Presse à étamper L'objet de la présente invention est une presse à étamper comprenant un élément fixe et un élément mobile portant chacun une partie d'étampe, un dis positif moteur capable d'actionner ledit élément mo bile progressivement en direction de l'élément fixe et un dispositif auxiliaire comprenant un organe oscillant agissant sur un coussin liquide contenu dans une chambre à volume variable, pour imprimer à l'une desdites parties d'étampe un mouvement vibratoire de même direction que celui dudit élément mobile.
L'étampage présente des difficultés d'autant plus grandes que les reliefs à former sont plus hauts et plus anguleux.
Lorsque ces reliefs sont très prononcés, il est dif ficile d'obtenir des surfaces et des angles absolument nets. Cette difficulté est particulièrement grande avec les pièces minces.
Dans certains cas, la fabrication de pièces minces, telles par exemple, que des cadrans de montres pré sentant des signes horaires en relief, se fait par étam- page de disques de métal destinés à former le cadran et ayant une épaisseur initiale de quatre à cinq dixièmes de millimètre. Après l'étampage, les signes horaires présentent une hauteur de quatre dixièmes environ.
La surface de la matrice utilisée est lisse et après l'étampage, la face du cadran s'appuyant sur la matrice ne doit présenter aucune marque, tandis que les signes horaires doivent être absolument francs, sans bavures ou irrégularités et se raccorder selon des angles réguliers.
Pour obtenir un résultat satisfaisant au moyen de presses de type usuel, on doit utiliser des presses développant une force de 200 à 300 tonnes.
On sait qu'il est possible de réduire la durée d'une opération d'étampage ou de diminuer la force maximum engendrée au cours de ladite opération en superposant au mouvement progressif de l'élément mobile de la presse un mouvement vibratoire de faible amplitude, mais de fréquence relativement grande. Ce mouvement auxiliaire peut être imprimé soit à la partie d'étampe qui est portée par l'élément mobile, soit à celle qui est portée par l'élément fixe.
Ainsi, on a déjà proposé d'équiper des presses à étamper à commande mécanique, d'un dispositif auxiliaire destiné à faire vibrer l'une des parties d'étampe.
Toutefois, les dispositifs mécaniques qui ont été proposés ne vibrent pas avec une fréquence suffisante et ne sont pas réglables avec toute la pré cision désirable pour que ces presses puissent con- venir pour l'étampage de pièces minces, devant être fabriquées avec une grande précision, telles par exemple que des cadrans de montre.
On a aussi proposé de pourvoir des presses à com mande hydraulique de tels dispositifs auxiliaires. Ceux-ci comprennent alors un générateur de vibra tions agissant dans le milieu liquide qui actionne l'élément mobile de la presse. En général, ce géné rateur de vibrations est combiné avec le générateur de pression du dispositif moteur de la presse.
Les presses à commande hydraulique peuvent être commandées et réglées d'une façon plus souple et avec une plus grande précision que les presses à commande mécanique, toutefois les, presses hydrau liques connues pourvues d'un dispositif auxiliaire générateur de vibrations, présentent un inconvénient qui, dans la plupart des cas,
rend illusoire l'avantage que l'on pensait obtenir. En effet, comme le volume de liquide contenu dans la presse doit être au moins égal au produit de la course de (élément mobile par la surface de l'organe solidaire de l'élément mobile, sur lequel la pression du liquide s'exerce, et que la dite course, comme ladite surface, doivent avoir des dimensions qui ne peuvent pas être réduites à volonté et qui dépendent, pour la course,
de la forme de la pièce à étamper, pour la surface, de la force maxi mum à engendrer et de la pression maximum que la presse peut supporter, le volume du liquide contenu dans la presse doit donc avoir au moins une certaine valeur minimum.
Or, plus ce volume est grand, plus ses variations dues à la compressibilité du liquide sont grandes. Dès que la presse atteint une certaine force, par exemple<B>100</B> ou 200 tonnes et dès que la fréquence des vibrations engendrées par le dispositif auxiliaire dépasse quelques vibrations par seconde, la compressibilité du liquide utilisé, en général de l'huile, perturbe son fonctionnement.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en créant une presse à étamper, dans laquelle le volume du liquide constituant ledit coussin puisse être choisi très petit, de façon à dimi nuer autant que possible l'influence de la compressi bilité du liquide.
Pour cela, dans la presse, objet de l'invention, ladite chambre est limitée d'une part, par l'un desdits éléments, et, d'autre part par la partie d'étampe que cet élément porte, cette dernière étant mobile par rapport audit élément.
Une forme d'exécution de la presse faisant l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé dont la figure unique en représente une coupe axiale schématique d'une partie.
La partie de presse représentée à la fig. 1 com prend une chambre remplie d'un coussin liquide 1. Cette chambre est formée par un cylindre 2, présen tant une paroi cylindrique 3 et un fond 4, et par un piston 5 capable de coulisser à l'intérieur du cylindre 2, coaxialement à celui-ci.
L'étanchéité entre la paroi 3 et le piston 5 est assurée par des anneaux plastiques 6 engagés dans des rainures circulaires coaxiales au cylindre et pratiquées dans le piston 5. La paroi 3 et le fond 4 du cylindre sont en une pièce ; le fond 4 présente une ouverture centrale taraudée 7 permet tant de remplir le cylindre de liquide, et fermée, une fois le remplissage terminé, par un bouchon fileté 8.
La paroi 3 forme, à l'extrémité opposée au fond 4, une bride 9. A cette bride est assujettie, au moyen de boulons 9a, un manchon 10 présentant une ouver ture<B>11</B> circulaire, coaxiale au cylindre 2, et pourvue d'une gorge 13 parallèle à l'axe du cylindre. Une tige 12, fixée par une de ses extrémités au piston 5 s'étend à travers l'ouverture 11, son autre extrémité 15 présentant un filetage 16.
Une clavette 14, logée dans une rainure adéquate pratiquée dans la tige 12, est engagée dans la gorge 13 de façon à guider la tige 12, en la maintenant dans une orientation conve nable, lorsque le piston 5 se meut dans le cylindre 2. Le filetage 16 sert à assujettir un anneau moleté 17 à la tige 12, anneau dans lequel :est monté un poin- çon 18.
Pour maintenir le piston 5 dans une position telle, à l'intérieur du cylindre 2, que le coussin liquide 1 remplisse constamment tout l'espace libre compris entre le piston 5, la paroi 3 et le fond 4, un ressort 33 est intercalé entre le manchon 10 et le piston 5.
La paroi 3 présente un bossage 19 dans lequel est pratiqué un logement cylindrique 20 dont l'axe est perpendiculaire à l'axe du cylindre 2 et dont le fond est percé d'une ouverture 21. Une douille 22 est engagée à friction dans le logement 20. Elle présente une ouverture 23 qui se trouve dans le prolongement de l'ouverture 21, de façon qu'un barreau cylindrique 25, constituant une extrémité d'un organe mobile 24 engagé dans la douille 22, puisse traverser l'ouver ture (21, 23) et qu'une de ses extrémités 26 s'étende à l'intérieur du cylindre 2, dans le coussin liquide 1.
L'organe 24 comprend en outre une tête 27 capable de s'enfoncer à l'intérieur de la douille 22 contre l'action d'un ressort 28 qui appuie, d'une part, contre le fond de la douille 22, et, d'autre part, contre un épaulement de l'organe 24. Une garniture 29, dis posée entre la douille 22 et le barreau 25, assure l'étanchéité du cylindre en empêchant le liquide du coussin 1 de s'écouler par l'ouverture (21, 23).
Un support 30, solidaire du cylindre 2, porte un axe 31 sur lequel sont montées une came 32, coopé rant avec la tête 27 et une poulie 32a capable d'en traîner la came 32 en rotation autour de l'axe 31.
Pour comprendre le fonctionnement des organes décrits ci-dessus, il convient de remarquer encore que le cylindre 2 est fixé par des boulons 34 au bloc mobile 35 d'une étampe montée sur la presse, qui peut être une presse dans laquelle le dispositif mo teur actionne le bloc 35 par des moyens mécaniques ou hydrauliques.
Ce cylindre 2 est fixé au bloc 35 de façon que l'axe de la tige 12 soit parallèle à la direction dans laquelle la presse déplace le bloc 35, de sorte qu'au moment où le poinçon 18 arrive en contact avec la pièce à étamper, placée sur une ma trice elle-même solidaire de l'élément fixe de la presse, la force engendrée par le dispositif moteur de la presse se transmet du bloc 35 au piston 5 par l'intermédiaire du coussin liquide 1.
Un moteur électrique auxiliaire (non représenté), placé par exemple sur un socle solidaire du bloc 35 ou de la table de la presse, entraîne la poulie 32a et l'axe 31 par l'intermédiaire d'une courroie (non re présentée).
La came 32, en tournant autour de cet axe, pousse à chaque tour l'organe 24 contre l'action du ressort 28, et le barreau 25 coulisse dans les ouvertures (21, 23) et pénètre dans l'espace occupé par le coussin liquide, puis en ressort sous l'action du ressort 28, qui maintient la tête 27 en contact avec la came 32.
Le volume du liquide contenu dans la chambre fermée, constituée par le cylindre 2 et le piston 5, peut être choisi aussi petit qu'on le désire. Ses varia tions dues à la compressibilité du liquide peuvent donc être rendues négligeables. Il s'ensuit que le piston 5 se déplace à l'intérieur du cylindre 2 d'une quantité égale au volume de la partie du barreau 25 qui pénètre dans ladite chambre toutes les fois que la came 32 pousse l'organe 24 contre l'action du res sort 28.
Chaque fois que le barreau 25 se retire en revanche de ladite chambre sous l'action du ressort 28, le ressort 33 fait remonter le piston 5 et pro voque une diminution correspondante du volume de cette chambre. Ainsi, la rotation de la came 32 pro voque un mouvement de va-et-vient du barreau 25 dans le coussin liquide 1, mouvement qui engendre des oscillations correspondantes du piston 5 dans le cylindre 2. La course du piston 5 dans le cylindre 2 est, avec la course du barreau 25, dans un rapport égal au rapport des sections droites de ces deux organes.
Ce rapport peut facilement être choisi de un à mille, ce qui correspond à un rapport des diamètres de 1 à 31,6. Ainsi, pour une course de dix milli mètres environ du barreau 25, la course du piston 5 dans le cylindre 2 peut être de un centième de milli- mètre.
Lors d'une opération de frappe, les différents organes décrits ci-dessus fonctionnent de la façon suivante Au début de l'opération, le bloc 35, entraîné par le dispositif moteur de la presse, se meut en direc tion de la pièce à étamper. Le poinçon 18, la tige 12 et le piston 5 sont entraînés vers le bas, l'organe 24 restant immobile par rapport au cylindre 2.
Peu avant que le poinçon atteigne la surface de la pièce, un contacteur électrique (non représenté) commandé par la position du bloc 35 s'enclenche et met en marche le moteur d'entraînement de la came 32. L'organe 24 effectue alors un mouvement alter natif et en agissant sur le coussin liquide 1, il im prime au piston 5 un mouvement oscillatoire d'une amplitude de l'ordre de '/w de millimètre, qui se superpose au mouvement de descente communiqué au poinçon 18 par le bloc 35 et le coussin liquide 1.
Ainsi, quand le poinçon arrive en contact avec la pièce, il la martèle à une cadence correspondant à la vitesse de rotation du moteur entraînant la came 32. Cette vitesse est réglée de façon que. la came 32 effectue plusieurs tours pendant que le poinçon est en contact avec la pièce. Au moment où le bloc 35 atteint sa position inférieure correspondant au maxi mum d'enfoncement du poinçon 18, il actionne un second contacteur équipé d'u,n relais temporisé qui provoque l'arrêt du moteur d'entraînement de la came 32 après quelques tours.
D'autre part, le dis positif moteur de la presse et le mécanisme transmet tant la force de ce dispositif au bloc 35 sont réglés de façon que le bloc 35 reste d'ans sa position in férieure durant un certain temps, avant de remonter dans sa position initiale, afin que la came 32 effec tue encore plusieurs tours pendant que le bloc 35 est dans sa position inférieure.
Ainsi, au lieu de former le relief de la pièce à étamper en une fois à l'aide d'une seule frappe, qui, même si elle est effectuée avec une force très grande, peut ne pas donner des résultats satisfaisants, la presse décrite exécute une série de frappes se suc cédant très rapidement,
ce qui donne de très bons résultats même si chacune de ces frappes est effec tuée avec une force dont le maximum est loin d'at teindre les valeurs utilisées dans le cas où l'on effec tue une seule frappe.
La presse décrite ci-dessus permet d'étamper fa cilement des pièces dont le relief est très prononcé et qui, en même temps; sont minces et délicates. Grâce au martelage rapide que subit la pièce durant la frappe, il est possible de réaliser des pièces dont la surface ne présente aucun défaut.
C'est ainsi qu'il est possible d'étamper des cadrans de montres avec signes horaires en haut relief et aux contours très nets et réguliers.
La fréquence des oscillations du barreau 25 peut facilement atteindre environ 40 par seconde. Dans une variante, les dimensions et l'amplitude du mouve ment de ce barreau peuvent être choisies de telle façon que l'amplitude des mouvements vibratoires de la tige 12 atteigne jusqu'à 1 ou 2 dixièmes de milli- mètre.
Dans une autre variante encore, l'ouverture 21 qui livre passage au barreau 25 pourrait être pra tiquée au ras du fond du cylindre 2 et une gorge de dimensions correspondantes à celles de ce barreau pourrait être pratiquée dans la face supérieure du piston 5, de sorte que ce dernier pourrait être placé tout près du fond du cylindre 2, le volume du cous sin liquide étant réduit à une valeur minimum. Dans ce cas,
pour éviter les conséquences gênantes d'un échauffement éventuel du liquide du coussin 1, on pourrait encore monter une vis micrométrique dans la paroi du cylindre 2, afin de permettre une com pensation des variations de volume du coussin liquide dues à un échauffement progressif pendant l'étam- page, par le réglage de cette vis.
Outre les cadrans de montres, une telle presse permet également d'étamper sans difficulté par exem ple des médailles. De plus, de telles presses peuvent être utilisées pour l'étampage de caractères de ma- chine à écrire ou de pièces de bijouterie telles par exemple que des pièces de monnaie présentant un logement destiné à recevoir un mouvement de montre.