Brevet FR2051730A1 — publié le 19710409

La présente invention concerne un procédé de raidissage ou de renforcement de tôles métalliques planes par travail de la matière en cours de fabricationi par exemple de panneaux de recouvrement démontables à utiliser dans des installations de ventilation, de manière à obtenir ainsi le long des bords latéraux de la tôle des surfaces sensiblement planes et aptes à assurer l'étanchéité. L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en pratique du procédé qui comprend un outil d'emboutissage comportant une partie inférieure (matrice) et une partie supérieure (poinçon) applicable contre la partie inférieure. La plupart des appareils de conditionnement d'air intervenant dans les installations de ventilation sont munis de panneaux de couverture ou couvercles démontables qui permettent d'effectuer d'une manière simple l'entretien et l'inspection d'au moins certaines des parties individuelles de l'appareil, par exemple la partie de filtrage, la partie d'humidification et la partie de ventilation. Comme dans la plupart des constructions en tôles métalliques, l'évolution des appareils de conditionnement d'air a conduit à utiliser des tôles d'épaisseurs de plus en plus réduites de manière à diminuer le poids total des appareils et la consommation de matière.Une autre raison de la réduction du poids a été entre autres de permettre le montage et le démontage des couvercles, qui ont souvent un dimensionnement important, de préférence par un seul ouvrier, même dans des positions inconfortables, par exemple lorsque l'espace est limité ou bien lorsque le travail doit être exécute a' proximité du toit. L'utilisation de tôles minces, en particulier pour des panneaux derecouvrement démontables, a cependant introduit des difficultés croissantes en ce qui concerne l'obtention d'une construction stable et robuste qui présente une rigidité suffisante pour résister aux contraintes auxquelles sont soumis en pratique des appareils de conditionnement d'air. Pour renforcer les panneaux de recouvrement, des essais ont été faits pour les munir de rainures qui sont formées par emboutissage de la tole métallique et qui s'étendent sur toute la surface de la tale. Les panneaux de recouvrement doivent cependant présenter une très bonne étanchéité le long de leurs bords appliqués contre des parois correspondantes délimitant l'ouverture à obturer dans l'appareil.Cet impératif complique l'utilisation de telles rainures du fait que, du point de vue de l'étanchéité, les bords des panneaux doivent être sensiblement plans de sorte qu'on doit assurer l'étanchéité nécessaire à l'aide de-garnitures ou joints élastiques, par exemple des bandes de caoutchouc. Lorsqu'on a essayé d'aplatir les rainures de manière à les transformer en une surface intégralement plane dans une zône adjacente à la lisière du couvercle, les surfaces résultantes obtenues dans la tôle se sont avérées instables, du fait de la génération de tensions internes incon trôlables imputables à une déformation élastique résiduelle. Pour exécuter une telle opération d'aplatissement des rainures aux dimensions nécessaires pour assurer le raidissage du type précité, on doit utiliser des machines d'emboutissage très puissantes et très coûteuses, par exemple du type hydraulique. Une autre solution pour raidir suffisamment les panneaux de recouvrement consisterait, comme cela est classique dans le cas de portes d'armoires en tôles métalliques, à munir les surfaces des dits panneaux de profilés additionnels. Cependant cela augmenterait sensiblement le poids des panneaux et ne permettrait par conséquent pas de résoudre le problème précité. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés plus haut et elle est-caractérisé en ce qu'en premier lieu la surface plane est munie à l'aide d'outils connus de plusieurs rainures parallèles formant des parties en creux et en saillie qui se rejoignent directement, qui ont une section transversale en forme de U, et qui s'étendent entre deux bords latéraux opposés de la tôle et en ce qu'ensuite la tôle est aplatie le long des bords latéraux de manière que la matière de la tôle correspondant aux parois verticales des rainures, perpendiculaires à la surface initiale de la tôle, soit comprimée dans cette opération afin de former des pli orientés dans le prolongement des parois latérales verticales des rainures non déformées de la partie centrale de la tôle, la section droite des plis ayant la forme d'un Z aplati.L'invention est basée sur le fait qu'il est possible, par le procédé de mise en oeuvre précité, d'utiliser de façon contrôlable l'excès de matière situé dans la zone de transition des rainures pour former une partie plane de la tôle adjacente aux bords du couvercle, sans provoquer de- déformations élastiques résiduelles et génératrices de contraintes dans la tôle. Du point de vue de la fabrication, le procédé suivant l'invention procure l'avantage économique important de permettre d'utiliser des machines d'emboutissage classiques et simples, par exemple des presses de poinçonnage. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en pratique du procédé, comprenant un outil d'emboutissage comportant une partie inférieure (matrice) et une partie supérieure (poinçon) applicables contre la partie inférieure. Le dispositif est caractérisé en ce que la partie inférieure de l'outil d'emboutissage est formée par une matrice plane munie d'une saillie correspondant à la largeur de chaque rainure et s'étendant jusque dans la zone où doit s'effectuer l'opération d'aplatissement par le poinçon, la partie supérieure (poinçon) de l'outil d'emboutissage étant munie d'un évidement correspondant à la saillie de la partie inférieure (matrice), ainsi que de deux supports élastiques de tôle, situés respectivement de chaque côté de l'évidement et s'étendant sur toute la surface du poinçon, c'est-à-dire également dans la zône de la matrice où doit s'effectuer l'opération d'aplatissement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La Fig. 1 représente une tôle métallique qui a commencé à être mise en oeuvre suivant le procédé de l'invention en ce que la tôle a été pourvue de plusieurs rainures parallèles s'étendant entre deux bords latéraux opposés de cette tôle, La Fig. 2 représente la tôle métallique dans une phase ultérieure où les bords latéraux ont été aplatis La Fig. 3 est une coupe, faite suivant la ligne III-III de la Fig. 4, d'un outil d'emboutissage pour la mise en pratique du procédé de l'invention, La Fig. 4 est une vue latérale, partiellement en coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3, de l'outil d'emboutissage, La Fig. 5 représente la partie inférieure de l'outil d'emboutissage, vue à partir de la ligne V-V de la Fig. 4. Les Fig. I et 2 représentent une tôle métallique pendant deux phases différentes de l'opération de raidissage suivant l'invention *la tôle étant désignée par 1. Sur la Fig. 1, la tôle a été pourvue par des outils de types connus de plusieurs rainures parallèles 2 formant des creux 2a et des saillies 2b qui se rejoignent directement, qui présentent une section droite en forme de U et qui s'étendent entre deux bords latéraux opposés la et lb de la tôle. Sur la Fig. 2, la tôle a été aplatie le long des bords latéraux la et lb. La matière de la tôle correspondant aux parois latérales verticales 2c et 2d des rainures 2, perpendiculaires à la surface initiale de la tôle, a été aplatie par compression de façon à former des plis 3, 4, 5 et 6 sur les bords latéraux la et lb.Ces plis s'étendent dans le prolongement de chacune des parois latérales verticales 2c et 2d des rainures non déformées 2 de la partie centrale de la tôle 1. La section droite des plis (visibles en 3a et 4a) formés par aplatissement des parois latérales verticales correspond à un Z aplati. Le procédé de mise en oeuvre décrit plus haut permet d'utiliser d'une manière contrôlable l'excès de matière situé dans la zone de transition des rainures 2 pour former une partie plane adjacente aux bords latéraux opposés la et Lb de la tôle sans provoquer d'allongement ou de déplacement du bord de la tôle et sans produire des déformations élastiques résiduelles et génératrices de contraintes dans la matière de la tôle.Les surfaces 7 et 8 produites le long des bords latéraux la et lb de la tôle par l'aplatissement, essentiellement planes et aptes à assurer l'étanchéité, ont été amenées, lors de l'opération d'aplatissement, en colncidence avec le plan 9 défini par les surfaces des creux 2a qui correspondent à la surface initiale de la tôle. Cette mesure, outre qu'elle donne à la surface de la tôle un aspect esthétique, procure également l'avantage d'éviter la mise en place de gouttières collectrices d'eau lorsque la tôle est utilisée comme un panneau de recouvrement monté horizontalement dans une toiture. Pour augmenter additionnellement la résistance à la flexion de la tôle finale, les deux bords latéraux opposés aplatis de la tôle peuvent être cintrés dans une phase séparée. Un tel cintrage des bords latéraux la et lb a été représenté par des lignes en tirets sur la Fig. 2.Sur les Fig. 3, 4 et 5, on a représenté un outil d'emboutissage 10 pour aplatir les bords latéraux la et lb de la tôle 1 suivant le procédé décrit plus haut. Cet outil d'emboutissage 10 comprend une partie inférieure 10a et une partie supérieure 10b applicable contre la première partie. La partie inférieure de l'outil d'emboutissage est une matrice plane 11 munie d'une saillie 12 correspondant à la largeur de chacune des saillies 2b (Fig.l) des rainures et s'étendant jusque dans la zone 11a où doit s'effectuer l'opération d'aplatissement. La partie supérieure lOb de l'outil d'emboutissage, qui sera appelée dans la suite le poinçon, comprend un évidement 13 correspondant à la saillie 12 de la matrice 1 et deux supports élastiques 14 et 15 placés de chaque côté de l'évidement.L'élasticité des supports de tôle est obtenue à l'aide de ressorts 16 en forme de coupelles Les supports s'étendent sur toute la longueur du poinçon lOb, c9estBà dire également dans la zone ila de la matrice où doit s'effectuer l'aplatissement. La saillie 12 de la matrice est munie à son extrémité avant 12a, placée dans une position adjacente à la zone d'aplatissement lia, d'un bord 17 orienté d'un angle de 450 par rapport à la surface de la matrice. Cette extrémité avant 12a de la saillie de matrice située dans une zone adjacente 2 la zone d'aplatissement a un profil incliné et elle comporte des chanfreins 18 et 19 faisant un angle de 150 avec la direction longitudinale de la saillie située sur les deux bords latéraux 12b, 12c et 12 d. On a décrit à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation se rapportant seulement au raidissage de tôles métalliques planes utilisées comme panneaux de recouvrement. L'invention est cependant applicable également au raidissage de tôles intervenant dans des constructions autres que des couvercles et elle est susceptible de nombreuses variations accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de raidissage de tôles métalliques planes par déformation de la matière en cours de fabrication, par exemple de couvercles ou de panneaux de recouvrement démontables à utiliser dans des installations de ventilation, de manière à obtenir ainsi le long des bords latéraux de la tôle des surfaces sensiblement planes et aptes à assurer l'étanchéité, caractérisé en ce qu'en premier lieu la surface plane est munie à l'aide d'outils connus de plusieurs rainures parallèles formant des parties en creux et en saillie qui se rejoignent directement, qui ont une section transversale en formedeUet et qui s'étendent entre deux bords latéraux opposés de la tôle et en ce qu'ensuite la tôle est aplatie le long des bords latéraux de manière que la matière de la tôle correspondant aux parois verticales des rainures, perpendiculaires à la surface initiale de la tôle, soit comprimée dans cette opération afin de former des plis orientés dans le prolongement des parois latérales verticales des rainures non déformées de la partie centrale de la tôle, la section droite des plis ayant la forme d'un Z aplati. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces obtenues par aplatissement et qui sont sensiblement planes et aptes à assurer une étanchéité, sont amenées par compression en coïncidence, le long de leurs bords latéraux, avec le plan contenant les surfaces des creux et des saillies et correspondant à la surface initiale de la tôle. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins les deux bords latéraux opposés et aplatis de la tôle sont cintrés dans une phase séparée, ce cintrage augmentant, en combinaison avec l'aplatissement exécuté dans une phase précédente, la résistance à la flexion de la tôle finale. 4. Dispositif pour la mise en pratique du procédé suivant la revendication 1, comprenant un outil d'emboutissage comportant une partie inférieure (matrice) et une partie supérieure (poinçon) applicable contre la partie inférieure, caractérisé en ce que la partie inférieure de l'outil d'emboutissage est formé par une matrice plane munie d'une saillie correspondant à la largeur de chaque rainure et s'étendant jusqué dans la zone où doit s'effectuer l'opération d'aplatissement par le poinçon et en ce que la partie supérieure (poinçon) de l'outil d'emboutissage est munie d'un évidement correspondant à la saillie de la partie inférieure (matrice) ainsi que de deux supports élastiques de tôle, situés respectivement de chaque côté de l'évidement et s'étendant sur toute la surface du poinçon, c'est à dire également dans la zone de la matrice où doit s'effectuer l'opération d'aplatissement. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la saillie de la matrice prévue à son extrémité avant et adjacente à la zone d'aplatissement est munie d'un bord incliné de préférence de 450 par rapport à la surface plane de la matrice. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la saillie de la matrice située à son ext~ré- mité avant et adjacente à la zone d'aplatissement est pourvue de deux chanfreins orientés de préférence de 150 par rapport à la direction longitudinale de la saillie et situés sur les deux bords latéraux de celle-ci.