Brevet FR2042401A1 — publié le 19710212

La présente invention est relative à la_fabrica- tion à partir denéfcal'cfarrraK et d'é]éma±s partiellement annulaires. D'une façon classique, des anneaux métalliques sont estampés à partir de tôle métallique et le métal situé à 5 l'intérieur de l'anneau es t. envoyé au rebut. Dans le cas où les anneaux fabriqués ont de grands diamètres internes et que les diamètres externes' ne sont pas beaucoup plus grands , la quantité de métal .perdu-est bien supérieur à-celle utilisée. Etant donné que la valeur du métal envoyé au rebut est très inférieure au prix de la matière' première , le coût total effectif de la fabrication des anneaux par le procédé classique peut , dans de nombreux cas, être bien supérieur au prix de revient de la matière constituant^ l*es anneaux. Pour réduire le prix de revient total de la fabrication d'anneaux ou d'éléments partiellement annulaires , la présente invention cherche à offrir un procédé et une machine pour la fabrication de tels articles à partir de feuillard . Il a toutefois été découvert que quand un anneau est façonné en courbant un feuillard ou une bande de métal'; le bord constituant le bord externe de l'anneau s'étire et devient plus mince. Par conséquent, bien que les surfaces de la matière première à partir de laquelle l'anneau est façonné çuissent être parfaitement parallèles, la section transversale de l'anneau présente une légère conicité.Un autre problème est que- le bord interne d'un' anneau produit en courbant du feuillard â tendance à se plisser au cours de la fabrication. Bien que,dans certaines circonstances , une déformation des anneaux puisse ne pas constituer un désavantage , elle n'est pas acceptable lorsque les anneaux doivent êtrè utilisés en tant que j oints à huile pour - des paliers ou des plateaux d' embrayage , par exemple, ou dans cfautres cas où les surfaces doivent être parallèles dans des tolérances prédéterminées et un j3is-sement du bord interne doit être évité. Suivant la présente invention, par conséquent, on prévoit un anneau métallique ou un élément partiellement annulaire obtenu en enroulant une bande de métal , cette bande ayant été façonnée de manière à compenser la déformation qu'elle subit au cours de l'enroulement. 70 16123 2 2042401 L'invention offre en outre un procédé pour la. production en série d'anneaux ou d'éléments partiellemënfc annulaires, suivant lequel une barfe deméfcal est enroulée en une bobine hélicoïdale étroitement serrée , cette bande recevant une 5 conicité opposée à celle produite par l'opération d'enroulement. " Suivant une caractéristique préférée de l'invention , la Éande est façonnée en lui appliquant une pression alors qu'elle va être enroulée ou au cours de l'étape d'enroulement initiale , la réaction à la 'pression étant offerte par les spires de la 10 bobine déjà enroulées . La bobine ainsi enroulée est découpée suivant une ligne parallèle à l'axe afin de la" diviser en plusieurs anneaux et les extrémités libres de chaque' anneau sont alors soudés ensemble . D'une autre façon, la bobine est découpée suivant plusieurs lignes pour former ainsi des éléments partielle-15 ment annulaires. L'invention offre en outre une machine destinée à être utilisée pour la fabrication d'anneaux ou d'éléments par-• t iellement annulaires, qui comprend des moyens pour enrouler du feuillard et des moyens pour façonner la'bande de métal de ma-20 nière à compenser la déformation de celle-ci produite par l'enroulement. L'invention offre encore une machine comprenant un guide à travers lequel du feuillard peut être fourni , un mandrin autour duquel la bande de métal peut être enroulée sur 25 chant afin de former une bobine hélicoïdale , une matrice sous la forme d'un canal entourant partiellement le mandrin et des moyens destinés à appliquer une pression axialement à une bobine enroulée sur le mandrin afin de repousser la bande de métal dans le canal, une partie au moins de ce dernier étant profilée de ma-30 nière à façonner la bande qui s'y trouve afin de compenser la déformation produite pendant l'enroulement. ■ Une machine préférée suivant l'invention comprend un mandrin et un agencement d'entraînement pour celui-ci, un guide destiné à fournir du feuillard au mandrin suivant une tangente 3 5 à celui-ci, ledit mandrin possédant un épaulement et des moyens pour y fixer le feuillard , et une matrice comportant un canal entourant partiellement le mandrin et offrant une zone d'entrée rectiligne en alignement avec le guide et une zone de calibrage 'fjAD ORIGINAL fe 70 16123 3 2042401 profilée, la matrice et le guide pouvant coulisser axialement par rapport au mandrin, et des moyens destinés à appliquer une pres-s ion élastique au bloc de matrice dans la direction de 1'épaule-ment. 5 B*autres détails et particularités de l'inention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: La figure lést une vue schématique en perspective d'une partie d'une machine destinée à enrouler une bobine é-10 troitement serrée à partir du feuillard , certaines parties du mandrin étant éliminées par brisure afin d'illustrer la matrice. La figure 2 est est une vue en coupe suivant l5 axe du mandrin, ce dernier étant omis dans un but de clarté, il-lustrant la situation après la formation de plusieurs spires. 15 La figure 3 représente le découpage de la bobi ne hélicoïdale pour la séparation des spires. La figure 4 représente une variante d'agencement pour le découpage de la bobine. La figure 5 représente une variante d'agencement 20 de contre-pointe . La figure 6 représente une forme de réalisation d'anneau suivant l'invention. En se référant à la figure 1, une machine destinée à enrouler une bobine hélicoïdale étroitement serrée à par-25 t ir de feuillard, préalablement au découpage et au soudage pour la formation en anneaux distincts ai le découpage en des éléments partiellement annulaires, comprend un banc 1 avec à une extrémité une poupée 2 qui contient le moteur d'entraînement et le système d'engrenage nécessaire pour l'entraînement d'un mandrin 3. Le 33 mandrin 3 traverse un alésage 13 dans une matrice 4 et une plaque de pression 5 portée par une contre-pointe, mais ce mandrin a été éliminé par brisure afin d'illustrer la matrice. Sur le banc et latéralement par rapport à la matrice est monté un guide de bande ou feuillard métallique 7, à l'entrée duquel peut être 35 montée si on le désire une paire de rouleaux de guidage 8. La matrice 4 , la plaque de pression 5 et le guide 7 peuvent coulis- - , . : • ~ s' ser le long du banc suivant la direction de la flèche 9 à 1'encontre "d'un rappel élastique , offert par exemple grâce à un bao original» = 70 16123 4 2042401 agencement illustré schématiquement en 14 et comportant au moins un accumulateur hydraulique. A l'extrémité de poupée du mandrin 3 se trouve un épaulement 10 sur lequel est agencé un dispositif 11 pour la fixation à l'épaulement du bord menant de la .bande à 5 traiter.Le mandrin peut traverser ltépaulement ou être en une pièce avec celui-ci. Le dispositif 11 peut être constitué par exemple par une goupille destinée à être introduite dans une ouverture dans le bord menant de la bande ou 1'épaulement peut présenter une fente dans laquelle l'extrémité de la bande peut être 10 adaptée. • La matice 4 définit -, avec le mandrin:-, un canal ouvert 12. Celui-ci présente une zone d'entrée rectiligne 121 alignée avec le guide et qui, sur une ligne verticale passant par l'axe du mandrin, se raccorde à une zone de régularisation ou 15 de calibrage 122. Cette zone 122 se raccorde à çon tour à une troisième zone 123 qui se poursuit autour du mandrin , en diminuant constamment en profondeur jusqu'à se terminer en un point 124 sur la surface de la matfcice . Dans la zone d'entrée 121, le canal est lêgère-20 ment plus profond que l'épaisseur de la bande à traiter , de telle sorte que la bande traverse librement cette zone sans contact avec les spires enroulées précédemment. La profondeur du canal diminue jusqu'à ce qu'au point où la zone d'égalisation ou de calibrage commence, elle soit pratiquement égale à l'épaisseur de 25 la bande. La section transversale du caral. dans la zone d'égalisation ou de calibrage est profilée de manière à provoquer un écoulement ou fluage du métal de l'intérieur vers 1'extérieur de l'anneau en voie de formation en donnant ainsi à la bande un profil désiré. On obtient ainsi une compensation du rétrécisse-30 ment ou de la conicité produite au cours dod'enroubment. Au début du procédé, la poupée est déplacée vers l'avant au voisinage immédiat de 1'épaulement 10. Le bord menant d'une longueur continue de feuillage S est alors passé à travers les rouleaux £3 et le guide 7 dans la zone d'entrée 121 de la raa-35 trice et fixé à 1'épaulement 10 à l'aide du dispositif 11. La matrice est alors amenée en contact avec 1'épaulement 10 à 1' aide de l'accumulateur hydraulique et l'entraînement rotatif de la machine est mis en route. Le bord menant de la bande, qui 70 16123 5 .2042401 n'est pas à l'origine sous pression dans la zone d'entrée 121, 5 à se trouver soumise à l'effet de la force de compression appliquée à la matrice par l'intermédiaire de la plaque de pression , à partir de l'accumulateur hydraulique..Le profil de la zone d'égalisation ou de calibrage est tel qu'il tende à. donner à la bande un rétrécissement ou une conicité qui compense celle produi 10 . te alors que la bande est enroulée autour du mandrin. La commande de la bande qui a également lieu dans cette zone empêche un plissement du bord interne. Par conséquent, au moment où chaque seg-- ment transversal de la bande quitte la zone 122 , ses surfaces sont parallèles dans des limites prédéterminées. La poursuite 15 de la rotation du mandrin achève la première spire de la bobine qui quitte le canal en 124 de manière à se déplacer sur le nouveau feuillard pénétrant continuellement dans la zone 122. Alors que le nombre de spires augmente , la matrice 4, la plaque de pression 5 et le guide 7 sont écartés de 20 1*épaulement à 1'encontre du rappel hydraulique. La bobine C ainsi formée est serrée sous une compression constante et sert à offrir la réaction à la force appliquée à la plaque de pression et à la matrice. Ainsi, la réaction qui provoque en fait le façonnage de la bande dans la zone 122 est produite par la bobine 25 constituée par les spires enroulées précédemment. La bobine, grâce au contact de friction avec la spire en cours' d'enroulement , transmet l'entraînement à cette s pire et fournit la force tirant la bande dans la machine. Afin d'éviter l'application d'un effort quel-30 conque à la connexion 11, il peut être préférable d'enrouler plusieurs spires avant de mettre la bobine sous compression. L'entraînement de la spire enroulée est par conséquent transmis par friction au cours de tout le façonnage à la spire qui est façonnée dans la zone 122. 35 Lorsqu'une bobine de la longueur désirée a été enroulée , le mandrin est retiré et la bobine est découpée , la méthode la plus simple consistant par exemple à utiliser une scie rotative 15 , comme représenté à là figure 3. La bobine BAD ORJGJNAl. 70 16123 6 2042401 est divisée de la sorte en des anneaux distincts. Les extrémités libres de chaque anneau sont alors soudées l'une' à l'autre pour former mn anneau 16 tel qu'illustré à la figure 6. D'une autre façon, des éléments partiellement annulaires sont façonnés en 5 découpant la bobine suivant deux ou plus de deux lignes, sans soudage. Dans le cas de la machine illustrée â la figure 5, la matrice est semblable à celle représentée à la figure 1, mais le bord esterne radialement du canal 12 est omis. Le bord 10 interne radialement du canal est constitué comme précédemment dans le mandrin. Le cylindre de l'accumulateur hydraulique est situé à l'intérieur de la poupée et la tige de piston pivote sur la contre-pointe en 17.L'agencement du piston et du cylindre est ainsi l'inverse de celui de la figure 1. 15 Comme représenté à la figure 5 , la machine peut également comprendre un agencement de piston et de cylindre 18 destiné à amener un outil 19 à marquer une gorge le long d'une bobine après qu'elle a été complètement enroulée. Chaque spire de la bobine présente ainsi une encoche , de préférence sous 20 la forme d'un triangle équilatéral avec des côtés d'approximativement 0,25 mm; Il est évident que la distance entre les encoches adjacentes est égale à.la circonférence d'un anneau. La bobine peut être relâchée et ensuite découpée à l'endroit des encoches sans danger d'erreur dans la circonférence des anneaux. 25 _ Un dispositif automatique pour le découpage des anneaux est représenté à la figure 4 et il comprend une guillotine à actionnement pneumatique 20 commandée par un circuit logique à fluide qui comprend un détecteur 21 avec un tube de transmission 211 associé à une mâchoire 201 de la guillotine et un tube 30 récepteur 212 associé à l'autre mâchoire 202.Les tubes sont alignés entre eux de telle sorte qu'un jet d'air passant du tube 211 au tube 212 recoupe le plan de coupe de la guillotine. Lorsqu'une banfecfemétal faisant partie d'une bobine enroulée conformément à l'invention se trouve en position dans la guillotine , 35 la transmission du jet d'air est empêchée par le bord de la bande. Lors de l'utilisation , la bande est avancée continuellement Ion— gitudinalement et alors que chaque encoche franchit le détecteur , la guillotine est actionnée. Pour empêcher le fonctionnement de • " BAD ORIGINAL 70 16123 7 2042401 la guillotine lorsque la bande ne se trouve pas dans sa position convenable, une autre paire de détecteurs 22 , identiques au détecteur 20 (à l'exception du fait que les tubes peuvent être perpendiculaires à la bande } , est prévue de part et d'autre du 5 détecteur 20 et dans la position que la bande doit occuper pour un fonctionnement convenable de la guillotine. Le circuit de commande est'- agencé de telle manière que le détecteur 20 peut actionner la guillotine uniquement lorsque les détecteurs 22 sont tous deux bloqués par la bande. ÎO il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. Ainsi, par exemple, on peut traiter des largeurs 15 et des épaisseurs variables de bande et on peut enrouler des bobines de différents diamètres. De même, en utilisant un épaulement 10 conique et une matrice complémentaire, l'invention peut être appliquée à la fabrication d'anneaux bombés.En outre, l'invention peut être utilisée pour façonner un anneau avec une 20 s ection transversale lui permettant d'être utilisé , après une opération de pressage ultérieure, en tant que rotor pour des ensembles cfe transmission hydrauliques. De tels articles doivent également être considérés comme des anneaux.En outre, bien que 1' on préfère que la matrice soit l'élément de la machine qui se 25 déplace axialement, il serait possible de laisser la matrice stationnaire et d'écarter la bobine en cours d'enroulement de cette matrice.Un certain préfaçonnage peut être donné à la bande par les rouleaux 8.A titre de variante pour une pression hydraulique ou pneumatique, la pression d'un ressort peut être utilisée 30 pour appliquer une charge à la bobine. Il doit également être entendu qu'au lieu de compenser exactement la distorsion produite par l'enroulement , la matrice peut être agencée de manière à donner une compensation supérieure ou inférieure afin de produire ainsi un anneau possê-35 dant une section transversale désirée n'ayant pas des surfaces parallèles. BÂD QFUGlH/kU. 70 16123 8 2042401 -REVENDICATIONS 1. Anneau ou élément métallique partiellement annulaire obtenu en enroulant une bande de métal en une bobine étroitement serrée et en découpant la bobine de manière à sépa- 5 rer l'anneau, caractérisé en ce qu'au cours de l'enroulement la bande est façonnée; de manière à compenser la déformation provoquée par cet enroulement. - ' 2. Anneau ou élément partiellement annulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ■le façonnage lO est effectué dans une matrice dans laquelle la spire constituant ledit anneau est repoussé par les' autres spires constituant la bobine. 3. Procédé pour la fabrication à partir de métal d'anneaux et d'éléments partiellement annulaires, carac- 15 térisé en ce qu'il consiste à enrouler une bande de métal sur chant en une bobine hélicoïdale étroitement serrée, â profilér là. bande de manière à compenser la déformation qui se produit au ■ cours de cet enroulement et â découper la bobine hélicoïdale de manière à séparer les spires individuelles. 20 4. Procédé suivant la revendication 3, caracté risé en ce que la bande reçoit un rétrécissement ou une conicité opposée à celle résultant de l'opération d'enroulement , à l'aide d'une pression appliquée à la spire qui est enroulée et grâce à la réaction à cette pression offerte par les spires enroulées 25 précédemment. 5. Machine destinée à la fabrication d'anneaux et éléments partiellement annulaire^ métallique, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour enrouler ùne bande de métal ou un feuillard autour d'un bord de cette bande en une bobine 30 hélicçîdale étroitement serrée, et des moyens pour profiler la bande de manière à compenser la déformation produite au cours de l'enroulement. 6. Machine suivant la revendication 5,caractérisée en ce qu'elle comprend un mandrin , des moyens pour fixer 35 l'extrémité menante d'une bande de métal à ce mandrin otf à des moyens qui lui sont associés, des moyens pour faire tourner le mandrin de manière à enrouler la bande de métal sur celui-ci, ■eme matrice destinée à recevoir une partie d'une spire en cours BÀD ORIGINAL 70 16123 9 2042401 d'enroulement et des moyens pour tasser élastiquement la bobine sur le mandrin afiijâe chasser ladite partie de la spire en cours d'enroulement dans la matrice pour réaliser un profilage de la bande, 5 7.Machine suivant la revendication 6, caracté risée en ce que le mandrin possède un épaulement destiné à rencontrer la face de la première spire enroulée,-la matrice pouvant être écartée de 1'épaulement à 1'encontre d'un rappel élastique . . 30 8.Machine suivant- l'.une. ou l'autre des revendi cations 6 et .7,. caractérisée en ce que la matrice comprend un canal encerclant partiellement le mandrin, ce canal possédant une zone d'entrée rectiligne tangente au mandrin, ladite zone d'entrée menant à une zone de calibrage profilée. 15 9.Machine suivant la revendication 7, caractéri sée en ce que la bande peut être fixée à 1'épaulement. 10.Machine suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'un accumulateur hydraulique est utilisé pour fournir le rappel élastique. 20 11.Machine suivant la revendication 8, caracté risée en ce qu'un guide de bande est aligné avec la zone d'entrée. 12.Machine suivant l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisée en ce qu'un dispositif pour entailler une gorge dans la .bobine enroulée est prévu. 25 13.Appareil comportant une machine suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une guillotine et des moyens pour détecter une encoche dans le bord de la bande et agissant lors de la détection de cette encoche de manière à faire fonctionner la guillotine 30 14.Appareil suivant la revendication 13, carac térise en ce qu'il comprend en outre une paire de détecteurs a-gissant de manière à immobiliser le premier détecteur précité s'ils ne détectent pas tous les deux la bande. 15.Anneaux ou éléments analogues, obtenus à 35 l'aide d'une machine ou avec un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.