Brevet FR2184537A1 — publié le 19731228

La présente invention se rapporte à un procédé pour ltob- tention de bagues pouvant être restreintes et au dispositif utilisé pour la mise en-oeuvre de ce procédé. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de fabrication de colliers de serrage en une seule pièce, connus dans la technique sous le nom de bagues de restreinte", ces colliers étant obtenus à partir d'une plaque métallique ou tôle d'épaisseur identique à celle des colliers. Dans la technique actuelle, les bagues de restreinte" sont obtenues en général, par tronçonnages successifs à la longueur désirée de chaque bague, d'un tube préalablement usiné extérieurement et intérieurement aux cotes, c'est-à-dire aux diamètres intérieur et extérieur des bagues devant être obtenues, chacune des bagues tronçonnées étant ensuite meulée ou autrement usinée pour éliminer les arêtes tranchantes. On comprend que ce procédé actuel de fabrication de telles bagues présente de sérieux inconvénients en ce sens qu'il nécessite de trop nombreuses étapes d'usinage et par là même augmente de façon considérable le prix de revient de ces bagues. En effet, ce procédé nécessite au moins trois étapes d'usinage nécessitant chacune une machine-outil différente et en ce sens une manipulation considérable.La première étape est constituée par l'usinage d'un tube aux cotes extérieure et intérieure des bagues, c'est-à-dire un tube de faible épaisseur mais de fort diamètre en fonction de cette épaisseur, ce qui le rend assez facilement déformable. La seconde étape est constituée par le tronçonnage du tube au tour ou sur une machine-outil similaire, à la longueur désirée de la bague, cette longueur étant elle-même faible en fonction du diamètre, ce qui occasionne à nouveau une possibilité de déformation des bagues obtenues. La troisième étape d'usinage est constituée en général par ce qu'on dénomme "la finition" c'est-à-dire qu'elle consiste à abattre les areAtes vives des bagues résultant du tronçonnage, en général par meulage. On doit convenir que ce procédé de la technique actuelle n1 est pas très avantageux pour une production en série de telles bagues de restreinte et c'est afin d'éliminer ces inconvénients que le demandeur a conçu un autre procédé beaucoup plus favorable et moins onéreux qui ne nécessite plus l'utilisation d'un tube comme produit métallurgique de base, mais plus simplement une telle métallique dont l'épaisseur est choisie pour correspondre à celle des bagues et ainsi ne nécessitant pas d'usinage préalable. Selon l'invention, un tel procédé pour l'obtention de colliers de serrage en une seule pièce, sous forme de "bagues de restreinte" consiste à poinçonner une tôle dont l'épaisseur a été choisie identique à celle de la bague désirée pour obtenir un anneau plat, puis à emboutir cet anneau pour obtenir la dite bague aux cotes désirées. Eventuellement, ce procédé comprend une troisième étape de fabrication par laquelle "on finit" la bague, ctest- à-dire qu'on abat ses arêtes vives par compression au moyen d'un poinçon et d'une matrice en lui fournissant en même temps un léger angle intérieur sous forme d'une très faible conicité, afin de faciliter son emmanchement ultérieur sur la pièce à serrer avant d'appliquer l'opération de "restreinte". De manière plus spécifique, ce procédé consiste à poin çonner une tale dont l'épaisseur correspond à celle de la bague désirée pour obtenir un anneau plat dont le diamètre extérieur équivaut sensiblement au résultat de l'addition du diamètre intérieur de la bague désirée et de la longueur de celle-ci et dont le diamètre intérieur équivaut sensiblement au résultat de la soustract ion de cette longueur du diamètre intérieur de la bague désirée ; puis à emboutir cet anneau au moyen d'un poinçon dont le diamètre correspond au diamètre intérieur de la bague et d'une matrice dont l'alésage correspond au diamètre de cette bague, l'anneau au cours de cette opération ayant sa zone intérieure à sa circonférence moyenne expansée par la pénétration du poinçon alors que sa zone extérieure à sa circonférence moyenne est rétrécie par son enfoncement dans l'alésage de la matrice. On doit remarquer toutefois que le poinçon utilisé est de forme cylindrique alors que la matrice est conformée pour présenter côté entrée du poinçon un logement circulaire de diamètre correspondant à celui de l'anneau et de profondeur égale à l'épais- seurde celui-ci, suivi d'un alésage évasé dont le diamètre se rétrécit en direction opposée au logement pour atteindre un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la bague, cet alésage étant à cet endroit rétréci au diamètre du poinçon pour former un épaulement d'appui pour le côté de la bague opposé au logement.On doit noter également que la forme évasée de l'alésage est conçue suivant un rayon déterminé de manière qu'elle prenne naissance au fond du logement et au diamètre de celui-ci puis se poursuive en courbe jusqu'à atteindre le diamètre extérieur de la bague désirée à une distance de l'épaulement d'appui de celle-ci sensiblement su, périeure à la longueur de cette bague. En ce qui concerne la troisième étape éventuelle de ce procédé, c'est-à-dire l'étape de finition de la bague par laquelle on abat notamment les areAtes vives de cette dernière et on lui fournit une légère conicité par compression entre un poinçon et une matrice d'assise, on notera que lton utilise un poinçon de plus grand diamètre que le diamètre extérieur de la bague, dont l'extrémité est chanfreinée de manière que sa face en bout, intérieure au chanfrein, soit de diamètre inférieur au diamètre intérieur de la bague, alors que la matrice d'assise comporte côté poinçon un logement d'assise pour la bague de très faible profondeur, de diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur de la bague et dont les bords sont arrondis.On comprend nettement que dans cette étape de finition, seul le chanfrein du poinçon agit pour abattre l'arête intérieure de la bague du côté emmanchement de pose de celle-ci, de même que pour fournir à cette bague sa faible conicité en fonction de la force de compression fournie au poinçon. Il est bien entendu que ces bagues peuvent eAtre fabriquées à partir de toute tôle en matière connue ayant les propriétés d'accepter les opérations de restreinte. D'autres caractéristiques du procédé selon l'invention apparattront de la description suivante, d'un exemple de réalisation d'un dispositif pour sa mise en oeuvre, constituant également un objet de la présente invention, représenté dans les dessins cijoints dans- lesquels La figure 1 est une vue en coupe-élévation de ltensem- ble poinçon-matrice utilisé dans la première étape du procédé correspondant à la découpe dans une tôle de l'anneau de base. La figure 2 est une vue en coupe-élévation similaire à la figure 1, mais montrant le poinçon et la matrice utilisés dans la seconde étape du procédé correspondant à 11 opération d'emboutissage de l'anneau de base. La figure 3 est une vue en coupe-élévation, montrant le poinçon de compression et la matrice d'assise d'une bague, utilisés dans la troisième étape éventuelle du procédé. correspondant à l'opération de "finition" de chaque bague. Comme on le remarque dans la figure 1, pour réaliser la première étape du procédé selon l'invention, et obtenir par découpage d'une tôleld'abord des disques puis des anneaux plats ou rondelles plates dont l'épaisseur correspond à celle des bagues désirées et dont le diamètre extérieur équivaut sensiblement au résultat de l'addition du-diamètre intérieur de la bague désirée et de sa longueur, alors que son diamètre intérieur correspond sensiblement au résultat de la soustraction de cette longueur du diamètre intérieur de la bague, on utilise un poinçon cylindrique 2 de diamètre D de coupe égal au diamètre intérieur désiré de l'anneau et une matrice 5 comportant un logement au diamètre extérieur de cet anneau. Comme on le remarque dans la figure 2, pour réaliser la seconde étape du procédé selon l'invention et obtenir par cette opération des bagues de serrage en embouti, on utilise un poinçon d'emboutissage dont le diamètre D1 correspond au diamètre intérieur de la bague désirée, et une matrice 15 comportant un logement supérieur 6 de diamètre correspondant au diamètre extérieur de l'anneau A qui doit y être logé.Cette matrice 15 comporte en outre sous ce logement un alésage évasé 7 se rétrécissant vers le bas suivant une conformation en arc jusqu a atteindre une partie cylindrique 8 de diamètre correspondant au diamètre extérieur de la bague désirée et dont la hauteur est légèrement plus forte que la longueur de la bague, cette partie cylindrique étant elle-même épaulée au fond au diamètre D1 du poinçon afin de former un gradin d'appui 9 de la bague emboutie. Comme on le remarque dans la figure 3, chaque bague emboutie B peut subir éventuellement une passe de finition, au moyen du poinçon 10 et de la matrice 11 représentés, au cours de laquelle l'arete intérieure supérieure 12 de la bague pourra être abattue ou cassée par compression du poinçon en même temps qu'un léger évasement à conicité convergente vers le bas sera fourni à la bague. On doit noter que le poinçon de compression a un diamètre D2 supérieur au diamètre extérieur de la bague B et est chanfreiné à son extrémité libre, ce chanfrein 13 mourant à cette extrémité suivant un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la bague. On notera par ailleurs que la matrice comporte un logement 14 d'assise de la bague, de très faible profondeur et à bord arrondi. On doit convenir que ces figures 1 à 5 sont suffisamment explicites pour comprendre le procédé selon l'invention tel que décrit dans le début de ce mémoire et qu'il est inutile d'expliquer à nouveau les étapes de ce procédé pour reconnattre les nombreux avantages qu'il fournit dans la fabrication des bagues de restrein te par rapport aux techniques de fabrication utilisées jusqu'à maintenant. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaftront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'obtention de colliers de serrage en une seule pièce, sous forme de "bagues de restreinte", caractérisé en ce qu'il consiste à poinçonner une tôle dont l'épaisseur a été choisie identique à celle de la bague désirée pour obtenir un anneau plat, puis à emboutir cet anneau pour obtenir la dite bague aux cotes désirées. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu il comporte en outre une troisième étape de fabrication par laquelle "on finit" la bague, ctest-à-dire qu'on abat ses arêtes vives par compression au moyen d'un poinçon et d'une matrice en lui fournissant en même temps un léger angle intérieur sous forme d'une très faible conicité, afin de faciliter son emmanchement ultérieur sur la pièce à serrer avant d'appliquer l'opération de restreinte. 3 -Procédé pour l'obtention de colliers de serrage en une seule pièce, sous forme de "bagues de restreinte", caractérisé en ce qu'il consiste à poinçonner une tôle dont l'épaisseur correspond à celle de la bague désirée pour obtenir un anneau plat dont le diamètre extérieur équivaut sensiblement au résultat de l'addition du diamètre intérieur de la bague désirée et de la longueur de celle-ci et dont le diamètre intérieur équivaut sensiblement au résultat de la soustraction de cette longueur du diamètre intérieur de la bague désirée ; puis à emboutir cet anneau au moyen d'un poinçon dont le diamètre correspondant au diamètre intérieur de la bague et d'une matrice dont l'alésage correspond au diamètre de cette bague, l'anneau au cours de cette opération ayant sa zone intérieure à sa circonférence moyenne expansée par la pénétration du poinçon alors que sa zone extérieure à sa circonférence moyenne est rétrécie par son enfoncement dans l'alésage de la matrice. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de finition de la bague par laquelle on abat les arêtes vives de celle-ci en lui fournissant en même temps une légère conicité, cette étape étant réalisée par compression de cette bague entre un poinçon de compression et une matrice d'assise. 5 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend pour réaliser l'étape de découpage d'un anneau de base à partir d'une tôle, un poinçon dont le diamètre de coupe est égal au diamètre intérieur de l'anneau désiré et une matrice comportant un logement d'assise de l'anneau au diamètre extérieur de celui-ci dont le fond est alésé au diamètre du poinçon ; et pour réaliser l'étape d'emboutissage de l'anneau obtenu un poinçon dont le diamètre correspond au diamètre intérieur de la bague désirée et une matrice conformée pour présenter côté entrée du poinçon un logement circulaire de diamètre correspondant à celui de l'anneau et de profondeur égale à l'épaisseur de celui-ci, suivi d'un alésage évasé dont le diamètre se rétrécit en direction opposée au logement pour atteindre un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la bague, cet alésage étant à cet endroit rétréci au diamètre du poinçon pour former un épaulement d'appui pour le côté de la bague opposé au logement. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la forme évasée de l'alésage de la matrice pour l'étape d'emboutissage est conçue suivant un rayon déterminé de manière qu'elle prenne naissance au fond du logement et au diamètre de celui-ci puis se poursuive en courbe jusqu'à atteindre le diamètre extérieur de la bague désirée à une distance de l'épaulement d'appui de celle-ci sensiblement supérieure à la longueur de cette bague. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend pour réaliser l'étape dite "de finition de la bague, un poinçon de compression de plus grand diamètre que le diamètre extérieur de la bague, dont l'extrémité libre est chanfreinée de manière que sa face en bout, intérieure au chanfrein soit de diamètre inférieur au diamètre intérieur de la bague, et une matrice d'assise comportant un logement d'assise pour la bague, de très faible profondeur, de diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur de la bague et dont les bords sont arrondis. 8 - Produit industriel nouveau sous forme d'une bague de serrage en une pièce, du type "bague de restreinte, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,mis en oeuvre dans le dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7.