Brevet FR2186304A1 — publié le 19740111

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication de récipients de grandes dimensions pourvus de renforcement radiaux. les récipients de grandes dimensions de ce genre sont utilisés, en particulier, comme récipients cylindriques verticaux ou horizontaux, supportant ou non une surpression externe ou interne, pour l'entreposition de substances de toutes sortes, pour le transport, et pour la réalisation de processus chimiques. On connaft des dispositifs pour la réalisation de bourrelets (ou nervures) dans les cylindres en talez Ils se composent principalement de deux arbres opposés portant des cylindres profilés à leurs extrémités saillantes. Des tales déjà cintrées sont serrées entre ces cylindres profilés, et des bourrelets (ou nervures) y sont réalisés par rapprochement et rotation des cylindres profilés. l'inconvénient de ces dispositifs à réaliser les bourrelets est de nécessiter des machines spéciales à cintrer pour la réalisation des cylindres. En outre, leur conception technique ne permet de réaliser des bourrelets que sur les bords du cylindre, et seulement avec des tales minces.La réalisation de bourrelets multiples, espacés les uns des autres, n'est pas non plus possible et, pour les cylindres de grand diamètre, des appareils spéciaux de maintien et de soutien sont indispensables. On connait également un procédé et un dispositif de réalisation de bourrelets dans des tales dures et minces. Ce procédé utilise des appareils constitués de deux arbres montés des deux côtés et possédant deux galets profilés au moins, selon l'é- cartement des bourrelets. Ces profilés sont conformés de telle façon que, pour arriver à la forme définitive du bourrelet, plusieurs passes avec des galets profilés différents doivent être éxécutées. Ce procédé discontinu abaisse la productivité. Il présente en outre l'inconvénient de nécessiter, lui aussi, des appareils spéciaux pour la réalisation des cylindres, et, ici aussi, des appareils spéciau# de maintien et de soutien sont indispensables lorsqu'il s'agit de réaliser des bourrelets sur des cylindres de grand diamètre.A ceci scoute le fait que le remplacement des galets profilés exige le démontage des arbres supportés des deux côtés. La présente invention a pour objet de permettre la fabrication d'objets cylindriques en réalisant une économie de matière et sans transformations compliquées dtappareillage en utilisant les dispositifs disponibles de façonnage des t8les. Elle a pour but de réaliser des renforcements radiaux sur des t8les, simultanément à leur cintrage, et d'améliorer immédiatement après la solidité desdits renforcements dans le sens axial. Ceci est essentiellement atteint par un procédé et un dispositif dans lesquels l'impression d'un ou de plusieurs bourrelets de renforcement radiaux s'effectue, au cours du cintrage des éléments cylindriques de récipient sur des machines à cintrer à cylindres connues, simultanément à la solidification de la matière, lesdits bourrelets de renforcement étant éventuellement soumis, pendant ou après leur formage, à un traitement thermique partiel suivi ou non de refroidissement rapide, et pu'agrès réunion des éléments individuels en un récipient de grandes dimensions, celui-ci est soumis à une contrainte par pression interne au cours de laquelle, principalement du fait des efforts axiaux se produisant, les bourrelets de renforcements sont mis en forme, plastifiés, et renforcés ainsi en fonction de l'importance de la déformation. la contrainte imposée au récipient de grandes dimensions par la pression interne se fait sous une pression assez élevée pour exclure l'occurrence d'une nouvelle plastification au cours de l'utilisation. le dispositif selon l'invention pour la mise en pratique de ce procédé consiste en appareils auxiliaires à une machine à cintrer à cylindres connue en soi. Deux ou plusieurs bagues profilées à surface interne conique sont montées sur le cylindre supérieur au moyen de deux ou plus de deux pièces d'écartement cylindriques réunies ensemble, et des segments de bagues coniques avec bagues de serrage s'y raccordant sont montés amovibles, mobiles axialement, sur les faces coniques internes des bagues profilées. Sur le cylindre inférieur également sont disposées deux ou plus de deux bagues profilées, mais celles-ci sont fractionnées et leurs pièces d'écartement sont également fractionnées en élé ments multiples. les deux côtés de chaque bague profilée externe se trouvent des galets de guidage empêchant le déplacement laté ral de la t81e dans le sens de l'axe longitudinal, et, à hauteur de l'axe médian du cylindre supérieur se trouvent des appareils de traitement thermique. les extrémités des demi-bagues profilées des bagues fractionnées ont la forme de crochets s'accrochant les uns dans les autres, une clavette de serrage étant disposée dans chaque cas entre les faces en regard des extrémités des bagues. les demi-bagues profilées des bagues fractionnées sont pourvues de fentes régulièrement réparties sur leur périphérie. L'invention va être expliquée ci-après plus en détail au moyen d'un exemple, non limitatif, de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face des cylindres portant le dispositif à réaliser les bourrelets ; - la figure 2 est une coupe selon la ligne A-A de la figure 1, montrant la totalité des cylindres cintreurs ; - la figure 3 montre une bague fractionnée pour le cylindre inférieur ; et - la figure 4 est une vue de détail de la portion "X" de la figure 1. Le dispositif conforme à l'invention, pour la mise en pratique du procédé, est constitué par une machine à cintrer à cylindres de modèle courant en pratique. la figure 2 représente une telle machine. Elle se compose d'un cylindre supérieur 1, d'un cylindre inférieur 2, et de deux cylindres plieurs latéraux 12, 13. Le dispositif proprement dit est monté sur les cylindres supérieur 1 et inférieur 2. Ses éléments essentiels sont deux, ou plus de deux, bagues profilées 3, 3a, 5 montées sur chacun de ces cylindres 1, 2.L'écartement régulier entre les bagues profilées 3, 3a, 5 est assuré par des pièces d'écartement 4, pour le maintien du profilé, placées entre ces bagues. les bagues profilées 5 montées sur le cylindre supérieur 1 sont fermées sur elles-mê- mes. les profils eux-m#mes ont, sur leur diamètre externe, une forme convexe devenant progressivement cylindrique de part et d'autre. Des segments de bagues coniques 16 s'opposent aux déplacements axiaux et tangentiels des bagues profilées 3, 3a, 5. Le maintien et la tension des segments de bagues coniques 16 est assuré par une bague de serrage 15 jointe à la bague profilée par des vis. les bagues profilées montées sur le cylindre inférieur 2 sont fractionnées.La fixation et la tension des deux demi-bagues profilées 3, 3a sont assurées par des clavettes de serrage 14, visibles sur la figure 30 Ces clavettes de serrage 14 sont placées entre les faces en regard des extrémités des deux demibagues 19, 20 et serrent celles-ci lorsqu'on enfonce ces clavettes de serrage 14 dans le cylindre inférieur 2. Pour empêcher le relèvement des extrémités des demi-bagues 19, 20, celles-ci sont pourvues de saillies 18 pénétrant dans des rainures ménagées aux extrémités des demi-bagues iw, 20. Plusieurs fentes 17, dirigées radialement, sont régulièrement réparties à la périphérie des bagues profilées. Comme pour le cylindre supérieur 1, les bagues profilées du cylindre inférieur 2 sont réunies par des pièces d'écartement 4, pour le maintien du profilé.Des deux côtés de chacune des bagues profilées externes sont disposés des galets de guidage déplaçable 8. À hauteur de l'axe longitudinal du cylindre supérieur 1, irnmédiatement su-desaus du profil du cylindre de tsle pourvu de bourrelets, sont disposés des appareils 6, 7 pour le chauffage ou le refroidissement local de la pièce. le mode d'action du procédé et du dispositif selon l'invention est le suivant : Après montage des bagues profilées sur les cylindres supérieur et inférieur, et des galets de guidage, la machine à cintrer à cylindres est transformée en vue de la réalisation des bourrelets, et le processus peut être mis en action. L'enveloppe de tôle préparée en vue d'un cintrage et d'un bourrelage simultanés est introduite entre le cylindre supérieur et le cylindre inférieur, comme pour un cintrage normal entre cylindres. L'enveloppe de tole est saisie entre les bagues profilées par la pression du cylindre inférieur contre le cylindre supérieur. les cy cylindres cintreurs latéraux sont ensuite amenés à la position nécessaire pour le cintrage au diamètre voulu. le cintrage et le bourrelage peuvent alors com-iencer en faisant tourner le cylindre supérieur. On peut donc réaliser économiquement, par une #transfor- mation rapide et peu coûteuse de la machine à cintrer à cylindres, le cintrage de l'enveloppe et la réalisation simultanée de bourrelets dirigés radialement. Selon la qualité de la matière d'oeuvre et le degré de déformation de la tele travaillée, celle-ci est soumise, au cours de l'opération de cintrage et de bourrelage, à un traitement thermique local, au voisinage immédiat des bourrelets, au moyen d'appareils appropriés, en vue de l'amélioration de sa structure et par conséquent de l'amélioration des propriétés mécaniques de la matière jusqu'au degré recherché. Il est par exemple possible de ramener à son état primitif, par traitement de normalisation, la structure de la matière, modifiée par le bourrelage.On peut également, si nécessaire, communiquer à cette matière des caractéristiques mécaniques meilleures au voisinage des bourrelets. lorsque toutes ces opérations sont terminées, les cylindres ainsi renforcés sont réunis ensemble par soudage, selon la longueur du récipient, et pourvus de fonds. l'essai de pression maintenant indispensable est utilisé pour amener les bourrelets à une forme leur permettant de supporter les efforts axiaux pouvant s'exercer et de conserver dans la plus grande mesure possible leur effet rigidifiant dans le sens radial. Dans tous les cas, la matière d'oeuvre est déformée, dans la zone des bourrelets, de façon à exclure l'occurrence d'une déformation plastique pendant l'usage.Avec la déformation plastique, la valeur de la résistance augmente dans la zone des bourrelets, ce qui a un effet positif sur la solidité des bourrelets dans le sens axial. l'avantage du dispositif et du procédé réside, entre autres, dans le fait qu'il permet de réaliser des bourrelets de renforcement sur des cylindres à parois minces d'assez grand diamètre, impossibles à réaliser sans opérations techniques compliquées, du fait qu'ils présentent une rigidité absolument insuffisante et se rétractent. le point important est qu'il permet d'utiliser, sans grandes transformations et sans grosses dépenses, les machines à cintrer à cylindres, habituellement utilisées en pratique. les bagues profilées fractionnées montées sur le cylindre inférieur et le dispo- sitif spécial de verrouillage et de serrage permettent la trans formation rapide de ces machines usuelles. les phases du procédé selon l'invention permettent de réduire l'effet rigidifiant des bourrelets en direction radiale, nécessaire pendant la fabrication, au cours de l'essai de pression, en faveur d'une plus grande solidité des bourrelets dans le sens des contraintes axiales du récipient. Le récipient dans son ensemble en reste donc suffisamment rigidifié pour l'usagez L'emploi, ainsi rendu pos sible, de récipients légers, caractérisés essentiellement par des parois minces, n'entrarne aucun inconvénient pour la stabilité des récipients. REVENDI CÂT IONS 1. Procédé de fabrication de récipients de grandes dimensions, à parois minces et à renforcement radial, caractérisé en ce que l'impression d'un ou de plusieurs bourrelets de renforcement radiaux s'effectue, au cours du cintrage des éléments cylindriques de récipient sur des machines à cintrer à cylindres connues, simultanément à la solidification de la matière, lesdits bourrelets de renforcement étant éventuellement soumis, pendant ou après leur formage, à un traitement thermique partiel suivi ou non de refroidissement rapide, et qu'après réunion des éléments individuels en un récipient de grandes dimensions, celui-ci est soumis à une contrainte par pression interne au cours de laquelle, principalement du fait des efforts axiaux se produisant, les bourrelets de renforcement sont mis en forme, plastifiés, et renforcés ainsi en fonction de l'importance de la déformation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contrainte imposée au récipient de grandes dimensions par la pression interne se fait sous une pression assez élevée pour exclure l'occurrence d'une nouvelle plastification au cours de l'utilisation. 3. Dispositif de mise en pratique du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur une machine à cintrer à cylindres connue en soi, deux ou plusieurs bagues profilées à surface interne conique sont montées sur le cylindre supérieur au moyen de deux ou plus de deux pièces d'écartement cylindriques réunies ensembles, que des segments de bagues coniques avec oagues de serrage sty raccordant sont montés amovibles, mobiles axialement, sur les faces coniques internes des bagues profilées, que sur le cylindre inférieur également sont disposées deux ou plus de deux bagues profilées, fractionnées, avec leurs pièces d'écartement fractionnées en éléments multiples, et que, des deux côtés de chaque bague profilée externe se trouvent des galets de guidage empochant le déplacement latéral de la tôle dans le sens de l'axe longitudinal, des appareils de traitement thermique se trouvant placés a hauteur de l'axe médian du cylindre supérieur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités des demi-bagues profilées des bagues fraction nées ont la fore de croc etcs s'accrochant les uns dans les autres, une clavette de serrage étant disposée dans chaque cas entre les faces en regard des extrémités des bagues. 2 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les demi-bagues profilées des bagues fractionnées sont pourvues de fentes régulièrement réparties sur leur périphérie.