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Perfectionnements aux pressée à extruder des métaux.
La présente invention concerne des presses servant à extrader des métaux et plus particulièrement des métaux non fer- reux, comme l'aluminium et le cuivre,
Les presses à extruder hydrauliques modernes à grande vitesse pour l'extrusion de pièces en aluminium et ses al- liages constituent un appareillage à haute productivité dans le- quel le métal est extrudé par la filière pendant une grande par- tie du temps de fonctionnement total de la presse.
Des presses modernes de ce type sont pourvues de circuits hydrauliques com- plexes qui réduisent ce que l'on appelle le temps mort du cycle à un minimum pratique, avec ce résultat que les producteurs de pièces extrudées éprouvent maintenant des difficultés à manuten- tionner les pièces extrudées produites par la presse à une cadence élevée.
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On a consacré de nombreuses recherches-aux dis- positifs de manutention des pièces extrudées servant à transporté! celles-ci de la filière à un système d'évacuation et à les trans- feror automatiquement depuis l'axe de la presse transversalement sur des transporteurs d'emmagasinage et sur des tables de trans- fert 'vers le dispositif d'étirage et les processus de finissage ultérieurs. L'efficacité du fonctionnement de tous ces disposi- tifs dépend d'une extraction rapide de la pièce extrudée de la filière à la fin de la course d'extrusion de la billette.
Par exemple, lors de 1$extrusion de profils pleins par une filière du type à un ou plusieurs trous, on détache le récipient de la face de filière à la fin de la course d'extrusion et on met une cisaille en marche pour couper la chute transversalement à la face de la filière. Mais l'extrémité arrière de la pièce extru- déo reste encore accrochée par friction à l'intérieur de la fi - lière après que la chute a été coupée et bien qu'il existe des dispositifs dénommés extracteurs de pièces extrudées au moyen desquels on peut exercer une tractioh longitudinale sur la pièce extrudée our l'extraire de la filière, ces dispositifs sont ex- trêmement coûteux et leur fonctionnement n'est pas exempt de limitations.
La présente invention a pour but de procurer un procédé qui permet d'extraire une pièce extrudée d'une filière aussitôt que la chute a été coupée, sans saisir la pièce extru- dé@ ni contact physique avec elle, et qui évite les frais d'une main-d'oeuvre au bas de la table d'évacuation pour tirer à la main la pièce extrudée de la filière ou encore qui évite les coûteux retards et pertes de temps d'extrusion qu'entraîne le procédé suivante'lequel on utilise le début de l'extrusion de la billette suivant pour pousser hors de la filière l'extrémité arrière de la pièce extrudée coupée.
Suivant la présente invention, un procédé pour re- tirer d'une presse d'extrusion des pièces métalliques extrudées
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ou partiellement extrudées comprend l'application de forces électromagnétiques induites à ces pièces métalliques.. Suivant une réalisation de l'invention, on exerce ces forces immédiate- ment après la fin d'une course d'extrusion, et suivant une autre réalisation de l'invention, on exerce continuellement ces forces @ pendant une partie ou pendant la totalité de la cours- d'ex- trusion..
Certains dispositifs utilisés pour réaliser l'in- vention fonctionnent suivant un principe analogue a celui d'un moteur à induction linéaire de sorte que des forces longitudi- nales sont exercées, sur les pièces extrudées sans contact physique,avec les dispositifs générateurs des forces électro- magnétiques.
Une machine utilisant le procédé de l'invention sera décrite ci-après en détail, à titre d'exemple, avec réfé- rence au dessin annexé, dans lequel t la fig. 1 est une coupe schématique représentant un dispositif d'induction linéaire monté sur une presse à extra- der et, la fig. 2 est une vue en bout de la fig. 1, partie en coupe,
Sur les fig. 1 et 2, les dispositif d'induction linéaire désigné d'une manière générale par 1 comprend une bobine supérieure 2 et une bobine inférieure 3 qui forment entre elles un entrefer 4. Les bobines sont respectivement enroulées sur des noyaux laminés 5 et 6 en rapport triphasé. Le dispositif est mon- té sur une carcasse comprenant une plaque de support supérieure 7 et une plaque de support inférieure 8 et deux paires de montants de liaison 9 et 10.
La bobine inférieure 3 est fixée à la plaque de support inférieure 8 au moyen de boulons 11 et 12 et de blocs respectivement 11' et 12', tandis que la bobine supérieure est montée sur les montants 9 et 10 de façon réglable au moyen ce man- chons de guidage 13 et 14. Des vérins 15 et 16 comportant des
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postons 17 et 18, sont montés sur la plaque de support supérieure v. 7.-*) pistons sont d'autre part reliés à un joug 19 monté sur la bobine supérieure 2, de sorte qu'en fonctionnant. les vérins 15. et 16 déterminent la position de la bobine supérieure 2 et par conséquent la dimension transversale de l'entrefer 4. Les vérins 15 t 16 sont hydrauliques ou pneumatiques mais il est évident mulon peut les remplacer par n'emporte quel mécanisme approprié.
Comme montré sur la fig. 1, le dispositif est monté sur le bâti de la presse 20 au moyen de boulons 21 et 22 qui traversent les -laques de support inférieure et supérieure, respectivement de sorte que l'entrefer 4 est coaxialement en ligne avec l'axe d'extrusion de la presse.
Les bobines 2 et 3 du dispositif d'induction sont pourvues d'un isolant protecteur 23 pour potéger le dispositif contre l'eau* contenue dans une cuve de refroidissement à eau ,non représentée) qui se trouve près du dispositif, et contre:' les déchirures par l'extrémité avant aiguë de la pièce extrudée lorsqufelxe avance à travers le dispositif.
En appliquant le procédé suivant l'invention à l'ex traction d'une pièce extrudée 24 d'une filière 25, le dispositif d@@nduction linéaire 1 est placé à l'avant d'une presse d'extru- -:.on. comme montrée sur la fig. 1 qui est équipée de guides re- wêtus de carbone 26, l'entrefer 4 étant coaxial à l'axe d'ex- trusdon de la presse. A la fin de la course d'extrusion la pièce 'extrudée est immobile et après que la chute a été coupée, on en- vole un courant électrique triphasé, au moyen de commutateurs @iés, aux bobines 2 et 3 du dispositif d'induction li- méaire.
Les forces électromagnétiques engendrées par les bobines du disoositif d'induction linéaire produisent une force longi- tudinale qui est exercée sur la pièce extrudée immobile, et en variai le voltage et le courant dans le dispositif d'induction linéaire, on peut facilement faire varier la grandeur des forces exercees sur la p@èce extrudée. Des essais ont montré que des
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forces suffisantes pour extraire des pièces extrudées de la filière peuvent être développées et exercées soit pendant un court laps de temps, soit à intervalles rapidement répétée pour chasser de la filière la pièce extrudée.
Cela ne nécessite aucun contact physique avec la pièce extrudée, de sorte que tout en- dommagement de la surface est complètement éliminé et dès que la pièce extrudée est libérée de la filière,elle peu.' être transférée axialement le long d'une table d'évacuation mécanique (non montrée) et rapidement déplacée par des bras de levage ou d'autres dispositifs de déplacement (non représentés) de sorte que la presse peut être rechargée et qu'on peut commerce- les extrusions suivantes avec un minimum de retard.
Pendant la course d'extrusion, la bobine supérieure 2 est écartée, de la bobine inférieure 3, comme décrit ci-dessus de sorte que les dimensions transversales de 1$entrefer 4 sort nettement supérieures à celles de la pièce extrudée. Ceci est prévu pour compenser la tendance de la pièce extrudce à s'arguer en tous sens lorsqu'elle émerge de la filière, et par conspuent, la pièce extrudée avance plus facilement entre les deux bobines.
Aussitôt que la course d'extrusion est terminée et que de chute à été coupée,on réduit l'entrefer proportionnellement aux dimen- sions de la pièce extrudée et l'enlèvement de la pièce extrudée ou . opération d'extraction commence.
L'utilisation de ces principes pour extraire une pièce extrudée est applicable tant aux alliages d'aluminium dits trempés à 10'eau qu'à ceux dits trempés à l'air, qu'à d'autres métaux non magnétiques comme, par exemple, le cuivre.
De même, le dispositif d'induction linéaire, lors- qu'on l'utilise, est disposé par rapport à la presse à extruder non seulement comme dispositif pour extraire la pièce extrudée de la filière après que la chute a été coupée, mais encore pour exercer une force longitudinale continue sur la pièce extrudée pendant toute la course d'extrusion de la presse. L'utilisation
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du dispositif de cette manière remplit un des buts très impor- tants que l'on atteignait jusqu'ici en utilisant des dispositif* extracteurs de pièces extrudées pourvus de pinces et de mi- moires pour saisir l'extrémité de la pièce extrudée émergeant de la filière et pour la tirer avec une traction constante sur la table d'évacuation pendant toute la course d'extrusion .
Lorsqu'on utilise un dispositif d'induction 11- néaire de cette manière, on peut avantageusement exercer une force transversale sur la pièce extrudée immédiatement au-delà de la filière car cela permet de réduire la traction axiale nécessaire pour retirer la pièce extrudée. Cette force peut être produite par un vérin pneumatique ou hydraulique (non re- présenté) à course réduite dont le piston frappe la pièce ex- trudée junte au-delà de la filière, ou en variante des forces transversales peuvent être prédites par un tampon vibrant monté sur l'extraite du piston d'un vérin, ou encore au moyen de deux petites bobines d'induction disposées de manière ap- proprié@ par rapport à la pièce extrudée et avec leurs axes perpendiculaires.
On se rendra facilement compte qu'un dispositif électromagnétique fonctionnant de la manière décrite, offre de nombreux avantages par rapport aux dispositifs extracteurs mé- caniques ou hydrauliques, car il ne nécessite aucun contact physique avec la pièce extrudée et d'autre part toutes les pièces extrudées traversant le champ magnétique du dispositif d'induction linéaire, comme dans le cas de pièces extrudées par une filière à plusieurs trous, sont soumises chacune à une force longitudinale égale.
Bien qu'on ait décrit l'installation du dispo- sitif d'induction linéaire près de l'orifice d'extrusion de la presse, on peut en outre placer des dispositifs semblables le long de la table d'évacuation pour Qu'ils fonctionnent comme
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des extracteurs continue de pièces extrudées exerçant des forcée longitudinales sur la pièce extrudée lorsqu'elle émerge soit de la zone de trempe à l'eau, soit de la zone de trempe à l'air du système d'évacuation de la pièce extrudée.
Bien qu'il ait été question seulement d'exercer des forces induites longitudinales sur la pièces extrudée, il est compréhensible qu'on pourrait exercer des forces induites sous différents angles, par exemple des forces transversales pourraient être exercées sur la billette extrudée plus loin sur la table d'évacuation, pour enlever la billette de la table d'évacuation. En outre, on pourrait monter un dispositif électromagnétique approprié tel qu'un dispositif d'induction linéaire, sur un chariot mobile destiné à se dé- placer, longitudinalement le long de la table d'évacuation à une vitesse prédéterminée en vue c@exercer une force longitu- dinale sur l'extrémité avant de la pièce extrudée et de main- tenir cette force lorsque la pièce extrudée descend le long de la table.
Bien que l'utilisation d'un dispositif électromagné- tique tel qu'un dispositif d'induction linéaire offre do nombreux avantages pour remplir les buts de l'invention, on peut utiliser d'autres dispositifs électromagnétiques qui présentent des avan- tages dano certaines applications particulières. Par exemple, deux aimants permanents ou deux bobines électromagnétiques dis. posés de part et d'autre de la pièce extrudée pour engendrer un champ magnétique transversal à la pièce pourraient exercer uno force longitudinale sur la pièce, avec l'aide d'un jet d'eau traité de façon appropriée pour former un diélectrique transpor- tant un courant à basse tension et à forte intensité perpendi- culairement au champ magnétique.
Cette disposition induit une force mécanique longitudinalement dans la pièce et le système fonctionne avec du courant continu alors qu'il faut du courant alternatif pour le dispositif d'induction linéaire.
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Improvements to press extrusion of metals.
The present invention relates to presses for extruding metals and more particularly non-ferrous metals, such as aluminum and copper,
Modern high speed hydraulic extrusion presses for extruding parts of aluminum and its alloys provide high productivity equipment in which metal is extruded by the die for a large part of the total operating time. of the press.
Modern presses of this type are fitted with complex hydraulic circuits which reduce what is called cycle idle time to a practical minimum, with the result that producers of extruded parts now find it difficult to handle the parts. extruded parts produced by the press at a high rate.
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Much research has been devoted to handling devices for extruded parts used for transport! these from the die to an evacuation system and automatically transfer them from the press axis transversely onto storage conveyors and onto transfer tables to the drawing device and subsequent finishing process. The efficient operation of all of these devices depends on rapid extraction of the extruded part from the die at the end of the billet extrusion stroke.
For example, when extruding solid profiles through a die of the one or more holes type, the container is detached from the die face at the end of the extrusion stroke and a shear is put into operation to cut the die. fall transversely to the face of the die. But the rear end of the extruded part still remains frictionally attached to the interior of the die after the chute has been cut and although there are devices called extrusion extractors by means of which it is possible exerting a longitudinal traction on the extruded part in order to extract it from the die, these devices are extremely expensive and their operation is not free from limitations.
The object of the present invention is to provide a method which enables an extruded part to be extracted from a die as soon as the scrap has been cut, without gripping the extruded part or physical contact with it, and which avoids the expense of 'labor at the bottom of the discharge table to manually pull the extruded part from the die or else which avoids the costly delays and wasted extrusion time caused by the following process' which is used the start of the billet extrusion next to push the rear end of the cut extrusion out of the die.
According to the present invention, a process for removing extruded metal parts from an extrusion press.
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or partially extruded comprises the application of induced electromagnetic forces to these metal parts. According to one embodiment of the invention, these forces are exerted immediately after the end of an extrusion stroke, and according to another embodiment of the invention. According to the invention, these forces are continuously exerted during part or during the entire course of extrusion.
Certain devices used to carry out the invention operate on a principle analogous to that of a linear induction motor so that longitudinal forces are exerted, on the extruded parts without physical contact, with the devices generating electro forces. - magnetic.
A machine using the process of the invention will be described below in detail, by way of example, with reference to the accompanying drawing, in which FIG. 1 is a schematic sectional view showing a linear induction device mounted on an extruder press and, FIG. 2 is an end view of FIG. 1, sectional part,
In fig. 1 and 2, the linear induction device generally designated by 1 comprises an upper coil 2 and a lower coil 3 which form between them an air gap 4. The coils are respectively wound on rolled cores 5 and 6 in relation three-phase. The device is mounted on a frame comprising an upper support plate 7 and a lower support plate 8 and two pairs of connecting posts 9 and 10.
The lower coil 3 is fixed to the lower support plate 8 by means of bolts 11 and 12 and blocks 11 'and 12' respectively, while the upper coil is mounted on the uprights 9 and 10 in an adjustable manner by means of this man. - guide chons 13 and 14. Cylinders 15 and 16 comprising
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postons 17 and 18, are mounted on the upper support plate v. 7 .- *) pistons are on the other hand connected to a yoke 19 mounted on the upper coil 2, so that in operation. the jacks 15. and 16 determine the position of the upper coil 2 and therefore the transverse dimension of the air gap 4. The jacks 15 t 16 are hydraulic or pneumatic but it is obvious that mulon can replace them with any suitable mechanism. .
As shown in fig. 1, the device is mounted on the frame of the press 20 by means of bolts 21 and 22 which pass through the lower and upper support plates, respectively so that the air gap 4 is coaxially in line with the extrusion axis of the press.
The coils 2 and 3 of the induction device are provided with a protective insulator 23 to protect the device against the water * contained in a water cooling tank, not shown) which is located near the device, and against: ' tears by the sharp leading end of the extruded part as the axis advances through the device.
By applying the process according to the invention to the extraction of an extruded part 24 from a die 25, the linear drive device 1 is placed in front of an extrusion press. we. as shown in fig. 1 which is fitted with carbon coated guides 26, the air gap 4 being coaxial with the extruder axis of the press. At the end of the extrusion stroke the extruded part is stationary and after the drop has been cut a three-phase electric current is sent, by means of switches, to the coils 2 and 3 of the induction device. linear.
The electromagnetic forces generated by the coils of the linear induction device produce a longitudinal force which is exerted on the stationary extruded part, and by varying the voltage and current in the linear induction device, the linear induction device can be easily varied. magnitude of the forces exerted on the extruded part. Tests have shown that
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Forces sufficient to extract extruded parts from the die can be developed and exerted either for a short period of time or at rapidly repeated intervals to force the extruded part out of the die.
This does not require any physical contact with the extruded part, so that any damage to the surface is completely removed and as soon as the extruded part is released from the die, it can. be transferred axially along a mechanical discharge table (not shown) and quickly moved by lifting arms or other moving devices (not shown) so that the press can be reloaded and traded - subsequent extrusions with a minimum of delay.
During the extrusion stroke, the upper coil 2 is moved away from the lower coil 3 as described above so that the transverse dimensions of the air gap 4 come out significantly larger than those of the extruded part. This is intended to compensate for the tendency of the extruded part to go off in all directions as it emerges from the die, and consequently the extruded part advances more easily between the two coils.
As soon as the extrusion stroke is completed and the chute has been cut, the air gap is reduced proportionally to the dimensions of the extruded part and the removal of the extruded part or. extraction operation begins.
The use of these principles to extract an extruded part is applicable both to so-called water-hardened aluminum alloys and to those said to be air-hardened, and to other non-magnetic metals such as, for example, the copper.
Likewise, the linear induction device, when used, is disposed with respect to the extruder not only as a device for extracting the extruded part from the die after the scrap has been cut, but also to exert a continuous longitudinal force on the extruded part during the entire extrusion stroke of the press. Use
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of the device in this way fulfills one of the very important aims which has hitherto been achieved by using extrusion devices * for extruded parts provided with grippers and memories to grip the end of the extruded part emerging from the tube. die and to pull it with constant traction on the discharge table throughout the extrusion stroke.
When using an 11-neous induction device in this way, a transverse force can advantageously be exerted on the extruded part immediately beyond the die as this reduces the axial tension required to remove the extruded part. This force can be produced by a pneumatic or hydraulic cylinder (not shown) with reduced stroke, the piston of which strikes the junted extruded part beyond the die, or alternatively transverse forces can be predicted by a vibrating pad. mounted on the extract of the piston of a jack, or again by means of two small induction coils arranged in an appropriate manner with respect to the extruded part and with their axes perpendicular.
It will easily be appreciated that an electromagnetic device operating in the manner described offers many advantages over mechanical or hydraulic extractor devices, since it does not require any physical contact with the extruded part and, on the other hand, all the parts. Extrusions passing through the magnetic field of the linear induction device, as in the case of parts extruded by a die with several holes, are each subjected to an equal longitudinal force.
Although the installation of the linear induction device has been described near the extrusion orifice of the press, it is additionally possible to place similar devices along the discharge table to make them work. as
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continuous extractors of extruded parts exerting longitudinal forces on the extruded part when it emerges either from the water quenching zone or from the air quenching zone of the discharge system of the extruded part.
Although it was only a matter of exerting longitudinal induced forces on the extruded part, it is understandable that one could exert induced forces at different angles, for example transverse forces could be exerted on the extruded billet further on. the discharge table, to remove the billet from the discharge table. Further, a suitable electromagnetic device, such as a linear induction device, could be mounted on a movable carriage intended to move longitudinally along the discharge table at a predetermined speed in order to exert pressure. longitudinal force on the front end of the extruded part and to maintain this force as the extruded part descends along the table.
Although the use of an electromagnetic device such as a linear induction device offers many advantages for fulfilling the objects of the invention, other electromagnetic devices can be used which have certain advantages. special applications. For example, two permanent magnets or two electromagnetic coils say. placed on either side of the extruded part to generate a magnetic field transverse to the part could exert a longitudinal force on the part, with the aid of a water jet suitably treated to form a transported dielectric. both a low voltage and high intensity current perpendicular to the magnetic field.
This arrangement induces a mechanical force longitudinally in the part and the system operates with direct current while alternating current is required for the linear induction device.