Brevet FR2329370A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne un procédé et un appareillage permettant de fabriquer des cornières de forme cintrée, de préférence cylindrique, dont les extrémités sont, le cas échéant, jointives ou se chevauchent, et qui sont réalisées à partir de tales ou feuillards plans. On connais déjà un procédé permettant de réaliser à partir d'un flan métallique une cornière cintrée, de préférence cylindrique, dont l'une des ailes définit, à proprement parler, un cylindre et dont l'-autre est de forme annulaire et s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de ce cylindre, soit vers l'extérieur, soit vers l'intérieur. Ce procédé connu consiste dans l'emboutissage partiel d'un flan annulaire de tôle. Dans le cas d'un emboutissage conduisant à une cornière à aile intérieure, l'allongement du métal est très important et ne permet donc pas d'obtenir, sans rupture, une aile de dimensions importantes.L'allongement maximum admissible est dans ce cas de l'ordre de D à D, D étant le diamètre moyen de la cornière cintrée. lo 7 D'autre part, le procédé d'emboutissage entraîne des frais d'outillages considérables, qui ne peuvent être envisagés dès que le diamètre devient trop important.Par ailleurs, ce procédé connu nécessite l'emploi de tales d'une épaisseur régulière ainsi qu'un découpage préalable des flans annulaires. En plus de l'opération de découpage des flans annulaires, opération entraînant des frais non négligeables, le' procédé connu ne permet pas d'utiliser les flans circulaires provenant du découpage des flans annulaires, dès que les flans circulaires ont des diamètres trop faibles. Ce procédé connu entraîne donc des chutes de matériau considérables et ne permet pas d'utiliser des tales dites déclassées. En outre, il conduit fréquemment à des ruptures locales des ailes annulaires perpendiculaires à l'axe du cylindre, surtout lorsque les ailes annulaires se dirigent vers ledit axe à l'intérieur de l'aile cylindrique de la cornière. La présente invention supprime les inconvénients précites et a pour but de proposer un procédé de fabrication pour cor nières cylindriques en tle qui soit simple, rapide, évite des chutes de matériau et permette d'utiliser des tôles défectueuses ou déclassées. Ce but est atteint conformément à l'invention du fait que l'on conforme d'abord la tôle plane en un cylindre, de façon que les extrémités de la tôle se chevauchent, que l'on enserre la partie de ce cylindre, partie constituant ultérieurement l'aile cylindrique de la cornière, sur un support tel qu'un mandrin, mobile en rotation autour de l'axe dudit cylindre et que pendant la rotation dudit support l'on plie progressivement soit vers l'extérieur, soit vers l'intérieur, la partie non enserrée du cylindre de tôle jusqu'à ce que celle-ci occupe une position au moins à peu près perpendiculaire à l'axe de la partie cylindrique. Grâce à l'invention, on peut utiliser des tôles même relativement fragiles puisque, lors de leur transformation en cornières, elles subissent localement une sorte d'écrouissage qui augmente leur résistance mécanique. Par ailleurs, comme le formage de la cornière s'effectue progressivement et non brusquement comme au cours d'un emboutissage, il n'y a pas de formation de fissures ou de criques dans l'aile annulaire perpendiculaire à l'aile cylindrique, même si celui-ci se dirige vers l'intérieur. En outre, ce procédé permet d'utiliser des tôles dont l'épaisseur varie localement. Pour tenir compte d'une certaine élasticité de la tôle repliée, élasticité qui imprime à l'aile annulaire de la cornière une tendance à revenir de quelques degrés en direction de sa position de départ avant le repliage progressif, on replie l'aile annulaire jusqu a ce qu'elle inclue avec l'axe de l'aile cylindrique un angle légèrement inférieur ou supérieur à 900, de préférence de l'ordre de 870 ou de 930. L'appareillage pour la fabrication de cornières cylindriques réalisées à partir' de tôles planes comprend un mandrin cylindrique muni d'une face d'appui cylindrique et d'une face d'appui annulaire et susceptible d'être entraîné en rotation autour de son axe, des moyens de serrage permettant de fixer la partie de la tôle sur la face d'appui cylindrique du mandrin, partie destinée à constituer ultérieurement l'aile cylindrique de la corniere, ainsi qu'un outil de formage ou de repliage disposé dans le prolongement du mandrin et monté mobile, suivant deux directions qui sont perpendiculaires l'une à l'autre et dont l'une est perpendiculaire à l'axe dudit mandrin et dont l'autre est parallèle audit axe. Avantageusement, la face d'appui annulaire du mandrin est faiblement tronconique et ses génératrices sont inclinées de 870 à 930 par rapport à l'axe de la face d'appui cylindrique dudit mandrin. La face d'appui annulaire s'étend soit vers l'intérieur soit vers l'extérieur du volume cylindrique délimité par la face d'appui cylindrique du mandrin. Le mandrin est creux et comporte à l'intérieur de la face cylindrique une table de butée pour les moyens de serrage. Pour le mandrin dont la face d'appui annulaire se trouve à l'extérieur de la face d'appui cylindrique, les moyens de serrage comprennent plusieurs secteurs de serrage qui présentent la forme de secteurs de disque et sont susceptibles de s'inscrire par leur pourtour dans le cylindre déterminé par la face d'appui cylindrique du mandrin et qui sont guidés radialement sur la table de butée et sont associés à un dispositif d'écartement prenant appui sur la table de butée et agissant radialement sur les secteurs de serrage. Pour le mandrin dont la face d'appui annulaire s'étend vers l'intérieur de la face d'appui cylindrique, les moyens de serrage comprennent une bande d'appui et une sangle de serrage munie d'un levier de serrage. L'outil de formage ou de repliage est constitué par un galet dont la face de travail est légèrement courbe, la tangente a la face de travail étant inclinée de 50 à 89 par rapport à la génératrice de la face d'appui cylindrique du mandrin, aénéra- trice passant par le même plan radial que ladite tangente a la face de travail. La face de travail tourne autour d'un axe qui est, soit parallèle à l'axe de la face d'appui cylindrique, soit incliné d'un angle compris entre 650 à 800 et est de préférence de l'ordre de 750. L'outil de formage ou de repliage est monté sur un premier chariot mobile dans un premier plan dit radial passant par l'axe de la face d'appui cylindrique et suivant une première direction parallèle audit axe, ce premier chariot étant lui-même monté sur un second chariot mobile dans un plan parallèle audit#premier plan et suivant une seconde direction perpendiculaire audit axe et à ladite première direction et parallèle audit premier plan. La position de l'outil de formage est réglage sur le premier chariot de sorte que l'axe de rotation de l'outil puisse être réglé par rapport à l'axe du mandrin. Le dispositif d'écartement des secteurs de serrage comprend un coin creux d'un pourtour tronconique ou pyramidale et une tige filetée montée coaxialement au mandrin sur la table de butée et traversant le coin creux, les extrémités intérieures desdits secteurs comportant des faces de contact tronconiques susceptibles de venir porter contre le pourtour tronconique dudit coin sous l'effet d'un organe de commande prenant appui sur ladite tige. Chaque secteur de serrage comprend deux trous oblongs de guidage alignés radialement et la table de butée comprend pour chaque secteur de serrage deux tétons de guidage alignés radialement et pénétrant sans jeu latéral notable dans les trous oblongs de guidage. L'un des trous oblongs de guidage au moins communique, à chacune de ses extrémités, avec un perçage radial pratiqué dans le secteur de serrage eL recevant un ressort de rappel s'appuyant, d'une part, contre un téton de guidage et, d'autre part, contre le fond du perçage radial. L'objet de la présente invention sera encore mieux compris à l'aide de la description suivante d'un rode de réalisation de l'appareillage de fabrication de cornières cintrées et de plusieurs variantes de différents moyens faisant partie dudit appareillage, cette description étant faite en référence au dessin annexé sur lequel La figure l montre en perspective une coupe radiale d'une cornière cylindrique dont l'aile annulaire s'étend vers l'extérieur en dessous de l'aile cylindrique de ladite cornière;; La figure 2 montre en perspective une coupe radiale d'une cornière cylindrique dont l'aile annulaire s'étend vers l'intérieur au-dessus de l'aile cylindrique de la cornière La figure 3 est une vue schématique en plan de l'appareillage selon l'invention, appareillage comportant un mandrin dont la face d'appui annulaire s'étend vers l'extérieur T La figure 4 est une coupe radiale montrant en détail une partie du mandrin selon la figure 3 La figure 5 est une vue en plan sur plusieurs secteurs de serrage La figure 6 est une coupe radiale d'un secteur de serrage selon la ligne VI-VI de la figure 5 La figure 7 est une coupe radiale montrant en détail une partie d'un mandrin dont la face d'appui annulaire s'étend vers l'intérieur ; et La figure 8 est une vue latérale d'un outil de repliage progressif. Les figures 1 et 2 représentent chacune une partie d'une cornière cintrée 1 ou 2 en tale, qui est de forme générale cylindrique et de préférence de section circulaire et qui comporte des extrémités qui se chevauchent légèrement. Chaque cornière 1 ou 2 se compose d'une aile cylindrique la ou 2a et d'une aile annulaire lb ou 2b au moins approximativement perpendiculaire à l'axe de l'aile cylindrique la ou 2a. L'aile annulaire lb s'étend vers l'extérieur de l'aile cylindrique la (voir figure 1) tandis que l'aile annulaire 2b s'étend vers l'intérieur de l'aile cylindrique correspondant 2a (voir figure 2). L'épaisseur de la tôle utilisée pour la fabrication des cornières cintrées est en général comprise entre 6/1Oième et 20/lOième de mm.La largeur de l'aile annulaire lb ou 2b est comprise entre 40 et 120 mm et est de préférence de l'ordre de 60 à 80 mm. La hauteur de l'aile cylindrique la ou 2a doit être suffisante pour permettre une bonne fixation sur le mandrin dont il sera question ultérieurement. Cette hauteur est au moins égale à 20 mm. Le diamètre des ailes cylindriques la ou 2a est variable dans une large mesure et peut Gtre compris entre 0,2 et 3,0 mètres. Ainsi on peut utiliser les cornieres cintrées 1 ou 2 à la protection des extrémités des tubes, bobines de t#les,etc. L'appareillage pour la fabrication de ces cornières cintrées comprend essentiellement un mandrin cylindrique creux 3 monté sur un arbre de rotation 4 entraîné à l'aide par exemple d'une transmissionàcourroie et d'un moteur non représentés, des moyens de serrage 5, éventuellement une table de butée 6 (figures3 et 4) pour les moyens de serrage et un outil de repli age 7 monté mobile suivant deux directions F et F qui sont 1 2 perpendiculaires l'une à l'autre et dont l'une (F2) est perpendiculaire à l'axe 3a dudit mandrin 3 et dont 11 autre (F1) est parallèle à cet axe 3a. Le mandrin creux 3 comprend une face d'appui cylindrique 3b se terminant par une face d'appui annulaire 3g qui s'étend soit à l'extérieur (figures3 et 4), soit à l'intérieur (figure 7) de la face d'appui cylindrique 3b, Lorsque la face d'appui annulaire 3c s'étend à l'exté- rieur de la face d'appui cylindrique 3b, le mandrin comporte à l'intérieur de ladite face cylindrique 3b la table de butée 6 sur laquelle sont guidés radialement des secteurs de serrage 9 ayant un pourtour cylindrique 9a servant à appliquer une partie de la tale, partie constituant ultérieurement l'aile cylindrique la ou 2a de la cornière contre la face d'appui cylindrique 3b Près de l'axe 3a du mandrin 3, ces secteurs de serrage 9 ont une face de contact tronconique 9b contre laquelle vient s'appliquer le coin creux de pourtour tronconique lOa d'un dispositif d'écartement 10 qui comprend aussi une tige filetée lOb montée coaxialement au mandrin 3 sur la table de butée 6 et traversant le coin creux lOa actionné par un volant lOc ou organe de commande coopérant avec la tige filetée lOa. Pour chaque secteur de serrage 9 en forme de secteur de disque, la table de butée 6 comprend deux tetons de guidage 6a, 6b qui sont alignés radialement et qui pénètrent sans jeu latéral notable dans l'un des deux trous oblongs 9c, 9d pratiqués dans le secteur 9 de façon à etre également alignés radialement, l'alignement radial des deux tetons 6a et 6b coincidant avec celui des trous oblongs correspondants 9c et 9d. L'un des trous oblongs, de préférence le trou oblong extérieur 9c communique, à chacune de ses extrémités, avec un perçage radial 9e et 9f pratiqué dans le secteur de serrage 9 et recevant un ressort de rappel lla et llb qui s'appuie, contre, d'une part, le teton de guidage 6 et, d'autre part, le fond dudit perçage radial, le fond étant éventuellement constitué par une vis d'appui 12. Surtout lorsque la face d'appui annulaire 3c s'étend vers l'intérieur de la face d'appui cylindrique 3b, on lui donne de préférence une inclinaison légèrement différente de 900 par rapport à la face cylindrique 3b, mais n'excédant pas de préférence 876 ou 930.(Voir figure 7). Dans ce cas aussi, les moyens de serrage 5 comprennent une bande d'appui cylindrique métallique de faible épaisseur 14 fixée par exemple par une bride 15 sur un épaulement extérieur 3d du mandrin 3 et appliquée contre la face d'appui cylindrique 3b à l'aide d'une sangle de serrage 16 munie d'un levier de serrage non représenté. L'outil de repliage 7 est constitué par un galet muni d'une face de travail 7a légèrement courbe dans le plan radial passant par l'axe du mandrin 3, la tangente T à la face de travail 7a étant inclinée de 5 à 80 par rapport à la génératrice de la face d'appui cylindrique 3b et passant par le meme plan radial contenant l'axe 3a et la tangente T.Le galet 7 et donc la face de travail 7a tourne autour d'un axe 7b qui est soit parallèle à l'axe 3a du mandrin 3 (figure 8), soit incliné de façon à inclure un angle avec ledit axe 3a, angle compris entre 650 et 800 et étant de préférence de l'ordre de 75c Cet angle d'inclinaison peut Gtre réglé du fait que la chape 8 supportant l'axe 7b du galet 7 est réglable dans deux glissières 17, 18 d'un premier chariot 19 qui est monté mobile suivant la direction de la double flèche F1 s'étendant dans un plan radial passant par l'axe 3a du mandrin 3, cette direction F1 étant en outre parallèle audit axe 3a. Le premier 1 chariot 19 coulisse sous la commande d'une transmission à vis et écrou 20 actionné par exemple par un volant 21 sur un deuxième chariot 22 monté mobile sur un support fixe 23.Ce deuxième chariot 22 peut se déplacer suivant une direction indiquée par la double flèche F2 qui est perpendiculaire à l'axe 3a du mandrin 3 et de la direction F1 et est parallèle au plan radial contenant l'axe 3a et la direction de mouvement du premier chariot 19. L'entraînement du deuxième chariot 22 peut se faire aussi à l'aide d'une transmission du type vis sans fin et écrou 24, la vis sans fin étant actionnée par un volant 25. Bien entendu, on peut utiliser d'autres moyens techniquement équivalents pour entraîner les chariots. Il en est de même pour le dispositif d'écartement qui pourrait comporter des moyens hydrauliques ou autres pour agir sur les secteurs de serrage. Pour réaliser une cornière cintrée, on place d'abord une ttle 1 ou 2 dans ou sur le mandrin 3 et après l'avoir serrée entre la face d'appui cylindrique 3b et les moyens de serrage 5, on met en place l'outil de travail 7 en face de la partie de ttle dépassant du mandrin 3 qui sera alors mis en rotation de façon à présenter une vitesse périphérique linéaire de l'ordre de 4 à 15 m/sec de préférence de 6 à 13 m/sec. Simultanément on déplace l'outil de repoussage radialement vers l'exterieur avec une vitesse de l'ordre de 1 à 5 mm/seconde. Lors de l'opération de repliage, la partie de tôle constituant ultérieurement l'aile annulaire prend progressivement les différentes formes indiquées en pointillés sur la figure 3 avant de prendre sa forme me définitive.On comprend aisément que le repliage de la tige se fait, pour une zone locale considérée, par des opérations de pliage ou poussage successives dans le sens radial et qu'entre deux opérations successives d'une meme zone on effectue une opération de pliage ou de poussage sur toutes les zones périphériques de l'endroit de pliage en progressant dans le meme sens d'une zone considérée à la zone voisine et ainsi de suite. Bien entendu, les différents modes de réalisation précédemment décrits peuvent subir un certain nombre de modifications sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention, cadre défini par les revendications annexées I1 va de soi qu'au lieu de faire défiler la tôle d replier devant l'outil de travail, on peut également donner une position fixe à ladite tôle et déplacer l'outil de travail aussi bien perpendiculairement à la partie non pliée de la tôle et le long de cette dernière. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer une cornière cintrée, de préférence cylindrique, dont les extrémités sont, le cas échéant, jointives ou se chevauchent et qui est réalisée à partir d'une tôle ou d'un feuillard plan,caractérisé en ce que l'on conforme d'abord la tôle plane en un cylindre,de façon que les extrémités de la tôle se chevauchent, que l'on enserre la partie de ce cylindre, partie constituant ultérieurement l'aile cylindrique de la cornière, sur un support tel qu'un mandrin mobile en rotation autour de l'axe dudit cylindre et que pendant la rotation dudit support l'on plie progressivement par repoussage, soit vers l'extérieur, soit vers 1'intérieur, des zones successives et voisines de la partie non enserrée du cylindre de tôle jusqu'à ce que celleci occupe une position au moins à peu près perpendiculaire à l'axe de la partie cylindrique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on replie par déformage successif l'aile annulaire jusqu'à ce qu'elle inclue avec l'axe de l'aile cylindrique un angle l#gère- ment inférieur ou supérieur à 900, de préférence de l'ordre de 870 ou de 930. 3. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un mandrin cylindrique muni d'une face d'appui cylindrique et d'une face d'appui annulaire et susceptible autre entraîné en rotation autour de son axe, des moyens de serrage permettant de fixer la partie de la tôle sur la face d'appui cylindrique du mandrin, partie destinée à constituer ultérieurement l'aile cylindrique de la cornière, ainsi qu'un outil de travail disposé dans le prolongement du mandrin et monté mobile suivant deux directions qui sont perpendiculaires l'une à l'autre et dont l'une est perpendiculaire à l'axe dudit mandrin et dont l'autre est parallèle audit axe. 4. Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face d'appui annulaire du mandrin est faiblement tronconique et ses génératrices sont inclinées de 870 à 930 par rapport à l'axe de la face d'appui cylindrique dudit mandrin. 5. Appareillage selon ltune des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la face d'appui annulaire s'étend soit vers l'intérieur soit vers l'extérieur du volume cylindrique délimité par la face d'appui cylindrique du mandrin. 6. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le mandrin est creux et comporte à l'intérieur de la face cylindrique une table de butée pour les moyens de serrage. 7. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que pour le mandrin dont la face d'appui annulaire se trouve à l'extérieur de la face d'appui cylindrique, les moyens de serrage comprennent plusieurs secteurs de serrage, qui présentent la forme de secteurs de disque et sont susceptibles de s inscrire par leur pourtour dans le cylindre déterminé par la face d'appui cylindrique du mandrin et qui sont guidés radialement sur la table de butée et sont associés à un dispositif d'écartement prenant appui sur la table de butée et agissant radialement sur les secteurs de serrage. 8. Appareillage selon l'une des revendications 3 à.~6, caractérisé en ce que les moyens de serrage comprennent une bande d'appui et une sangle de serrage munie d'un levier de serrage. 9. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'outil de travail est constitué par un galet dont la face de travail est légèrement courbe, la tangente à la face de travail étant inclinée de 50 à 80 par rapport à la génératrice de la face d'appui cylindrique du mandrin, génératrice passant par le meme plan radial que ladite tangente à la face de travail. 10. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la face de travail tourne autour d'un axe qui est, soit parallèle à l'axe de la face d'appui cylindrique, soit incliné d'un angle compris entre 650 à 80o et est de préférence de l'ordre de 750. 11. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que l'outil de travail est monté sur un premier chariot mobile dans un premier plan dit radial passant par l'axe de la face d'appui cylindrique et suivant une première direction parallèle audit axe, ce premier chariot étant lui-meme monté sur un second chariot mobile dans un plan parallèle audit premier plan et suivant une seconde direction perpendiculaire audit axe et à ladite première direction et parallèle audit premier plan. 12. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que la position de l'outil de travail est réglable sur le premier chariot de sorte que l'axe de rotation de l'outil puisse être réglé par rapport à l'axe du mandrin. 13. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que le diffipositif d'écartement les secteurs de serrage comprend un coin creux d'un pourtour de préférence t#onconique et une ~tige filetée montée coaxialement mandrin sur la table de butée et traversant le coin creux, les extrémités intérieures desdits secteurs comportant des faces de contact, susceptibles de venir porter contre le pourtour dudit coin sous l'effet d'un organe de commande prenant appui sur ladite tige. 14. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 13, caractérisé en ce que chaque secteur de serrage comprend deux trous oblongs de guidage alignés radialement et la table de butée comprend pour chaque secteur de serrage deux totons de guidage alignés radialement et pénétrant sans jeu latéral notable dans les trous oblongs de guidage. 15. Appareillage selon l'une des revendications 3 à 14, caractérisé en ce que l'un des trous oblongs de guidage au moins communique à chacune de ses extrémités, avec un perçage radial pratiqué dans le secteur de serrage et recevant un ressort de rappel s'appuyant, d'une part, contre un teton de guidage et, d'autre part, contre le fond du perçage radial.