Brevet FR2055776A1 — publié le 19710430

La présente invention concerne un procédé de fabrication de gorge dans des pièces métalliques de révolution. Elle concerne plus particulièrement la préparation de poulies ou de roues à gorge périphérique, par un procédé s' effectuant à froid et sans enlèvement de matières. Elle concerne enfin les poulies, roues, et toutes pièces métalliques de révolution circuliares ou non, obtenues par application dudit procédé. Les domaines industriels dans lesquels s: utilisent des pièces de révolution, le plus souvent circulaires, portant à leur périphérie une gorge, sont extreomement nombreux. On peut tout du abord citer les poulies d1 entraînement, domaine dans lequel les poulies à gorge ont, depuis un certain nombre d1 années, supplanté les poulies à profil plan, en raison de leur meilleur rendement, et de ltab- sence totale de risque de déraillage de la courroie de transmission. De telles poulies, couplées avec des courr@ies @@apezoîdales, sont utilisées par exemple dans l'industrie de l'automobile, pour les liaisons démarreur-dynamo -moteur-ventilateur, dans i: électro-ménager-machinesà laver le linge ou la vaisselle, dans les machines agricoles et d'une manière plus générale pour de très nombreuses laisions entre un moteur et les pièces mécaniques rotatives entraînées par ledit moteur et tournant dans le même plan ou dans des plans parallèles ou plan de rotation du pignon moteur. Parmi les autres domaines où s:utilisent des pièces métalliques circulaires à gorge: on peut citer les roulettes utilisables notamment pour 1t ameublement, le matériel de bureau; de noinbreux jouets d' enfants, (voi- tures à pédales, tricycles ect-- \ ainsi que les roues utilisées dans l'indus- trie de l'automobile du cycle, et Itune maniere générale toutes les fois que lXon désire fixer une bande de roulement pleine ou non, sur un support circulaire métallique. Actuellement, les moyens utilisés pour la réalisation de ces pièces à gorge sont très divers. Dans le domaine des poulies, on utilise souvent des poulies en fonte obtenues par moulage, puis usinage. Les poulies ainsi obtenues présentent les défauts inhérants à la fonte, cl est-à-dire un poids important, une grande fragilité aux chocs, ainsi que des risques de souflure. Très souvent aussi, on utilise des poulies métalliques à base d'alliages divers, et notamment à base d alliage d'aluminium; partant d'une poulie circulaire à jante plane, dont l'épaisseur corrsspond à celle de la poulie à obteiir, on creuse une gorge par enlèveme@ de métal à l'aide d'un c@til de coupe de forme convenable, que l'on fait pénétrer progressivement dans a poulie mise en rotation. Un tel procédé conduit à une perte de métal correspondant au volume de la gorge ce qui est un inconvénient considérable lorsque lu on travaille des métaux ou des alliages métalliques chers. Un troisième procédé consiste à utiliser deux flasques métalliques de profil convenable, et de les fixer leur contre autre par exemple par soudure ou par boulonnage. Un tel système est peu économique, puisqu'il faut d'abord réaliser par matriçage les flasques; puis les souder. De plus, les qualités de rési stances des poulies ou roues ainsi obtenues ne sont pas parfaites. Enfin dans le cas des roues, le procédé @@@isé est entièrement différent, pulsque l'on réalise d'abord une bande linéaire de forme convenable, dont les deux extrémités sont ensuite soudées pour former une jante qu'il faut calibrer, puis fixer sur le flasque qui permel de la velier au tambour de la roue. Un tel procédé est évidemment long et compliqué. Or les travaux du demandeur ont mis en évi@en@e qu'il était possibl@de fabriquer des gorges sur des pièces métalliques de révolution, par ce procédé entièrement différent de ceux précédemment décrits, s'effectuant à froid, et n' occasionnant aucune perte de métal. Le procédé selon l'invention consiste à partir d'un flan métallique d'épaisseur convenable, à le refendre selon son épaisseur jusq'à une profondeur égale à la profondeur de la gorge que l'on désire obtenir., et de préférence dans le même temps, d'écarter les duex lèvres ainsi obtenues pour donner à la gorge une forme convenable. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut se faire très simplement de la manière suivante. (figurel) Le flan de départ 1, par exemple un di@que circulaire de tôle épaisse, est maintenu entre deux flasques 2 dont les parties @ @n contact avec la tôle, correspondant à la forme extérieure que l'on désire @onner à la poulie. Ces flasques so@ reliés par l'intermédiaire de l'axe 4 sur lesquels ils sont montés à rotation à un dispositif tel que presse ou vérin, maintenant solidement en place @'ensemble du flan et des deux @@asques, Dans le plan médian du flan, et symétriquement par rapport à lui, sont disposés deux outils de refente et formage 5, solidaires des axes rotatifs 6, tournant dans le meme sens, ltensemble étant relié a' une ou plusieurs presses. dont la force de poussée s' exercant selon les flèches 7, permettra la pénétration des outils de forme dans lt épaisseur du flan. Ces outils de forme sont circulaires, et ont un profil correspondant en général au profil définitif de la gorge. Les outils de forme sont d'abord mis en rotation* puis sous inaction des presses, amenés au contact du flan qui est ainsi mis en rotation. Progressivement, sous 11 action de la presse, le flan est refendu sur toute sa périphérie, et simultanément, grace à la forme des outils, il y a écartement des deux lèvres ainsi formées. L'action des presses est maintenue jusqu'au moment où la partie extérieure des gorges viént en contact avec les flasques. Li ensemble du dispositif sera bien entendu muni d'un dispositif de synchronisation, permettant aux deux outils d1 exercer leur action de manière symétrique, afin d: éviter toute poussée déformante sur le flan; ce dispositif pour- ra aussi être muni d'un dispositif d'arrêt automatique, stoppant l'action des presses lorsque la profondeur désirée est atteinte. Le procédé selon ltinvention s'applique bien entendu à des métaux ou alliages métalliques très divers, dont le choix sera déterminé par les qualités des résistances physiques ou chimiques, que lion désire obtenir pour le produit final. Ce procédé est particulièrement utile, dans la mesure où il s'applique notamment à des tales d' acier, c1 est-à-dire à un matériau de bas prix de revient, avec lequel iI est ainsi possible de fabriquer des poulies à gorge à la fois beaucoup plus lègères que des poulies de fonte, et beaucoup plus résistantes et économiques que des poulies à base dtaluminium ou à base alliages de ce meme métal. Ce procédé est notamment caractérisé par le fait que les poulies ainsi obtenues ont une épaisseur en leur partie centrale, double de celles des bords de la gorge, ce qui est mécaniquement très souhaitable. De plus, lors de leur formation, les parties intérieures de la gorge subissent un phénomène d1 écrouissage superficiel, ce qui renforce leur qualité de résistance et leur donne un état de surface d'une-qualité supérieure à ce qui est obtenu par rectification. Il s' agit donc dlun procédé permettant d' obtenir à un très bas prix de revient, des pièces de révolution à gorge, possédant des qualités mécaniques remarquables. Ce procédé trouve bien sur son application essentielle pour la fabrication de poulies, ou autres pièces circulaires, mais il peut aussi, moyennant quelques mDdifications de 1' appareillage mis en oeuvre, être utilisé pour former des gorges dans des pièces non circulaires. Bien entendu, la poulie ainsi réalisée, sera munie avant ou après son passage en machine, dtun orifice circulaire destiné à permettre son montage sur un arbre, cet orifice sera, ni nécessaire, muni dtune ou plusieurs encoches permettant son entramement par un arbre moteur portant les cannelures correspondantes. Il sera également possible de souder, ou de fixer par tout autre moyen convenable, la poulie ou roue ainsi obtenue, sur un moyeu portant lui-meme des cannelures, ou tout autre moyen permettant la solidarisation du moyeu avec un arbre moteur. On pourra également coupler par soudure ou par dt autre procédés, deux ou plus des poulies ainsi obtenues. Il est par ailleurs bien évident que lt appareil précédemment décrit ne représente que l' un de ceux réalisables en application du procédé selon la présente invention, et que celle-ci revendique d'une manière très générale toutes les variantes possibles d'appareils permettant la mise en application du procédé général consistant à creuser une gorge dans la périphérie une pièce de révolution, par ouverture de cette pièce dans son épaisseur et écartement des lèvres ainsi obtenu. Si on désire que la forme de la gorge ne soit pas en "V" comme sur la figure, mais par exemple en "U, plus ou moines aplati, il suffit dt effectuer un second passage en machine, dans lequel l'engin de forme sera remplacé par une mollette de forme convenable. Ce procédé peut par exemple entre utilisé paur la fabrication de jantes pour roues de voitures, ou de poulies plates à rebords latéraux. On peut enfin noter, que le procédé selon l'invention, est applicable à la fabrication de pièces d'épaisseur et de diamètre très différents. Il a notamment été utilisé pour la fabrication de poulies à partir de flans en acier ayant de 2mm jusqu5 a 8mm dz épaisseur, et pour des diamètres allant de 2 jusqu à plus de 20cm. Bien entendu ces chiffres sont don nés à titre indicatif, et ne limitent nullement la portée de 12invention, la mise en application de ce procédé à des poulies de diamètre inférieur ou supérieur, ne dépend en effet que la puissance des presses agissant sur IL outil de refente ainsi que de la forme et des dimensions des deux flasques maintenant le flan en place pendant l'opération. Ctest ainsi qu'il sera également possible d'utiliser comme matière de départ un flan métallique ayant déjà subi un emboutissage lui donnant un forme telle que celle apparaissant dans la figure 3, où le plan de la gorge et le plan de la partie de la poulie ou de la roue solidaire de il axe, ne sont plus confondus mais parallèles. L'utilisation d2un tel flan prè-embouti, permet notamment de préparer en une seule opération une jante de voiture qui peut être directement fixée sur le moyeu. REVENDICATIONS 1- Procédé d'obtention de gorges sur des pièces métalliques de révolution, caractérisé en ce que l'on part d'un flan métallique de forme convenable que l'on refend à froid selon son épaisseur, jusq'à une profondeur égale à celle de la gorge que l'on désire obtenir et dont, simultanément on écarte les deux lèvres ainsi obtenues pour donner à la gorge sa forme définitive. 2- Procédé selon la revendication 1, dans lequel la forme de la gorge est moi-giée par le forçage dans la gorge d'un outil de formage différent de l' outil de refente utilisé pour rendre le flan. 3- Procédé selon la revendication 1 ou Z, dans lequel la pièce métallique de révolution est une poulie circulaire, 4- Procédé selon l'une des précédentes revendications dans lequel le flan de départ est en tôle d'acier. 5- Procédé selon l'une des précédentes revendications dans lequel le flan métallique à été préalablement usiné et/ou embouti pour lui donner une forme convenable éventuellement non pl@@e. 6- A titre de produits industriels nouv@e @@les pièces de révolution telles que poulies, roullettes et roues obten@es par utilisation du procédé décrit à l'une quelconque précédentes revendications. 7- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé décrit à l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le outils de refente et de formage, dont la pénétration dans le flan est assuré par une presse de puissance convenable, ont une forme extérieure correspondante à la forme intérieare de la gorge que l'on désire obtenir, le flan étant maintenu entre deux flasques dont la forme extérieure correspond à la forme extérieure de la pièce à obtenir. 8- Appareil selon la revendication 7, dans lequel la refente et le forma- ge est obtenu par au moins deux outils circulaires entraîner en rotation et @xer@ant l@ur action de manière symétrique par rapport au flan de départ.