Procédé et appareil pour la fabrication de disques de métal allant en diminuant graduellement d'épaisseur du centre à la périphérie. La présente invention est relative à un procédé et à un appareil pour la fabrication de disques allant en diminuant graduelle ment d'épaisseur du centre à la périphérie.
Le procédé suivant l'invention consiste à réunir face à face plusieurs flans sensible ment carrés, à laminer simultanément les flans ainsi réunis successivement suivant des directions radiales à partir des centres jusqu'aux périphéries desdits flans, puis à séparer les flans laminés.
L'appareil pour la réalisation de ce pro cédé comporte un cylindre lamineur disposé pour coopérer avec un autre cylindre lami- neur, chacun de ces cylindres lamineurs étant muni d'un bloc encastré fixé sur lui et présentant une face de travail triangu laire.
Le procédé et l'appareil suivant l'inven tion permettent d'obtenir plus rapidement et à meilleur marché des disques d'épaisseur variable tels qu'ils ont été définis ci-des sus, le laminage simultané d'un certain nom bre de flans permettant de diminuer la ma nipulation, d'augmenter la vitesse de fabri- cation et de réduire le prix de revient des ,disques.
Sur le dessin annexé, on a représenté, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil suivant l'invention permettant d'obtenir des disques d'épaisseur variable.
La fig. 1 est une vue en élévation de face d'une paire de cylindres coopérants pour laminer les disques d'épaisseur variable; La fig. 2 est une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, montrant les cy lindres dans . la position qu'ils occupent quand les faces de travail commencent à serrer les flans; La fig. 3 est une vue de détail, avec coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1, montrant un dispositif qui maintient en place les blocs encastrés dans les cylindres; La fig. 4 est une coupe transversale du bloc rapporté suivant la ligne 4-4 de la fig. 1;
La fig. 5 est une coupe transversale du bloc rapporté suivant la ligne 5-5 de la fig. 1; . La fig. 6 est une coupe longitudinale du bloc rapporté suivant la ligne 6-6 de la fig. 1; La fig 7 est une vue en plan de l'un des flans dont on tire, par laminage, des dis ques d'épaisseur variable; La fig. 8 est une vue en plan représen tant le flan à la fin de la première passe; La, fig. 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la fig. 8 d'une paire de flans à. la fin de la première passe;
La fig. 10 est une vue en plan d'un flan à la fin de la deuxième passe; La fig. 11 est une coupe d'une paire de flans suivant la ligne 11-11 de la fig. 10; La fig. 12 est une vue en plan d'un flan à la fin de la troisième passe; La fig. 13 est une vue en plan d'un flan à la fin de la quatrième passe.
Les mêmes nombres désignent les .mêmes parties sur les différentes figures du dessin et les coupes sont faites en regardant dans la direction des flèches placées aux extré mités des lignes de coupe.
L'appareil représenté comporte un cylin dre lamineur pour disques d'épaisseur va riable, dans le corps duquel est encastré et rigidement fixé un bloc présentant une face de travail qui presse le flan et oblige le métal de ce dernier à se placer de manière que le flan aille en s'amincissant graduelle ment vers ses bords et que son contour prenne une forme voisine de celle d'un cer cle. On a constaté qu'il était désirable d'uti liser un bloc encastré trempé constitué,, par exemple, par de la fonte trempée; en effet, le bloc encastré est amené à exercer pendant le fonctionnement de l'appareil une pression considérable à laquelle ce perfectionnement lui permet de résister avec plus de succès.
Ce bloc encastré présente une face de travail qui ressemble beaucoup à celle qui était formée sur le cylindre dans les ma chines connues de ce genre. On a toutefois constaté qu'avec la face de travail de ces machines il se formait dans les disques de légères arêtes radiales; la suppression de ces arêtes<I>peut</I> être obtenue ici en donnant une légère concavité à la face triangulaire clé travail, de manière que les parties de cette face situées le long de la ligne centrale dé terminée par l'intersection d'un plan perpen diculaire à l'axe du cylindre avec ladite face de travail soient plus rapprochées de l'axe du cylindre que les parties latérales de cette même face de travail. En d'autres termes, les parties centrales de la face de travail sont meulées de manière à être légèrement au-dessous des parties latérales.
Le cylindre est garni d'une paire de col liers, et le corps du cylindre, qui est situé entre ces colliers et qui reçoit le bloc encas tré. est excentré par rapport à l'axe du cy lindre. Normalement, les colliers des cylin dres respectifs du laminoir roulent l'un sur l'autre et l'excentricité des corps des cylin dres laisse entre ces derniers un espace dans lequel on peut engager les flans à certains moments de la révolution des cylindres.
Quand on fait tourner les cylindres, les faces de travail des blocs encastrés mordent sur les flans qui ont<I>été</I> ainsi engagés entre les cylindres et séparent les cylindres de sorte que les colliers sont écartés l'un de l'autre et que la pression est transmise d'un cylin dre à l'autre par les faces de travail en tra versant les flans entre ces dernières. La forme de ces. faces de travail et la pression (le laminage ainsi exercée sur les flans pro voquent un étalement du métal qui donne au contour de chaque flan une forme sen siblement circulaire et diminue l'épaisseur des parties extérieures du flan.
Pour réaliser cette diminution d'épaisseur des flans, les faces de travail sont excentrées, autrement dit, la, distance qui sépare la face de travail triangulaire de l'axe du cylindre va en aug mentant à partir du sommet de cette face jusqu'à sa base.
Le procédé consiste encore à prendre un certain nombre de flans carrés de section transversale uniforme réuni; pour former ce qu'on peu appeler un ,jeu de flans et à sou mettre ledit jeu à. une série d'opérations de laminage effectuées suivant un certain nom- bre de directions différentes entre les cylin dres conformés; ces opérations ont pour ré sultat d'obliger les contours des flans car rés à prendre une forme sensiblement cir culaire et de donner aux flans, vers l'exté rieur, une diminution d'épaisseur uniforme et symétrique par rapport à leurs centres. Les flans sont de préférence chauffés au rouge sombre avant d'être soumis à l'opération du laminage.
L'appareil représenté est un la minoir comportant deux cylindres de cons truction identique tels que ceux qui ont été décrits plus haut, chacun desdits cylindres présentant une surface de travail excentrée concave et triangulaire. Si l'on se propose de laminer simultanément deux flans ou davantage au moyen de cet appareil, on en gage un jeu formé de deux flans ou plus entre les cylindres,@de manière que les faces de travail du cylindre agissent sur les faces opposées du jeu en question en amincissant tous les flans en, même temps du centre à la périphérie. Ces flans peuvent être ensuite séparés et parachevés.
Les cylindres coopé rants sont montés dans un bâti et entraînés, et<B>la</B> cylindre supérieur est soumis à une pression, le tout conformément à la pratique adoptée dans l'industrie du laminage.
Sur le dessin, on a représenté les cylin dres de laminoir 10 dont chacun présente un corps 12 excentré par rapport à l'axe du cylindre et des colliers cylindriques 11 placés à l'extrémité dudit corps. Ces cylindres sont montés dans un bâti et entraînés et une pression leur est appliquée conformé ment à la manière adoptée dans la pratique du laminage (ces détails ne sont pas figurés). Le corps 12 de chaque cylindre présente un creux 13 dans lequel est .fixé rigidement un bloc encastré 14. Dans ce cas particulier, ce bloc encastré est maintenu en place par des blocs 15 qui débordent sur le bloc et sont fixés sur le corps 12 du cylindre par des boulons 16. Une partie de chacun de ces blocs encastrés fait saillie de manière à for mer une face de travail en avant du corps 12<B>du</B> cylindre.
Ces blocs encastrés sont, de préférence, en fonte trempée, de manière à pouvoir résister avec succès à la très grande pression exercée sur eux au cours de leur fonctionnement. La face de travail du bloc encastré comprend, d'une part, le som met 17 qui est disposé de manière à mordre sur les parties centrales du flan et à le saisir solidement dès qu'il est engagé entre les cylin dres et, d'autre part, une partie centrale 18 sensiblement triangulaire ou en forme de secteur (c'est la partie limitée par les lignes en trait mixte sur la fig. 1). Cette partie 18 est légèrement concave ainsi qu'on l'expli quera plus complètement par la suite; elle est .
entourée par des bords taillés en biseau 19 et 20, ainsi qu'on peut le voir sur les fig. 1, 4 et 5. Les parties biseautées 19 et 20 di minuent la compression au voisinage des bords des surfaces sur lesquelles an agit et contribuent à supprimer les arêtes à cet en droit comme le montre clairement la fig. 2. Le bloc 14 est encastré dans le corps 12 du cylindre de manière que sa face de travail fasse légèrement saillie sur la surface cy lindrique formant le contour des deux col liers aux extrémités du cylindre.
De plus, le bloc encastré 14 est placé dans le cylindre de manière que sa face de travail soit excen trée par rapport à l'axe du cylindre et que la .distance qui sépare cet axe de la face de travail aille en augmentant à partir de la région 17 jusqu'au commencement de la par tie biseautée 20. Le bloc encastré est bi seauté en 22 sur le bord antérieur du som met 17 et une encoche centrale -21 est mé nagée pour recevoir l'extrémité des pinces dont -on se sert pour engager les flans en tre les cylindres. Les biseaux 22 suppriment sur le bloc encastré tous les coins à angle aigu qui pourraient accrocher les pinces au moment du retrait de ces dernières.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, la par tie en forme de secteur 18 de la face de. tra vail triangulaire présente une légère conca vité par rapport à un axe dirigé transver salement par rapport à l'axe du cylindre.
Sur les fig. 4 et 5, cette concavité est me surée par l'écartement existant entre la sur face supérieure de la partie 18 et la ligne droite C-C. Les deux vues des fig. 4 et 5 sont quelque peu schématiques, la concavité ayant été quelque peu exagérée de façon à être rendue plus apparente. Théoriquement la face de travail du bloc encastré devrait for mer le complément d'un secteur du disque d'épaisseur variable de sorte que si ledit sec teur était appliqué sur la.
surface de tra vail de manière à envelopper cette dernière, la surface extérieure du secteur serait elle même cylindrique et aurait même axe que le cylindre. Le disque est aminci symétri quement autour de son centre de manière qu'en tous ses points situés à des distances radiales égales du centre, l'épaisseur du di>- que soit la même et que cette épaisseur di minue uniformément du centre vers la péri phérie le long de chaque rayon. Pour que la forme de, la face de travail corresponde exactement à un secteur du disque achevé, tous les points de la face de travail situés à des distances égales du, sommet de cette face devraient être équidistants de l'axe du cylindre.
L'invention consiste à réaliser ap proximativement cette condition dans la face de travail. Dans le cylindre employé dans l'ancienne machine, cette condition n'était pas exactement remplie, car tous les points d'une ligne déterminée par l'intersection d'un plan radial contenant l'axe du cylindre avec la face de travail étaient situés à égale dis tance de l'axe du cylindre. Par suite, dans cette disposition ancienne du cylindre, les parties centrales de la. face de travail étaient plus éloignées de l'axe du cylindre qu'elles n'auraient dû l'être pour être exactement complémentaires d'un secteur du disque d'é paisseur variable.
On s'est rapproché de la forme théorique de la face de travail en meu lant la partie centrale 18 de celle-ci comme on l'a représenté sur les fig. 4 et 5. Sur la fig. 13, on a représenté, en plan, un dis que d'épaisseur variable terminé, et les lignes XZX et XYX de cette figure vont aider à faire comprendre la formation de la face de travail. Comme le disque est aminci symétriquement, l'épaisseur du disque est la même en tous les points situés le long de l'arc XYX, et le disque est plus mince au point X qu'au point Z et si l'on suit la ligne XZX, l'épaisseur du disque augmente de X à. Z pour diminuer de Z à X.
Le bloc 14 reçoit d'abord une face de travail triangu- laircl ayant la forme d'une portion de sur face cylindrique. Le bloc est mis en place dans le corps 12 du cylindre de manière que l'axe de cette surface cylindrique soit ex térieur à l'axe du cylindre, ce qui fait que la surface cylindrique est excentrée par rap port à l'axe du cylindre.
Toutefois, avant la mise en place du bloc dans le cylindre, cette surface partiellement cylindrique est meu lée de manière à . devenir légèrement concave comme le montrent les fig. 4 et 5, la sur face 18 s'écartant vers l'intérieur vers la ligne centrale, laquelle correspond à la ligne de coupe 2-2, pour s'incliner ensuite vers l'extérieur à partir de cette ligne vers le bord de la partie 18.
Au point D (fig. 4), la dis tance qui sépare la: ligne C-C de la face de travail est égale à la différence entre les épaisseurs du disque aux points Y et Z (fig. 13), en admettant que la ligne XZX soit à une distance du centre du disque correspon dant à la distance qui sépare la ligne de coupe 4-4 du sommet de la face de tra vail triangulaire (fi-. 1); de même la dis tance entre la ligne C-C et la face 18 au point E (fig. 4) est égale à la différence entre les épaisseur du disque en Z' et Y (fig. 13).
De même, la distance entre la. ligne C-C et la face 18 au point I' (fig. 5) est égale à la différence entre les épaisseurs du disque aux pointa T et S (fig. 13), en sup posant que la ligne RTR corresponde à la ligne de coupe 5-5 de la fig. 1. Les exem ples qui précèdent montrent clairement la formation de la partie 1.8 de la face de tra vail. Toutefois, l'invention n'est nullement limitée à, la formation d'une face de travail exactement conforme à la théorie.
Dans la pratique, on pense que les meilleurs résultats seront obtenus au moyen de cylindres ayant des faces de travail présentant une concavité légèrement inférieure à celle qui a été indi quée plus haut; une telle organisation ren- trerait, bien entendu, dans le cadre de l'in vention.
Des cames convenables 23 peuvent être rigidement fixées dans les colliers 11 de manière à agir l'une sur l'autre, quand le collier tourne, pour supprimer la pression sur les flans quand ceux-ci sortent d'entrè les cylindres.
Les fig. 7 à 13 inclusivement représen tent les flans aux différentes phases de leur fabrication. Le flan 24 qui est représenté sur la fig. 7 est un flan carré d'épaisseur uniforme. Ce flan est percé d'un trou cen tral 25 pour la commodité de sa manaeuvre. Deux de ces flans 2,4, de préférence chauf fés au rouge sombre, sont placés l'un sur l'autre de manière à, former ce que l'on peut appeler un jeu de flans, et sont saisis pa.un instrument convenable, tel que les pinces 30, lesquelles peuvent être munies d'un doigt traversant les trous 25.
Quand les cylindres occupent la position pour laquelle les blocs encastrés sont situés sur les côtés opposés des cylindres, l'excentricité des corps de cylin dre laisse entre ces derniers un espace dans lequel l'ouvrier engage les deux flans comme le montre la fig. 2. Quand les cy lindres tournent dans le sens indiqué par les flèches de la fig. 2, les blocs encastrés vien nent, en tournant, l'un en face de l'autre et les parties 17 des faces de travail de ces blocs saisissent les parties centrales des flans situées autour des trous 25.
Les cylindres continuant à tourner, les faces de travail triangulaires 18 compriment les flans et en même temps les chassent hors des cylindres. Le résultat de cette opération est que les deux flans reçoivent approximativement la forme représentée sur la ligne & qui mon tre l'un des côtés du flan transformé par laminage en un secteur 26. Les' flans, tou jours tenus au .moyen des pinces, reçoivent un mouvement de rotation de 180 , puis sont de nouveau engagés entre les cylindres de manière que les faces de travail agissent. une fois de plus sur les flans en laminant les extrémité opposées des flans suivant le secteur 2-7.
On fait ensuite tourner les flans de 90 et on les lamine du centre vers l'ex térieur pour former le secteur aminci 29. On voit que ces différentes passes des flans en tre les cylindres obligent les contours des flans à prendre une forme à peu près circu laire et que les flans sont amincis unifoTmé- ment et symétriquement par rapport au cen tre. Les disques du jeu peuvent maintenant être séparés et ébarbés.
L'excès de métal qui a été .étalé d'un côté pour produire la différence d'épaisseur est -déplacé vers la pé riphérie du flan et donne à cette dernière une forme à peu près circulaire de sorte que la quantité de métal qui reste à enlever pour parachever le disque est bien moins considé rable que dans le cas où l'on doit découper un disque circulaire dans un .flan carré. Il ,résulte de ce qui précède que le procédé dé crit ici pour former un disque allant en s'amincissant vers les bords donne lieu à une économie considérable de métal.
En. utilisant l'appareil décrit pour obte nir par laminage des disques allant en s'a mincissant vers l'extérieur il est possible d'augmenter la vitesse de fabrication de ces disques et de diminuer leur prix de revient pourvu que l'on puisse laminer deux flans à la fois. En outre, cet appareil n'est pas aussi coûteux à construire que les machines anciennes parce que les faces de travail qui doivent être formées avec précision et avec soin sont ménagées sur des blocs rapportés qui peuvent être séparés des cylindres et sont rigidement fixés en place sur ces derniers.
Cet appareil permet également d'utiliser des blocs encastrés trempés qui résistent avec succès aux fortes-pressions mises en jeu. La disposition des cylindres comportant des col liers et un corps de cylindre excentré faci lite l'amenée des flans aux cylindres et le montage des pièces rapportées dans ces der niers. L'utilisation de pièces encastrées mu nies de faces de travail triangulaires con caves telles que celles .qu'on a décrites sup prime les arêtes radiales qui se formaient jusqu?à présent dans les disques au cours du laminage et rend inutile un nouveau lami nage des disques pour parachever ces der- nier..
L'appareil qui vient d'être décrit per met d'obtenir des disques plus parfaits et de les fabriquer plus rapidement que cela n'était possible avec les anciennes machines.
On voit que le procédé pour le laminage des disques amincis vers l'extérieur, qui a été décrit plus haut, rend bien plus expé ditive et bien moins coûteuse la fabrication de ces disques, pourvu qu'on lamine un jeu formé de plusieurs flans au lieu de ne la miner qu'un seul flan. L'ouvrier peut ainsi, dans un temps déterminé, laminer un plu grand nombre de disques avec une seule ma chine avec des résultats très parfaits.