"Procédé et appareil d'extrusion hydrostatique''.
La présente invention est relative à un procédé
et à un appareil d'extrusion hydrostatique .
Le procédé d'extrusion hydrostatique est bien connu. comme étant le meilleur procédé de travail des matières plasti-
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une matrice d'extrusion , ce qui permet de la sorte de réaliser une extrusion arec un rapport d'extrusion élevé. Dans les procédés habituels d'extrusion hydrostatique , le milieu de pression est fréquemment récupéré chaque fois qu'une extrusion est terminée , ert plusieurs phases opératoires , par exemple le chargement d'une billette dans le réservoir , l'alimentation d'un milieu de pression a celui-ci , etc, sont nécessaires avant une opération d'extrusion proprement dite . En conséquence , il est difficile d'assurer l'extrusion d'une matière de façon continue et, par conséquent , l'opérabilité élevée d'une extrusion hydrostatique ne se reflète pas sur la productivité . Dans une extrusion hydrostatique connue du type
qui assure l'extrusion d'un objet creux, un dispositif de retenue de mandrin est relié de manière fixe à des colonnes .
Dans ce cas, les colonne$.sont amenées à s'étendre du fait de la charge de compression appliquée au mandrin durant l'extrusion et .à se contracter lorsque la pression d'extrusion est libérée , en sorte que le mandrin est soumis à une charge
de compression et est de ce fait endommagé. Un autre problème inhérent à la technique antérieure réside dans le fait qu'il est difficile d'assurer au départ une étanchéité complète entre une billette creuse et le mandrin , et de déplacer ce mandrin vers une position appropriée pour ajouter une pression de départ pour l'extrusion.
La présente invention vise à éviter les inconvénients rencontrés dans les procédés d'extrusion hydrostatique dans
la technique antérieure .
Dans un appareil d'extrusion hydrostatique , dans lequel un mandrin et une tige sont mobiles indépendamment
l'un de l'autre , on utilise un bloc d'étanchéité pour augmenter la pression du milieu de pression pour assurer l'extrusion d'une billette, en sorte que la période de temps nécessaire pour assurer ainsi l'extrusion es� réduite. Un dispositif de retenue de mandrin est monté de façon mobile sur des moyens
de montage fixes tels que des colonnes, pour surpporter la charge de compression agissant sur le mandrin et maintenir
ce dernier dans une position constante, de sorte que, lorsque la pression d'extrusion est libérée , la force agissant sur
le mandrin est réduite en empêchant ainsi celui-ci d'être endommagé , et le mandrin est mobile librement pour assurer l'étanchéité initiale entre la billette creuse et le mandrin et pour augmenter la pression de départ pour l'extrusion.
Suivant une caractéristique de la présente invention, une matrice d'extrusion , une billette , un milieu et un bloc d'étanchéité sont préparés dans un état enfermé , à l'intérieur d'une unité ou d'un manchon d'alimentation se trouvant en une position écartée de la position d'extrusion . Cette unité d'alimentation est déplacée vers une position se situant en alignement avec l'axe de symétrie de l'appareil d'extrusion , et ensuite la tige est déplacée vers l'avant , en poussant de la sorte le bloc d'étanchéité à l'intérieur du réservoir, en sorte que
la matrice, la billette et le milieu de pression sont maintenus dans un état enfermé à l'intérieur du réservoir. Dans le cas
de l'extrusion d'un produit creux, l'alésage du bloc d'étanchéité permettant le passage du mandrin et le trou de l'extrémité avant
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de pression ayant une viscosité élevée pour empêcher ce milieu
de pression d'être chassé à travers l'alésage du bloc d'étanchéité et l'alésage de l'extrémité avant de la billette. Le bloc d'étanchéité est récupéré lorsque le réservoir est déplacé vers l'arrière après une opération d'extrusion , et ensuite on récu-père le milieu de pression. En conséquence , le remplacement des blocs d'étanchéité peut être réalisé dans une position se trouvant en dehors de l'appareil d'extrusion , en sorte qu'il n'est pas nécessaire d'arrêter le fonctionnement de l'appareil d'extrusion durant le remplacement des blocs d'étanchéité , puisqu'il n'est pas nécessaire de remplacer le bloc d'étanchéité monté sur l'extrémité menante de la tige , à l'intérieur de l'appareil , comme dans le cas de la technique antérieure .
Suivant une autre caractéristique de la présente invention , un mandrin est amené à traverser l'alésage du bloc d'étanchéité disposé dans le réservoir et maintenu dans celui-ci. La pression du milieu de pression est augmentée par le déplacement de la tige vers l'avant , via le bloc d'étanchéité , et la billette creuse est extrudée par la pression hydrostatique du milieu de pression. Le mandrin s'étend à travers un cylindre principal permettant de commander ce mandrin et celui-ci comporte une portion formant piston disposée dans ce cylindre principal. Le mandrin comporte également une portion de plus grand diamètre formée sur son extrémité arrière se présentant en saillie à l'arrière du cylindre principal.
Un coulisseau de blocage est prévu , ce coulisseau étant supporté de façon mobile par un cylindre d'actionnement d'un tel coulisseau , en un endroit se situant à l'arrière
de la portion de plus grand diamètre du mandrin, ce coulisseau comportant un alésage d'un diamètre plus grand que la portion de plus grand diamètre du mandrin. Un plateau de blocage est interposé entre la portion de plus grand diamètre du mandrin et le coulisseau de blocage , et ce plateau est calibré de manière à être plus grand que la portion de plus grand diamètre du mandrin. Ce plateau de blocage est agencé pour être dépla-çable vers l'avant ou vers l'arrière perpendiculairement à la direction d'extrusion.
L'invention sera décrite encore plus complètement ci-après avec référence aux dessins non limitatifs annexés.
La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un. forme de réalisation préférée de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe agrandie , montrant le poste d'extrusion de la figure 1. La figure 3 est une vue prise suivant la ligne A-A de la figure 1 et illustrant un exemple d'un dispositif permettant de garnir une unité d'alimentation suivant la présente invention . La figure 4 est une vue illustrant le processus d'alimentation d'une matrice d'extrusion , d'une billette, d'un milieu de pression et d'un bloc d'étanchéité , que l'on utilise suivant la forme de réalisation préférer de la présente invention. La figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 4 mais elle montre un état dans lequel l'appareil d'extrusion est prêt à l'amorçage de l'extrusion proprement dite .
La figure 6 est une vue montrant le processus de récupération du milieu de pression et du bloc d'étanchéité.
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on y a représenté une forme de réalisation préférés d'un dispositif d'extrusion hydrostatique suivant la présente invention . Ce dispositif d'extrusion hydrostatique comprend un plateau 1, un réservoir 2, une matrice ou filière d'extrusion 3 montée sur l'extrémité avant du réservoir 2, un dispositif de retenue de matrice 4 , prévu - pour maintenir la matrice 3 , une tige 5 qui est disposée dans l'extrémité arrière du réservoir 2 et est mobile vers l'avant ou vers l'arrière, et un mandrin 6 disposé à glissement à l'intérieur de la tige 5
et s'étendant vers l'extrémité avant du réservoir 2. Une billette creuse 7 est en contact , par son extrémité avant, avec la matrice d'extrusion 3, et le mandrin 6 s'étend dans cette billette creuse 7.
La tige 5 est reliée à un piston principal 10 disposé à coulissement à l'intérieur d'un cylindre principal 9
qui est relié de manière fixe à une série de colonnes 8 et est mobile avec le piston principal 10. Le piston principal a une forme cylindrique creuse en sorte qu'il sert de cylindre pour permettre les déplacements de glissement du mandrin 6. Ce mandrin
6 comporte une portion de plus grand diamètre servant de piston 6a , cette portion formant piston étant montée à glissement dans
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arrière du mandrin 6 s'étend à l'extérieur du cylindre principal 9 et comporte une portion de plus grand diamètre 6b .
Un cylindre 12 pour la commande d'un coulisseau de blocage est prévu à l'arrière de la portion de plus grand diamètre 6b du mandrin 6, et il est relié de manière fixe à une série de colonnes auxiliaires 11. Un coulisseau de blocage 13 est disposé à l'arrière de la portion de plus grand diamètre 6b du mandrin 6- Ce coulisseau de blocage 13 a une extrémité arrière
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glissement dans le. cylindre 12 et est mobile dans les sens in-
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blocage 13 comporte , à sa partie centrale, un alésage 14 qui
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6b du mandrin 6, ce qui permet ainsi l'entrée de cette portion 6b dans cet alésage 14.
Un plateau de blocage 15 est disposé entre la.portion de plus grand diamètre 6b du mandrin et le coulisser de blocage 13 et est de dimensions supérieures au diamètre de l'a- Iésag&l4. Ce plateau de blocage est agencé de manière à être mobile dans la direction donnée par les flèches X-X' sur la Figure 1.
Les numéros de référence 16,17 et 18 désignent des bourrages pour haute pression , tandis que les numéros de référence 20 désignent un bloc d'étanchéité
Le dispositif d'extrusion hydrostatique ainsi agencé fonctionne de la façon suivante. Comme illustré sur la Figure 2, une billette creuse 7 est placée dans le réservoir <EMI ID=9.1>
pression 21 est chargé dans le réservoir 2. La tige 5 est alors déplacée vers l'avant , ce qui augmente ainsi la pression de milieu 21, à l'intervention du bloc d'étanchéité 20, de sorte qu'une pression hydrostatique est produite dans le réservoir 2 et que, de la sorte, le produit 22 est formé par la matrice d'extrusion 3 et le mandrin 6. Le bourrage pour haute pression, désigné par 16 , sert d'élément d'étanchéité pour assurer l'étanchéitë entre l'extrémité avant du réservoir 2 et le dispositif
de retenue de matrice 4.
Dans une forme de réalisation préférée de la présente invention, on dispose une unité d'alimentation 23 suivant l'axe central J-.J d'un poste auxiliaire prévu à l'extérieur
du dispositif d'extrusion hydrostatique (Figure 2) . L'unité d'alimentation 23 est calibrée pour avoir une longueur déterminée et présenter un diamètre interne approximativement égal à
celui du réservoir 2. L'unité d'alimentation 23 comporte une matrice d'extrusion 3 avec laquelle coopère une nouvelle billette 7. L'unité d'alimentation 23 est également pourvue d'une certaine quantité de milieu de pression 21 , et le bloc d'étanchéité 20 est disposé dans l'extrémité arrière de cette unité d'alimentation 23. Comme illustré sur la figure 3, l'unité d'alimenta..
tion 23 est constituée de deux parties divisées dans le sens longitudinal , qui sont supportées par les extrémités inférieures de deux bras basculants 25 montés à pivotement grâce à un axe
24 placé au sommet du triangle équilatéral dont la base est
en alignement avec un segmant de droite J-K passant par le centre J du poste auxiliaire et par le centre K du dispositif d'extrusion, de telle sorte que les parties ainsi subdivisées peuvent être ouvertes .
De maniées plus parti-culière , deux leviers 26 s'étendent vers l'extrémité inférieure du bras basculant 25 depuis un endroit situé six le corps de ce bras , et ils sont soutenus à pivotement sur la bras 25 , plus particulièrement en
26a. Deux cylindres de commande 27 sont montés de part et d'autre du bras 25 et comport�es tiges de piston 28 reliées aux leviers 26. Grace à un tel agencement , si les cylindres de commande 27 sont actionnés de manière concourante pour amener
l.es pistons 28 à se rétracter dans le sens indiqué par la flèche
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en sorte que les parties subdivisées de l'unité d'alimentation
23 sont ouvertes , et ce suivant les sens indiqués par les flèches u et v .
Dans la position J du,poste auxiliaire , l'unité
de la matrice 3,
d'alimentation 23 est chargée / de la billette 7, du milieu de pression 21 et du bloc d'étanchéité 20 , et ce dans l'ordre qui vient d'être donné , et cette unité d'alimentation 23 est maintenue en position d'attente pour être chargée dans Je réservoir 2.
Pour placer l'unité d'alimentation 23 dans sa position de chargement , l'axe de pivotement 24 est amené à tourner dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre , suivant un angle donné, comme illustré par la figure 3, de sorte que le bras de basculement 25 est amené à pivoter pour que l'axe <EMI ID=11.1>
avec l'axe de symétrie K du dispositif d'extrusion.
Comme illustré par la Figure 4 , l'unité d'alimentation 23 est alors maintenue dans la position de chargement , dans laquelle l'extrémité avant de l'unité d'alimentation 23 , pourvue de la matrice 3 , est maintenue en contact étroit avec le récipient 2 en alignement avec l'axe de symétrie de celui-ci.
Ensuite, une feuille métallique recouvrant l'alésage du bloc d'étanchéité 20 est rompue par l'extrémité avant du mandrin 6 qui traverse l'alésage du bloc 20. Dans ce cas, la tige 5 est déplacée vers l'avant,ce qui pousse alors le bloc d'étanchéité
20 qui, en conséquence , se déplace vers l'avant en- direction du réservoir 2. De la sorte, la matrice 3. la billette 7,le milieu de pression 21et le bloc d'étanchéité 20 sont déplacés de force vers l'intérieur du réservoir 2 dans l'ordre qui vient d'être donné . Il doit être entendu que , dans ce cas, l'air, résiduaire se trouvant dans le réservoir 2 est de préférence chassé:hors
de celui-ci par des moyens appropriés connus , non représentés.
Comme illustré par la figure 5 , l'unité d'alimentation 23 est ouverte à l'intervention des cylindres de commande
(figure 3) , après que la matrice 3, le milieu de pression 21,
la billette 7 et le bloc d'étanchéité 20 ont été complètement introduits dans le réservoir 2. La tige 10 et le mandrin 6 peuvent être alors déplacés vers l'avant pour réaliser l'extrusion. Le bras basculant 25 peut alors être mis en rotation dans un sens propre à amener l'unité d'alimentation ouverte 23 à se déplacer vers sa position initiale , dans laquelle l'unité d'alimentation
23 est fermée et est pourvue d'un nouvel ensemble comprenant la matrice , la billette , le milieu de pression et le bloc d'étan-chéité.
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6 est déplacé vers 1 ' avant , il rompt la feuille prévue à l'arrière du bloc d'étanchéité 20 et il entre en contact avec une surface conique 7b de la billette creuse 7, de sorte que la partie interne du réservoir 2 est complètement obturée d'une manière sûre. Ensuite , la tige 5 est encore déplacée vers l'avant , comme illustré par la figure 1, ce qui augmente ainsi la pression du milieu de pression 21 , à l'intervention du bloc d'étanchéité 20, jusqu'à un niveau permettant d'assurer l'extrusion , la billette 7 étant alors extrudée à travers l'orifice d'extrusion 3.
Au départ de l'extrusion , le plateau de blocage
15 est placé entre la partie de plus grand diamètre 6b du mandrin 6 et le coulisseau de blocage 13 , de sorte que le mandrin 6 est déplacé vers l'avant grâce au plateau de blocage 15 par déplacement du piston 13a vers l'avant à l'intérieur du cylindre 12.
Comme il est nécessaire d'augmenter
la pression du milieu de pression jusqu'à une pression
de départ d'extrusion Pi , qui est supérieure à la pression d'extrusion normale Ps de 5 à 10% , et ce lors du démarrage de
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Pi - Ps est appliquée à la billette 7 par le déplacement du mandrin 6 vers l'avant. Lorsque la pression du milieu de pression se trouvant dans le réservoir 2 atteint la pression normale Ps en raison du déplacement de la tige 5 vers L'avant, le mandrin 6 est déplacé vers l'avant par le cylindre 12 de la manière mentionnée
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est poussée vers la surface conique 7b de la billette 7, ce qui provoque l'extrusion de l'extrémité menante de la billette 6 à travers l'ouverture delà matrice. Durant cette extrusion initiale, la billette creuse est soumise à une tension , de sorte, lorsque la pression d'extrusion est égale ou supérieure à la pression
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cas où la pression du milieu de pression serait augmentée jusqu'à un niveau plus élevé , de la valeur A P.
Ensuite, la pression du milieu de pression est
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l'extrusion normale peut être réalisée de façon continue à partir de l'extrusion initiale . Durant cette opération d'extrusion , la charge de compression appliquée au mandrin 6 est transmise
à l'intervention du plateau de blocage 15 au coulisseau de blocage
13 qui est maintenu en place par le piston 13a sur lequel agit la pression régnant dans le cylindre 12.
Lorsque l'extrusion est terminée , le fluide sous pression est évacué ducylindre principal 9 et, en même temps, le fluide sous pression est également évacué du cylindre 12 . Ensuite, la pression est agiiquée du côté tige de la portion formant piston 13a , en sorte que le coulisseau de blocage 13 est déplacé vers l'arrière dans le sens illustré par la flèche Y'.
En conséquence , un intervalle est créé entre la portion de plus grand diamètre 6b du mandrin 6 et le coulisseau de blocage 13,
et le plateau de blocage 15 est déplacé hors de cet intervalle, dans un sens tel qu'illustré par la flèche Y. Ensuite , la portion formant piston 6a du mandrin 6 et le piston 10 sont également déplacés vers l'arrière , vers une position dans laquelle
la portion de plus grand diamètre 6b pénètre à glissement dans l'alésage 14 du coulisseau de blocage 13, et la tige 15 est déplacée vers l'arrière, jusqu'à sa position de départ. Comme
déjà décrit précédemment , le fluide sous pression est évacué
des cylindres 9 et 12 en même temps et, de ce fait, la charge
axiale appliquée sur le mandrin 6 n'excède pas la force de friction agissant sur chaque pièce constitutive , en sorte que
le mandrin ne peut pas être endommagé .
Après l'extrusion , le réservoir 2 est déplacé vers l'arrière , tout en maintenant fixes la tige 5 et le mandrin 6, comme illustré par la Figure 6, et le milieu de pression
21 et le bloc d'étanchéité 20 sont récupérés par un réceptacle
29. Ensuite, un dispositif de cisaillement est déplacé de haut en bas pour couper le produit final 20.en un endroit se situant entre
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trice 3 et la matière restante 30 étant récupérées par le réceptacle 29. La matrice 3, le milieu de pression 21 et le bloc d'étanchéité 20 récupés dans le réceptacle 29 sont transférés
,fers le poste auxiliaire dont il a été question précédemment ,
par des moyens appropriés non représentés , en vue d'être utilisés pour une nouvelle extrusion. Bien que la présente invention
ait été décrite en se référant à une forme de réalisation particulière , dans laquelle on obtient un produit crsux par extrusion hydrostatique , il est à noter que l'on peut également obtenir un produit fini constitué par une tige pleine , en utilisant un bloc d'étanchéité dans lequel un alésage n'est pas prévu pour le passage du mandrin , l'actionnement se faisant par déplacement de la tige seule , sans déplacement du mandrin.
Comme on l'a déjà signalé , puisque l'extrémité arrière du réservoir est obturée par le bloc d'étanchéité for- mé séparément de la tige, il n'est pas nécessaire de prévoir
pour cette tige une structure d'étanchéité et, en conséquence ,
la tige peut être fabriquée suivant une construction extrêmement simple . En outre, si on prépare une série de blocs d'étanchéité ,
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sitif d'extrusion , et ce d'une manière aisée. En outre,il est possible de préparer une unité prête à l'extrusion , en employant une unité d'alimentation se trouvant en une position hors du dis-
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un milieu de pression et un bloc d'étanchéité sont envoyés dans l'unité d'aliemntation , avant l'opération d'extrusion. En conséquence , la matrice , La billette , le milieu ce pression et
le bloc d'étanchéité sont aisément introduits dans le réservoir en mettant l'unité d'alimentation en alignement avec l'axe de symétrie de l'extrusion , et en déplaçant ensuite la tige vers l'avant , le milieu de pression et le bloc d'étanchéité étant récupérés automatiquement en déplaçant simplement le réservoir vers l'arrière, de sorte qu'il est possible de raccourcir l'intervalle de temps nécessaire à un cycle d'extrusion . Suivant l'installation d'extrusion hydrostatique de la présente invention , le coulisseau de blocage servant de dispositif de retenue du mandrin , c'està-dire qui supporte la charge de compression agissant sur le mandrin et maintient celui-ci en une position constante , est maintenu par le fluide sous pression , et il est donc possible
de réduire la force agissant sur le mandrin durant la libération de la pression d'extrusion , en sorte que le mandrin ne peut
pas être endommagé. De plus, il est possible de réduire au minimum la puissance d'entraînement pour la libération de l'élément de blocage , c'est- à-dire du plateau de blocage qui est interposé entre le mandrin et le dispositif de retenue ce celui-ci,
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drin en une position constante , l'état de blocage étant facile à libérer. Comme le mandrin est agencé pour être mobile vers l'avant, indépendamment de la tige, l'étanchéité initiale de la billette creuse peut être facilement réalisée et, en outre , la pression requise pour le démaraage .de l'extrusion peut être facilement atteinte en déplaçant le mandrin vers l'avant.
REVENDICATIONS
1. Procédé d'extrusion hydrostatique , comprenant l'obturation d'un réservoir en disposant à glissement, dans
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portant des moyens d'étanchéité sur sa périphérie externe ,
cette obturation se faisant simultanément au chargement d'un milieu de pression dans le réservoir , la poussée ensuite du
bloc d'étanchéité par déplacement d'une tige vers l'avant ,ce
qui augmente ainsi la pression du milieu de pression se trouvant dans le réservoir , l'extrusion d'une billette à travers une matrice d'extrusion , et la décharge d'au moins le bloc d'étanchéité hors du réservoir , après l'achèvement de l'extrusion..
2. Procédé d'extrusion hydrostatique suivant la