Brevet FR2301318A1 — publié le 19760917

L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une pièce tubulaire présentant des profils intérieurs et des profils extérieurs, droits ou inclinés, dans lequel, en vue d'une production simultanée des deux profils par une conformation à froid de la pièce, cette pièce est montée sur un mandrin profilé d'une manière correspondant au profil intérieur à obtenir et est soumise à un mouvement d'avancement le. long de l'axe du tube et à un mouvement de rotation autour de cet axe tandis qu'elle est usinée de l'extérieur au moyen de cylindres ayant des protubérances en forme de bagues, procédé dans lequel, avec chaque cylindre, on exécute par chocs dans une succession rapide en accord avec le pas du profil et l'avancement de la pièce, des opérations individuelles de laminage s'effectuant dans le méme sens de direction et principalement dans la direction longitudinale du profil, de telle sorte que des opérations individuelles se succédant et exécutées avec le même cylindre sont placées l'une à côté de l'autre en direction circonférentielle sur une zone hé lic oldale de la surface de la pièce, déterminée par l'avancement de la pièce et que des opérations individuelles de laminage se succédant dans la direction longitudinale du profil sont exécutées pour ce qui concerne leur application à la pièce avec recouvrement, et cela d'une manière telle que lors des opérations individuelles de laminage, de la matière est chassée le long de chaque partie longitudinale de pièce relativement petite, en direction principalement radiale, dans les vides du mandrin. On connatt,l'après le brevet allemand NO 1 016 222, un procédé pour la fabrication de pièces massives dentées extérieurement, dans lequel à l'aide d'un laminage à froid ,et au moyen de cylindres tournent planétairement sur des porte-outils et agissant sur la pièce de la manière indiquée au début, la matière est déplacée radialement du fond de dent vers la tette de dent. Il se produit en outre une déformation plastique dans toute la zone de dent, et la matière n'est pas pressée dans un moule, mais elle est conformée par écoulement libre d'une manière correspondant au profil des outils de laminage. Le procédé cité au début à été dérivé, pour la réalisation simultanée de dentures intérieures et de dentures extérieures sur des pièces tubulaires à parois relativement minces, du procédé suivant le brevet allemand NO I 016 222, le profilage des outils de laminage correspondant essentiellement au profil de la denture extérieure, tandis ntue la forme des rainures du mandrin correspond essentiellement à la forme de la denture intérieure de la pièce souhaitée.Dans cette fabrication de dentures intérieures et de dentures extérieures sur des pièces tubulaires à paroi mince, il se produit une opération combinée de flexion et d'écoulement plastique, dans laquelle il ne s'effectue pas un écoulement libre de la matière, mais au contraire, la matière est déplacée et pénètre dans l'intervalle entre ltoutil de laminage et le mandrin profilé. les pièces à paroi mince pouvant être fabriquées suivant le procédé qui vient d'être indiqué ont tendance, lors de la transmission d'un couple, à être déformées élastiquement, ce qui empêche une transmission correcte de la force. En outre, de telles pièces à paroi mince ne peuvent être fabriquées que difficilement avec la précision nécessaire parce qu'il peut se produire, déjà lors de leur usinage, des déformations indésirables. Il existe par conséquent un besoin de pièces à paroi relativement épaisses ne présentant pas les défauts indiqués, c'est-à-dire possédant une précision relativement élevée et pouvant transmettre un couple relativement grand d'une manière correspondant à leur moment résistant relativement grand.Mais de telles pièces à parois relativement épaisses ne peuvent pas être produites suivant le procédé indiqué pour les pièces à paroi mince parce qu'en raison de l'épaisseur de leur paroi, elles opposent à la transformation une résistance trop élevée. L'invention a pour but de créer un procédé qui permette la fabrication de pièces à paroi relativement épaisse avec denture intérieure et denture extérieure sans que lton renonce- pour cela aux avantages du procédé de laminage à froid cité au début et qui permette cependant d'obtenir une bonne précision et une capacité de résistance élevée des produits. Pour la résolution de ce problème, l'invention a pour objet un procédé du genre cité au début, caractérisé en ce que la pièce à paroi relativement épaisse est conformée par la coopération du mandrin et des cylindres dans une opération combinée de refoulement et d'écoulement plastique, d'une manière telle que sur la pièce usinée, le diamètre de la circonférence circonscrite au profil intérieur est au maximum égal au diamètre de la circonférence intérieure du profil extérieur. le rapport existant entre le diamètre de la circonférence circonscrite au profil intérieur et le diamètre de la circonférence inscrite dans le profil intérieur permet, d'une manière surprenante, de produire sur une pièce à paroi relativement épaisse, simultanément, un profilage intérieur, en particulier une denture intérieure, et un profilage extérieur, de préférence une denture extérieure. Il peut en outre Qtre avantageux de maintenir un nombre de dents relativement grand, en particulier quand la division est relativement petite par rapport à l'épaisseur de paroi. l'épaisseur de paroi de la pièce brute devrait avoir une valeur qui soit au moins égale au quart de la différence entre les diamètres respectifs de la circonférence inscrite et la circonférence circonscrite du produit, afin que les conditions indiquées puissent être remplies. Dans une forme de réalisation préférée du procédé suivant l'invention, le mouvement de rotation de la pièce peut se poursuivre sans interruption pendant toute l'opé- ration de laminage. Jusqu'à présent, dans le procédé pour les épaisseurs de paroi minces, l'avancement longitudinal seulement pouvait se poursuivre d'une manière continue, tandis que le mouvement de rotation de la pièce devait cesser pendant l'attaque des cylindres,-parce que les profils étaient relativement trop prof onde. Outre l'avantage résultant de la continuité du mouvement de rotation de la pièce, grise à la suppression des forces d'accélération et des forces dues à l'inertie des masses, on obtient, dans le cas de la forme de réalisation préférée indiquée, en comparaison du fonctionnement intermittent, l'avantage qu'il est possible d'adopter une vitesse de travail plus élevée. On peut obtenir avec le procédé suivant l'invention, une intensification de l'action de la force et une meilleure formation de la denture intérieure, de préférence en surlaminant avec les cylindres, également les têtes de profil du profil extérieur, par exemple d'une denturé extérieure, tandis qu'en même temps, on forme le fond de dent correspondant. Il se forme, par conséquent, aussi un calibrage du diamètre extérieur de la pièce pendant la fabrication. Dans beaucoup de cas, on n'a besoin ue sur un côté de la pièce seulement, c'est-à-dire intérieurement ou extérieurement, d'une denture dtentratnement, c'est-à- dire d'une denture destinée à servir à la transmission d'une force. Dans ces cas, le profilage de la surface opposée de la pièce peut être conçu d'une manière telle que soit produit un profil favorisant le mieux possible la denture d'entrainement, ce profil n'ayant pas besoin d'être lui-même une denture d'entrainement. la description ci-après et les dessins annexés se rapportent à un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 représente une coupe fragmentaire à travers un mandrin portant une pièce à paroi mince ainsi qu'un cylindre exécutant l'usinage de la pièce, comme cela se présente dans le procédé connu - la figure 2 montre une coupe analogue à celle de la figure 1, faite à travers une pièce à paroi épaisse, ainsi que cela se présente dans le procédé suivant l'invention - la figure 3 représente une vue en plan schématique des pièces essentielles d'un dispositif pour la mise en pratique d'un procédé suivant l'invention - la figure 4 représente une coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3 - les figures 5 et 6 reprcsentent des coupes, analogues à celles de la figure 2, faites à travers des formes de réalisation particulières de pièces à paroi épaisse, ainsi que cela se présente dans l'exécution de formes de réalisation particulières du procédé suivant l'invention. Sur toutes les figures, le mandrin profilé correspondant au profil intérieur de la pièce W est désigné par le repère 1 et les cylindres profilés en forme d'anneaux sont désignés par le repère 2. Sur la figure 3 et la figure 4, les porte-outils pour les cylindres 2 ont été désignés par le repère 3. Sur ces porte-outils (ainsi quil est indiqué sur la figure 3), les cylindres 2 exécutent une rotation planétaire. Au cours de cette rotation, les cylindres 2 s'approchent dans chaque cas suffisamment près du mandrin 1 pour faire pénétrer par poussée, dans un vide du mandrin 1, une petite partie, s'étendant principalement dans le sens longitudnal, de la surface de la pièce W (voir la figure 3). Tandis que les cylindres 2 tournent sur les supports 3, la pièce est déplacée dans un mouvement d'avancement le long de l'axe A du tube, dans le sens de la flèche L et, en meme temps, elle exécute une rotation dans le sens de la flèche B autour de l'axe A. lors de la rencontre suivante des cylindres 2 avec la pièce, ces derniers arrivent par conséquent déplacés non seulement en direction circonférentielle, mais aussi en direction longitudinale, à un autre endroit de la pièce. Etant donné que la rotation dans le sens de la flèche R est réglée d'une manière appropriée, les cylindres poussent maintenant une autre partie de la pièce dans une rainure qui est voisine de la rainure précédente du mandrin 1. il en résulte que les opérations individuelles de laminage qui se suivent sont disposées sur la surface de la pièce latéralement l'une à côté de l'autre et sur une partie de surface de forme hélicoldale. L'avancement longitudinal s'effectue dans chaque cas d'une manière telle que l'attaque suivante d'un cylindre soit encore en recouvrement avec la précédente dans la même rainure de mandrin. il va de soit que le nombre de tours par unité de temps des porte-outils 3 et le nombre de tours par unité de temps de la pièce W doivent etre accordés entre eux d'une manière telle que soit assurée une marche synchrone correcte. Tandis que jusqu'à présent, dans le cas d'une pièce à paroi mince comme celle qui est représentée sur la figure 1, pendant l'attaque des cylindres 2 contre la pièce W, le mouvement de rotation du mandrin et par suite le mouvement de rotation de la pièce W devaient être arrêtée, afin que soit obtenu un résultat correct lors de l'attaque des cylindres, il est possible suivant l'invention que s'effectue avantageusement un mouvement continu de rotation, exempt d'arrêt de la pièce. Dans les figures 1, 2 et 4 à 6, on a indiqué le diamètre d, de la circonférence circonscrite à la denture intérieure de la pièce ou la moitié d/2 de ce diamètre, ainsi que le diamètre D de la circonférence inscrite dans la denture extérieure ou la moitié D/2 de ce diamètre. Sur la figure 1 (pièce connue à paroi mince) on se rend compte nettement que d/2 est plus grand que D/2 et que par conséquent d doit être plus grand que D.Par contre, sur les figures 2, 4, 5 et 6 (suivant l'invention) d/2 est toujours plus petit que D/2 et par conséquent, d n'est pas plus grand que D. Cela est la conséquence du mode de travail avantageux suivant l'invention. En outre, on peut, comme l'indique la figure 2, procéder exté rieurement à un surlaminage simultané-de la tete K de la denture extérieure de la pièce W avec des cylindres 2 de forme appropriée, ce qui permet d'obtenir un calibrage extérieur particulièrement bon et en même temps, un formage encore amélioré de la denture intérieure. Sur la figure 5, est formée seulement extérieurement une denture 2 (denture d'engrènement) dite denture porteuse, tandis qu'intérieurement, est produit un profil ondulé P. C'est la disposition inverse qui est représentée sur la figure 6 sur laquelle une denture intérieure porteuse Z se trouve à 1 1oppoe é d'un profil extérieur ondulé P. La formation du profil ondulé P sert dans ce cas à rendre possible un meilleur formage du profil porteur Z. Suivant la denture du profil Z, on pourrait utiliser aussi un autre profil P. Sur la figure 2, le rayon r de la circonférence inscrite et le rayon R de la circonférence circonscrite de la pièce terminée ont été représentés afin qutapparais- sent nettement les proportions pour ce qui concerne l'épaisseur de paroi de la pièce W. Etant donné que d est toujours au maximum égal à D (et qu'il est souvent plus petit) et par ce que, dans le cas du procédé suivant l'invention, l'ébauche de pièce reposant sur les surfaces de tête F du mandrin 1 est poussée par les cylindres 2 principalement radialement vers l'intérieur et qu'en outre, la plupart du temps, l'épaisseur de paroi se trouve diminuée, il faut que l'ébauche présente une épaisseur de paroi qui soit au moins égale à la moitié de la différence entre R et r ou bien il faudrait que l'épaisseur de paroi soit au moins égale ou avantageusement un peu plus grande que la hauteur d'une dent extérieure ou d'une dent intérieure. il peut en outre être avantageux que le pas de la denture ne soit pas grand par rapport à l'épaisseur de paroi. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R3VENDICATIONS 10) Procédé pour la fabrication d'une pièce tubulaire présentant des profils intérieurs et des profils extérieurs, droits ou inclinés, dans lequel, en vue d'une production simultanée des deux profils, par une conformation à froid de la pièce, cette pièce est montée sur un mandrin profilé d'une manière correspondant au profil intérieur à obtenir et est soumise à un mouvement d'avancement le long de l'axe du tube et à un mouvement de rotation autour de cet axe, tandis qu'elle est usinée de l'extérieur au moyen de cylindres ayant des protubérances en forme de bagues, chaque cylindre exécutant par chocs, dans une succession rapide en accord avec le pas du profil et l'avancement de la pièce, des opérations individuelles de laminage-s'effectuant dans le même sens de direction et principalement dans la direction longitudinale du profil, de telle sorte que des opérations individuelles se succédant et exécutées avec le même cylindre sont placées l'une à côté de l'autre en direction circonférentielle sur une zone hélicoidale de la surface de la pièce, déterminée par l'avancement de la pièce et que des opérations individuelles de laminage se succédant dans la direction longitudinale du profil sont exécutées pour ce qui concerne leur application à la pièce avec recouvrement, et cela d'une manière telle que lors des opérations individuelles de laminage, de la matière est chassée le long de chaque partie longitudinale de pièce relativement petite, en direction principalement radiale, dans les vides du mandrin, procédé caractérisé en ce que la pièce à paroi relativement épaisse est conformée par la coopération du mandrin et des cylindres dans une opération combinée de refoulement et d'écoulement plastique d'une manière telle que sur la pièce usinée, le diamètre (d) de la circonférence circonscrite du profil intérieur est au maximum égal au diamètre D de la circonférence intérieure du profil extérieur. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement longitudinal et le mouvement de rotation de la pièce s'effectuent d'une manière ininterrompue pendant toute l'opération de laminage de la pièce 30) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'à la surface supérieure de la pièce, les têtes du profil également, par exemple les têtes de dents sont surlaminées et que, de ce fait, le profil intérieur lui aussi présente un meilleur formage. 40) Procédé suivant lrune quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que sont produits extérieurement et intérieurement des profilés différents dont l'un est une denture d'entrainement.