barfe 45 dont l'extrémité s'appuie sur le tambour 13.
Cette barre 45 est soutenue par une autre barre 46 encas- . trée dans la maçonnerie 1 du four et située à une certaine distance du tambour 13. Les chattières d'entrée et de sortie sont fixées à l'aide de boulons tels que 47, encastrés dans la maçonnerie.
On voit (fig. 6 et 7) comment le palier 16, suspen- du par les bretelles 17, supporte l'axe 14 du tambour. Le palier 16 est constitué par un berceau 48 portant deux séries de roulements à billes 49 et 50 ,.sur lesquels roule librement l'arbre 14, le berceau 48 étant relié aux bretelles 17 par l'intermédiaire de boulons tels que 51 permettant le réglage exact de la position du palier 16. La face du four corres- pondant au palier suspendu comporte une ouverture circu- laire munie d'une fermeture en deux parties, dont seule la partie supérieure 52 est représentée.
Le palier fixe 15 de l'arbre 14 est constitué par exemple, par un palier à rouleaux dont le corps est fixé sur la maçonnerie au moyen de boulons tels que 53.
L'extrémité de l'arbre 14 comporte le pignon 30 servant à son entraînement. Le tambour 13 est claveté sur l'arbre 14 au moyen de la clavette 54.
Le tambour est creux et sa surface extérieure est supportée par des rayons tels que 55. Un rebord 56 situé sur la petite base du tronc de c8ne, évite la chute du fil hors du tambour.
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On aperçoit sur la fig. 6 le trou 57 pratiqué dans la paroi du tambour pour permettre l'enroulement du fil.
La fig. 6 représente en coupe la position du fil enroulé sur le tambour, les spires étant introduites par la droite et sortant par la gauche.
On remarque, comme il le sera expliqué ci-après que les premières spires sont jointives et ont le même diamètre que le tambour, alors que les spires suivantes sont disjointes et ont un diamètre qui va en croissant et qui est notablement supérieur à celui du tambour.
Les fig. 8, 9, 10 et 11 représentent schématique- ment les différentes phases de l'enroulement du fil sur le tambour. Pour procéder à cet enroulement, il est nécessaire d'effectuer d'abord le chauffage du four en faisant tourner le tambour à faible vitesse pour que l'échauffement soit uniforme. Lorsque le four a atteint sa température de fonc- tionnement, on introduit par la chattière d'entrée le fil
58 après avoir coudé son extrémité de manière qu'un ouvrier placé de l'autre côté du four puisse, à l'aide d'une pince introduite par la chattière de sortie, attraper le fil et introduire le crochet dans le trou 57 pratiqué dans le tam- étant bour. Cette opération est bien entendu effectuée le tambour arrêté dans la position qui place le trou 57 en face de la chattière de sortie.
On fait ensuite tourner le tambour de manière à enrouler le nombre de spires qu'on désire, puis on l'arrête lorsque le nombre de spires est suffisant en prenant soin que le trou 57 du tambour soit en face de la chattière de sortie et on dégage l'extrémité libre du fil au moyen d'une pince. Le tambour est ensuite remis en que marche à la vitesse convenable pour/le fil alimente la machine à forger..
Lors de ltétablissement du régime permanent tel que représenté sur la fig. 10 ou en régime permanent comme
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représenté sur la fig. Il, la barre 45 appuyée sur le tambour 13 oblige la première spire à rester à une distance donnée de la grande base du tambour, ce qui impose aux spires déjà formées de glisser vers la petite base du tambour Puis le fil étant resté suffisamment longtemps dans le four pour avoir subi une élévation de température notable, les spires se dilatent et présentent un diamètre supérieur à celui qu'elles trouvent sur le tambour..
Elles se détachent ainsi les unes des autres et tendent à se déplacer seules vers la petite base de tambour sous l'effet de la pesanteur; Sur la fig. 6 on voit en coupe les premières spires qui sont jointi- ves alors que les spires suivantes sont détachées les unes des autres et que leur diamètre va en croissant.
Pour que ce processus se déroule dans des condi- tions normales, il est indispensable de donner au tambour une conicité telle que, compte tenu des frottements du fil d'acier sur le tambour en fonte, les spires se détachent les unes des autres et cheminent vers le petit diamètre du tambour sans venir's'amasser sur celui-ci.
Une des caractéristiques principales de l'invention réside donc dans la valeur de la conicité du tambour. A titre d'exemple, dans un mode de réalisation cette conicité est de 1/65, soit environ 1,5%, ce qui correspond à un tam- bour tronconique de 650 mm de hauteur, avec une grande base de 800 mm de diamètre, et une petite base de 780 mm.
A titre dlexemple, un tambour présentant une coni- cité d'environ 11% correspondant à un tambour de 600 mm de de hauteur, de 600 mm7grande base et de 470 mm de petite base donnait un fonctionnement absolument impossible, du fait de l'accumulation quasi-immédiate d'un grand nombre de spi- res sur la petite base;
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Une autre caractéristique de l'invention réside dans les dispositions qu'on a prises pour tenir compte des dilatations. A cet effet, on a réalisé un dispositif de refroidissement spécial consistant en une amenée dtair com- primé sur le palier fixe 15 au moyen du tube 41 qui prend l'air à la sortie du ventilateur 12.
De plus l'arbre 14 supportant le tambour est creux sur la plus grande partie de sa longueur, comme représenté sur les fig. 6 et 7. Il s'établit donc lors de la rotation du'tambour une circulation naturelle de l'air à l'intérieur de cette cavité}circulation qui permet un refroidissement suffisant de l'arbre et par conséquent des paliers 15 et 16.
Le palier 15 est monté de manière à pouvoir être légèrement articulé et à permettre un certain débattement de l'arbre 14. On réalise le palier suspendu 16 de manière que les bretelles 17 ne soient soumises qutà de faibles variations de température, qui ne modifient pas la position de l'extrémité libre de l'arbre 14 reposant simplement sur les roulements 49 et 50. Une telle disposition permet éga- lement un montage facile du tambour, qui est réalisé en fon- te spéciale résistant¯aux hautes températures; ,
La barre 45, guidant la première spire, est dans le plan horizontal passant par l'arbre du tambour. Le mon- tage élastique de cette barre au moyen du ressort 44 est nécessaire pour tenir compte de la dilatation non négligea- ble du tambour.
La position de la chattière d'entrée doit être telle que sa paroi inférieure soit à une hauteur suffisam- ment grande du plan tangent horizontal inférieur à la gran- de base du tambour pour que, grce à la résistance à la flexion du fil entrant dans le four ,la première spire ,
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soit appliquée contre la partie inférieure du tambour avec suffisamment de force. Si on se rapporte à la fig. 4, on voit que le rayon de courbure R de la partie du fil entrant dans le four est assez faible pour que- le. fil s'appuie sur le point A du tambour avec. une force suffisante pour qu'il n'y ait, pas chevauchement des. spires.
Dans le mode de' réalisation correspondant aux dimensions du tambour indiquées ci-dessus, la différence de cote h entre la partie inférieure de la chattière d'en- trée et le bas du grand cercle de base du tambour est égale à 10 cm. Cette hauteur est fonction de la distance qui sé- pare l'axe du tambour de la chattière d'entrée. Pour un dé- roulement correct des spires à la sortie du four, le plan inférieur de la chattière de sortie doit être sensiblement au même niveau que le bas du petit cercle de base du tam- bour tronconique. Ces positions des chattières sont égale- ment celles qui permettent l'enroulement le plus facile du fil sur le tambour.
Cômme déjà expliqué,'le réglage de la vitesse du four s'effectue au moyen du moteur électrique 32 qui agit sur le pignon 31 du variateur 24.
A titre d'exemple, on peut faire effectuer une révolution du tambour dans un temps variant de 18 secondes à une minute.
La vitesse de rotation du tambour dépend du débit de fil que peut absorber la machine à forger et le nombre de spires que l'on enroule sur le tambour est fonction du diamètre de ce fil, et du temps plus ou moins long qu'il met pour atteindre sa température de forgeage.