Brevet FR2096774A1 — publié le 19720225

La présente invention concerne un dispositif pour la fabrication de corps creux de révolution, de préférence, de corps tubulaires, dont la paroi cylindrique est ondulée par déformation, dans lequel le corps creux est entouré par plusieurs cou-5 ronnes d'outils juxtaposées et comportant chacune plusieurs poinçona profilés, qui, pendant leur course de travail, agissent par leur face d*attaque sur ia paroi cylindrique et y forment des ondulatiçns par déplacement de matière. On connaît déjà des dispositifs de ce type qui permettent 10 de fabriquer des corps tubulaires à paroi cylindrique ondulée. Dans les corps tubulaires ainsi fabriqués, la forme du profil et l'épaisseur de la paroi restent constantes sur toute la longueur du tube. Ces tubes ondulés possèdent donc une résistance à l'écrasement déterminée. 15 ' Etant donné que dans la construction automobile, pour des raisons de sécurité, il est prévu des zones plissées devant les parties à protéger particulièrement et que les colonnes longitudinales doivent présenter des zones susceptibles de so&éformer sous l'action d'une sollicitation qui s'exerce dans le sens de 20 leur axe longitudinal, les tubes ondulés connus ne sont pas utilisables pour réaliser une construction présentant une sécurité optimale, car ils fléchissent dans le milieu entre les points de fixation, ce qui a des répercussions extrêmement fâcheuses sur leur résistance à l'écrasement. 25 l'invention a pour objet de fournir un dispositif permet tant de fabriquer en une même opération des corps creux de révolution, de préférence, des tubes présentant des zones de différentes résistances à l'écrasement. - A cet effet, le dispositif selon l'invention comporte au 30 moins une rampe disposée coaxialement au corps creux et qui, lors d'un mouvement relatif-entre elle et les couronnes d'outils, coopère avec les poinçons profilés, la rampe et les dits poinçons étant conformés de telle façon qu'il en résulte la-formation de zones présentant différentes résistances à l'écra-35 sement et que, dans celles de forte résistance à l'écrasement, la rampe déplace à la fois deux poinçons vers la paroi à déformer mais avec un léger décalage dans leurs iBouvements. l'invention concerne aussi un corps creux de révolution, de préférence, un corps tubulaire, dont la paroi cylindrique 43 est ondulée par déformation, qui est en particulier fabriqué ÇQPY 71 20274 2 2096774 avec le dispositif ci-dessus et caractérisé en ce qu'il présente des zones de différentes résistances à l'écrasement. Dans une forme d'exécution particulièrement simple du dispositif selon l'invention, la rampe fait partie d'une bague de 5 commande. Quand deux poinçons au moins sont actionnés à la fois par la rampe de la bague de commande, l'un précédant légèrement l'autre, lorsque le second attaque, avec un peu de retard sur le premier, la paroi du corps creux, l'écoulement de la matière 10 vers la zone de travail du premier poinçon est interrompu. En conséquence, la quantité de matière nécessaire à former l'ondulation est tirée de l'épaisseur de la paroi, Il en résulte un éerouissage qui a pour effet d'augmenter la résistance à 1' écrasement dans cette zone. 15 Les zones de moindre résistance à 1 * écrasement sont obte nues par 1'actionnement d'un seul poinçon à la fois ou plus précisément d'une seule couronne de poinçons commandée par la rampe de la bague de commande. Pour augmenter la différence de résistance à l'écrasement 20 entre les diverses zones, on peut agir sur la course des poinçons profilés et, de ce fait, sur la profondeur des ondulations formées sur la paroi cylindrique des tubes. On peut aussi donner diverses formes aux faces de travail des poinçons de couronnes voisines ou de groupes de couronnes voisins. 25 De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif ; Figure 1 est une vue en plan et partiellement en coupe d' 30 une forme d'exécution du dispositif selon l'invention ; Figure 2 est une vue en coupe suivant II - II, de figure \ ; Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de. la bague de commande et de deux rangées de poinçons disposées face à face, dans lesquelles les corps de poinçons s'emboîtent l'un dans 1' 35 autre en gradins pour réaliser des zones de grande résistance à 1'écrasement ; Figure 4 est une vue en coupe longitudinale, d'une autre forme d'exécution, dans laquelle des poinçons voisins sont accouplés les uns aux autres par des organes d'entraînement ; 40 Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une autre 71 20274 3 2096774 forme d'exécution, dans laquelle la bague de commande présente, pour réaliser des zones de résistance différente, deux rampes différentes subordonnées à -une rangée de poinçons ; Figure 5 est une vue de face suivant la flèche VI de 5 figure 5 ; Figure 7 est une vue de face suivant la flèche VII de figure 5« Le tube à profiler 1 est enfilé sur un mandrin 2 dont la face cylindrique extérieure présente des ondulations dont le 10 profil correspond à celui des ondulations désirées sur la face cylindrique interne du tube. Le mandrin 2 est du type à expansion, de sorte qu'il peut être rétracté radialement, permettant ainsi de retirer le tube du dispositif une fois le travail effectué. 15 Le tube 1_ est entouré d'une carcasse 4 dans laquelle se déplacent radialement des poinçons qui, comme le montre la figure 2, sont répartis uniformément autour de la paroi cylindrique du tube et présentent des faces de travail 6, dont le bord avant a la forme d'un arc qui correspond à une partie de la 20 courbe fermée qui définit la section du tube. Dans cette forme d'exécution, il est prévu pour chaque ondulation huit poinçons 5 qui s'étendent dans un même plan transversal à l'axe 2 du tube et forment une couronne. Il est prévu une pluralité de ces couronnes qui sont disposées côte à 25 côte le long de l'axe 7 du tube. Cette disposition est visible à la figure 1. Les faces de travail 6 des poinçons 5 juxtaposés sont conformées de telle façon qu'après la course de travail de tous les poinçons, la paroi cylindrique du tube 1^ est ondulée (figure 1). 30 Par le choix de la forme des faces de travail 6 des poin çons J? on peut modifier le profil des ondiîatiohs, soit d'une ondulation à l'autre, soit d'une zone à l'autre. La course de travail des poinçons Jést déterminée par une bague de commande 8, disposée concentriquement à l'axe 2 tube 35 et déplaçable le long de cet axe. Dans la construction représentée à la figure 1, la course de travail de la bague 8 a pour sens celui indiqué par la flèche La rampe conique 10 de la bague coopère avec l'extrémité extérieure 11_ de chaque poiaçôa. Chaque poinçon £ présente une ouverture 12 traversée par 40 une tige 13 commune à .toute une rangée axiale de poinçons. Cette 71 20274 4 2096774 tige 1£ présente une double inflexion 14 qui correspond à un décalage égal à la course radiale des poinçons» Dans la forme d'exécution représentée, chaque tige 1*> est liée mécaniquement à la bague de commande 8. La double inflexion 14 se trouve en 5 aval de la rampe 10 de la bague 8 dans le sens de travail de ladite bague. Lorsque la tige 13 et la bague 8 sont ramenées ensembles à leur position de départ, les poinçons sont déplacés vers l'extérieur par l'action de la double inflexion 14 sur le bord extérieur des ouvertures 12 et dégagés des ondulations 10 du tube 1_. Il est tout d'abord possible, par une forme appropriée de la rampe conique de la bague, d'agir sur la course de travail des poinçons et, de ce fait, sur la. profondeur des ondulations formées sur le tube. 15 II est possible en outre de réaliser sur le tube des zones ayant des résistances différentes à l'écrasement en provoquant un phénomène d'écrouissage dans les zones où la résistance doit être plus grande et ce, pendant la formation des ondulations. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, on 20 obtient une zone de plus grande résistance à l'écrasement par des poinçons 16, 1£, 18, 12 qui s'emboîtent les uns dans les autres par leur corps en forme de gradins. La projection de la rampe 10 sur l'axe de la bague 8 est indiquée par a. Cette projection est égale à l'épaisseur b de la partie des poinçons 25 16 à 12 tournée vers le tube _1. La partie de ces poinçons qui est tournée vers la rampe 10 a une épaisseur inférieure à a. Cette épaisseur peut être égale à par exemple. Grâce à la géométrie des poinçons 16 à 12, la rampe 10 de la bague de commande 8 actionne à la fois deux poinçons suc-30 cessifs de chaque rangée axiale, avec toutefois un certain décalage dans le temps. Lorsqu'à la figure 3 la bague 8 se déplace vers la gauche, elle actionne tout d'abord le poinçon 16 dont la face de travail commence à former une ondulation. Pendant la formation de cette 35 ondulation et, de ce fait, pendant le déplacement radial du poinçon 16, le poinçon 1£ se déplace lui avisa, vers le tube 1_. L'action de la face de travail du poinçon 1£ sur la paroi du tube a pour effet d'interrompre l'écoulement de la matière du tube vers la zone déformée par la face de travail du poinçon 40 16, de sorte qu'il se produit un phémomène d'écrouissage. Avant 71 20274 5 2096774 que le poinçon 12 ait terminé son travail de déformation, le poinçon 18 arrive en contact avec la paroi du tube 1_, de sorte qu'il se produit de nouveau un phénomène d*écrouissage. Cet écrouissage s'étend donc sur toute la zone des ondula-5 tions formées par les poinçons 16 à 19 et donne à cette zone une plus grande résistance à l'écrasement. En raison de la forme même de l'emboîtement des poinçons 16 à 12, il se produit, à la fin de la zone de grande résistance à l'écrasement, uae rainure 20 ouverte vers la rampe 10, de sorte 10 que le passage de la rampe sur cette rainure ne produit aucun déplacement radial du poinçon. Les poinçons 21, 22 de la zone suivante présentent sur toute leur longueur une épaisseur b qui est égale à la projection a de la rampe 10 sur l'axe de la bague 8. Les poinçons 21, 22 15 sont donc déplacés radialement l'un après l'autre. Le travail de déformation du poinçon 22 ne commence donc que lorsque celui du poinçon 21_ est terminé. Il ne se produit donc pas d'écrouissage et l'on obtient une zone de moindre résistance à l'écrasement. 20 Dans le dispositif représenté à la figure 4, les poinçons d'une même rangée axiale sont accouplés les uns aux autres par des ergots d'entraînement 2g. Chaque ergot 23 pénètre dans un évidement 24 ou 25 du poinçon suivant. Dans la zone e, les ergots d'entraînement 23 et le ^évidements 24 gont conformés de telle 25 façon qu'il en résulte entre deux poinçons successifs 26 une course à vide c qui est inférieure à la course h de chaque poinçon, course déterminée par la rampe 10 de la bague 8. Il en résulte que la rampe 10 de la bague 8 déplace radialement à la fois deux poinçons successifs, le premier attaqué par la rampe 30 atteignant toutefois la paroi du tube avec une légère avance sur l'autre. On obtient donc dans la zone e un effet d*écrouissage qui donne à ladite zone une plus grande résistance à l'écrasement Dans la zone f, les évidements 2£ des poinçons 22 sont conformés de telle façon que la course à vide de l'ergot 2£ est 35 égale à la course h des poinçons. Les poinçons sont donc déplacés radialement l'un après l'autre par la rampe 10, de sorte qu'un poinçon ne commence sa course de travail que lorsque l'autre a terminé 3a sienne. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 5 à 7, la 40 bague 28 présente deux rampes différentes 2£ et 30 71 20274 6 2096774 est subordonnée à une rangée de poinçons. La projection de la rampe 29 sur l'axe de la bague est égale à a^* tandis que celle de la rampe 250 est égale à a£j Dans la zone des poinçons prévus pour obtenir une zone. 5 de plus grande résistance à l'écrasement, le déplacement radial des poinçons est assuré par la rampe 2£. L'épaisseur b des poinçons j51. est inférieure à a^. Il en résulte que la rampe 2£ déplace radialement à la fois plusieurs poinçons successifs, toutefois avec un léger décalage dans le temps. La rampe 2£ 10 coopère avec la face ^2 des poinçons *>1, qui est représentée à la figure 6. Pour que la rampe 30, dans la zone des poinçons $1 ne touche pas ces derniers, ceux-ci sont munis de découpures 33% dans lesquels passent les parties de la bague 28 qui forment la rampe 30» 15 On peut voir à la figure 5 qu'à chaque rangée axiale de poinçons sont subordonnées une rampe 2*) dtdeux rampes 30. La rampe 30 provoque un déplacement radial des poinçons de la zone suivante. L'épaisseur de ces poinçons est égale à la projection a2 £e la rampe j50 sur l'axe de la bague® Les 20 poinçons sont-cfonc déplacés l'un après l'autre en direction du tube 1m 3j/se produit donc pas d'écrouissage lorsque ces poinçons forment des ondulations sur le tube. A la figure 5, les rampes 2^ et j50 ne forment qu'une seule pièce avec la bague de commande 28. Mais on peut aussi prévoir 25 ces rampes sur des pièces interchangeables fixées sur ladite bague. 28. Les rampes sont représentées comme étant des faces planes. Mais il est également possible de leur donner une autre figure géométrique pour modifier le déplacement des poinçons. 30 Pour maintenir à une valeur aussi réduite que possible la pression par unité de surface entre les rampes de la bague de commande et les poinçons, il est avantageux de prévoir entre les rampes et les poinçons un contact superficiel plutôt que linéaire. 71 20274 7 2096774 REVENDICATIONS 1. - Dispositif pour la fabrication de corps creux de révolution de préférence, de tubes, avec une paroi cylindrique ondulée par déformation, dans lequel le corps creux est entouré 5 par plusieurs couronnes d'outils juxtaposés et comportant chacune plusieurs poinçons profilés qui, pendant leur course de travail, agissent par leur face d'attaque sur la paroi cylindrique du corps creux et y forment des ondulations par déplacement de matière, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une rampe 10 disposée coaxialement au corps creux et qui, lors d'un mouvement entre elle et les couronnes d'outils, coopère avec les poinçons profilés, la rampe et les dits poinçons étant conformés de telle façon, qu'il en résulte la formation de zones présentant des résistances différentes à l'écrasement et que, dans celle de 15 forte résistance à l'écrasement, la rampe déplace à la fois au moins deux poinçons vers la paroi à déformer, mais avec un léger décalage dans leurs mouvements. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rampes font partie d'une bague de commande. 20 3. - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caracté risé eh ce que, dans les zones de faible résistance à l'écrasement, la projection de la rampe sur l'axe de la bague est égale à l'épaisseur des poinçons, tandis que dans les zones de grande résistance à l'écrasement, l'épaisseur des parties des poinçons 25 tournées vers la rampe est inférieure à la projection de la rampe sur l'axe et que les parties des dits poinçons tournées vers le tube ont une épaisseur égale à la projection. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans les zones de grande résistance à l'écrasement, les 30 corps des poinçons s'emboîtent l'un dans l'autre à la façon de gradins et en ce qu'au point de transition entre la zone de grande résistance et celle de moindre résistance, le dernier poinçon forme, par sa double inflexion, une rainure ouverte vers la rampe. 35 5» - Dispositif selon les revendications 1 et 2, carac térisé en ce que chaque poinçon présente un ergot d'entraînement qui pénétre dans un évidement du poinçon suivant et en ce que la course à vide entre deux poinçons successifs est inférieure à la course de travail des poinçons dans les zones de grande 40 résistance à l'écrasement tandis qu'elle est égale à ladite 71 20274 2096774 course de travail dans les zones de moindre résistance à l'écrasement. 6. - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bague de commande présente au moins deux rampes 5 différentes, subordonnées chacune à une rangée de poinçons, dont l'une coopère avec les poinçons de la zone de grande résistance à l'écrasement et dont l'autre coopère avec les poinçons de la zone de moindre résistance à l'écrasement. 7» - Dispositif selon les revendications 1 à 6, caractérisé 10 en ce que des tiges présentant une double inflexion qui correspond à un décalage radial égal à la course de travail des poinçons sont liées mécaniquement à la bague de commande et traversent chacune les ouvertures alignées d'une rangée de poinçons disposés côte à côte le long de l'axe du dispositif. 15 8* - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le sens de travail de la bague de commande, la double inflexion des tiges se trouve en aval de la rampe. 9» - Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les faces de travail de poinçons de cou-20 ronnes voisines ou de groupes de couronnes voisins sont différentes les unes des autres. 10. - Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les poinçons de couronnes voisines ou de groupes de couronnes voisins n'ont pas la même course de travail. 25 11. - Corps creux de révolution ayant une paroi cylindrique ondulée par déformation, fabriqué en particulier au moyen du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il présente des zones de différentes résistances à l'écrasement.