Brevet FR2338753A1 — publié le 19770819

L'invention, due à Douglas Ivan WHEELER, est relative à la fabrication de pièces allongées formées (et éventuellement percées) à partir d'une bande de métal plate. Par "pièce formées on désigneraki une pièce profilée munie d'une ou plusieurs ailes présentant ainsi notamment une section droite en forme de U ou de L. L'invantion a été mise au point en vue de la fabrication d'élément latéraux de châssis de camion. Ces éléments latéraux peuvent avoir une longueur atteignant 12 mètres. Jusqu'à présent il était usuel de former de tels éléments latéraux munis d'arches de passage d'essieu arrière, mais récemment on a cherché à réaliser des éléments latéraux rectilignes, bien qu'ils puissent aller en se rétrécissant à une au moins de leurs extrémités. De tels éléments latéraux sont réalisés en bande d'acier qui, à cet effet, a été laminée. De telles bandes sont habituellement cambrées, c'est-à-dire que les bords de la bande entre lesquels est mesurée la largeur de celle-ci sont incurvés. De plus les cambrures des diverses bandes d'une série fournie par un laminoir sont différentes et on ne peut en pratique ni laminer les bandes de manière qu'elles soient essentiellement rectilignes, ni laminer un certain nombre de bandes avec la même cambrure. La cambrure de ces bandes n'était pas importante lorsqu'il s'agissait de fabriquer des éléments latéraux munis d'arche de passage d'essieux du fait qu'il fallait donner à la bande sa forme générale tuant le formage proprement dit de celle-ci. Toutefois pour la fabrication d'un élément latéral rectiligne il serait souhaitable de partir d'une bande rectiligne de manière à pouvoir utiliser la quantité minimale de matériau Du fait qu'il est difficile d'obtenir de telles bandes rectilignes, un procédé utilisé jusqu'à présent consiste à obtenir, à la sortie d'un laminoir, une bande plus large qu'il ne serait nécessaire si elle était rectiligne et à découper ensuite cette bande pour obtenir une ébauche de bande rectiligne, avant perçage et formage de celle-ci Ce procédé entrain un gaspillage de matériau; en effet la bande peut présenter une largeur supérieure d'environ 38mm à celle qu'elle devrait présenter si elle était rectiligne, de même il faut mettre en oeuvre une opération de découpage qui augmente encore le coût de l'élément latéral indépendamment du gaspillage de matériau. Une autre difficulté est que dans un élément latéral de châssis de camion sont habituellement percés plusieurs centaines de trous dont les emplacements doivent être déterminés avec des tolérances serrées, pour se trouver convenablement placés dans le châssis fini, une fois montés les éléments latéraux. Il serait théoriquement possible de dresser les bords de la bande, c'est-à-dire de déformer celle-ci de manière que ses bords, définissant sa largeur, soient rectilignes, avant le formage de la bande ou éventuellement, son perçage. On pourrait ainsi partir d'une bande présentant une cambrure, en dresser les bords, la percer puis la former. Cependant, pour obtenir la déformation plastique résiduelle nécessaire de la bande pour former une bande rectiligne il faut "sur-courber" ou "sur-courber" la bande de manière que, lorsque la contrainte de déformation a été supprimée et que la bande est revenue élastiquement à l'état de repos, la bande soit rectiligne.Certes - cette manière de traiter le problème pourrait être praticable si toutes les bandes traitées présentaient la meAmecambrure,mais comme ce n'est pas le cas il faudrait procéder à un réglage de l'appareillage à dresser les bords, théoriquement pour chaque bande, ce qui demanderait beaucoup de temps et ne serait pas utilisableen pratique. L'invention fournit pour réaliser des pièges allongées formées, un procédé qui permet de surmonter ces difficultés. Le procédé conforme à l'invention pour former une pièce allongée à partir d'une bande métallique plate laminée, consiste à déformer élastiquement (ainsi qu'on le définit ci-dessous) la bande alors qu'elle est disposée à plat de manière que ses bords prennent la forme désirée, puis, alors que la bande est maint-nue dans son état de déformation élastique, à former sur la bande une ou plusieurs ailes. De préférence l'aile ou les ailes sont formées de manière à être orientées essentiellement suivant la direction de laminage de la bande. L'expression déformer élastiquement la bande" signifie que lorsque l'on supprime la force qui déforme la bande, la bande revient élastiquement à une forme autre que la forme désirée. La déformation appliquée pour amener la bande à la forme désirée peut-inclure une certaine déformation plastique aussi bien qu' une déformation élastique, mais la déformation appliquée n'est pas telle qu'elle amène la bande à la forme désirée uniquement par déformation plastique. En d'autres termes la bande n'est ni "sur-dressée" ni "sur-courbée" et n'est pas déformée d'une manière permanente pour prendre la forme désirée. Dans ces conditions il suffit en pratique de déformer la bande en alignant un de ses bords contre des butées, sans avoir à régler la machine à dresser les bords pour obtenir l'amplitude désirée de ',sur-courbage" et produire,d'une manière permanente, la forme désirée, avec les difficultés, mentionnées ci-dessus, consistant à procéder continuellement à de nouveaux réglages de la machine à dresser les bords. La bande est alors maintenue temporairement sous la forme désirée au cours de son formage et ce formage "fige" la bande sous la forme désirée. Lorsque l'invention est appliquée au formage d'un élément latéral de chassis, il est normalement nécessaire de percer dans cet élément un nombre de trous qui peut être de l'ordre de 350 et ces trous doivent être disposés avec des tolérances très serrées. Si on a besoin d'une pièce ainsi perforée, avant son formage, la bande est élastiquement déformée (ainsi qu'on Ma défini ci-dessus), alors qu'elle est disposée à plat, de manière que ses bords prennent la forme désirée, puis, alors que la bande est maintenue dans son état de déformation élastique, celle-ci est percée. Ce perçage de la bande sera normalement effectué dans un appareillage différent de celui dans lequel sont formées les ad- les, de sorte queolorsque la contrainte appliquée à la bande a été supprimée, la bande reprend sa forme cambrée et que sous cette forme les trous qui ont été percés ne se trouvent pas aux emplacements correspondant à leurs tolérances,mais que lorsque la bande est de nouveau déformée élastiquement, avant son formage, les trous reprennent leurs positions correctes et se trouvent figés en ces positions une fois que l'aile ou les ailes ont été formées. La bande peut aussi, avant le formage de l'aile ou des ailes, être cisaillée à la forme désirée,alors qu'elle se trouve élastiquement déformée, de manière que ses bords prennent la forme désirée. La bande peut être élastiquement déformée jusqu'à la forme désirée, pour son perçage et/ou son cisaillage, à l'aide de coins agissant sur un bord de la bande qui poussent l'autre bord de la bande contre une série de butées. Lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, l'aile ou les ailes peuvent etre formées en pressant la bande dans la cavité d'une matrice de formage à l'aide d'un poinçon, la bande se trouvant élastiquement déformée, de manière que ses bords prennent la forme désirée, immédiatement avant le formage de l'aile ou des ailes en étant presse par le poinçon entre des surfaces inclinées prévues à l'entrée de la cavité de la matrice de formage. Lorsque la bande doit être percée, un certain nombre de trous d'usinage peuvent être percés dans la bande en cours de son perçage et ces trous sont utilisés pour aider à amener en position correcte la bande au cours du formage de l'aile ou des ailes. Si on utilise, comme on l'a indiqué ci-dessus, une cavité de matrice et un poinçon, le poinçon peut être muni d'un certain nombre de tenons en forme de chevilles allant en se ré tr#issant vers leur extrémité, agencés de manière à s'engager dans les trous d'usinage de la bande et à contribuer à déformer élastiquement la bande jusqu'à la forme désirée, lorsque le poinçon pénètre dans la matrice de formage. L'invention a également pour objet un appareillage pour former une pièce allongée comportant une ou plusieurs ailes à partir d'une bande métallique plate laminée, cet appareillage comprenant une matrice, présentant une cavité de formage, et un poinçon agencé de manière à être pressé à l'intérieur de la cavité pour former la pièce finie, la cavité étant munie de surfaces d'entrée inclinées et le poinçon étant muni de moyens localisateurs qui agissent sur la bande de telle manière que,lorsque celle-ci est presssée entre les surfaces inclinées lors de son introduction dans la cavité, elle soit élastiquement déformée (ainsi qu'on l'a défini ci-dessus) de manière que ses bords prennent la forme désirée immédiatement avant le formage de l'aile ou des ailes à l'intérieur de la cavité. Comme on l'a exposé ci-dessus, les moyens localisateurs prévus sur le poinçon peuvent comporter un certain nombre de tenons en forme de chevilles allant en se rétrécissant vers leur extrémité, agencés de manière à s'engager à l'intérieur de trous d'usinage de la bande. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certaines de ses modes de réalisatio pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure 1 représente une bande, présentant une cambrure, à sa sortie du laminoir, - la figure 2 illustre la manière dont la bande disposée à plat, peut être élastiquement déformée, - la figure 3 représente la forme d'un coin qui peut être utili sé pour dresser les bords de la bande, - la figure 4 montre la position de la bande immédiatement avant le formage des ailes, - la figure 5 représente la bande après le formage des ailes selon une pièce de section droite en forme de U, - la figure 6 est une coupe d'un appareillage destiné à dresser les bords de la bande-et à cisailler à plat ceDe-ci et - la figure 7 est une coupe transversale d'une matrice destinée à former la bande selon une pièce de section droite en forme de U. La figure 1 représente une bande d'acier 10 qui a été laminée suivant la direction indiquée par la double flèche 11. Cette bande 10 présente des bords opposés 12 et 13 qui définissent sa largeur et qui, comme on peut le voir, sont cambrés. En d'autres termes les bords 12 et 13 sont incurvés et, bien que l'on ait exagéré sur le dessin la courbure et les proportions de la bande, on voit que pour obtenir une bande rectiligne, représentée en trait interrompu en 14, il faut partir d'une bande incurvée à la fois plus longue et plus large que cela n'est réellement nécessaire Le gaspillage de matériau n'est en pratique pas aussi important que celui représenté sur la figure 1. Pour la mise en oeuvre de l'invention, la bande 10, à l'aide de laquelle on veut réaliser un élément latéral de châssis de camion, est disposée de manière que son bord 12 soit aligné avec des butées 15, de la manière représentée sur la figure 2, et une pression est exercée, à l'aide d'éléments en forme de coins 16, sur le bord 13, suivant la direction indiquée par des flèches 17. Cette pression est telle qu'elle assure le dressage de la bande et qu'elle amène le bord 12 en contact avec toutes les butées 15 qui, dans le cas présent, sont disposées de manière que le bord 12 soit rectiligne. L'un des éléments en forme de coins 16 est représenté sur la figure 3 et on voit qu'il présente une surface inclinée 18 et une surface verticale 19.La surface inclinée 18 est tout d'abord amenée en contact avec le bord 13, lorsqu'on enfonce l'élément 16 vers le bas, puis la surface verticale 19 s'applique contre le bord 13 et finalement assure la rectilinéarité de la bande. La bande 10, dans l'état représenté sur la figure 2, est élastiquement déformée, c'est-à-dire que si l'on enlevait les coins 16, > la bande reviendrait essentiellement à la forme représentée sur la figure 1. Il pourrait cependant se produire une certaine déformation plastique, de sorte que la bande ne reviendrait pas exactement à la forme représentée sur la figure 1, mais elle ne demeurerait pas dans sa forme rectiligne représentée sur la figure 2, une fois les coins 16 enlevés. Alors que la bande se trouve sous sa forme rectiligne, représentée sur la figure 2, on procède à son perçage. Un certain nombre de trous d'usinage, désignés par 20, de diamètre relativement grand, sont percés dans l'axe de la bande. Lorsque la bande est destinée à réaliser un élément latéral de châssis de camion, un nombre considérable,qui peut atteindre 350,d'autres trous, non représentés ici sont percés dans la bande. Ce perçage de la bande est effectué alors que la bande se trouve sous forme rectiligne après avoir été élastiquement déformée. Les coins sont ensuite enlevés; la bande revient à peu près à la forme représentée sur la figure 1 et elle est amenée ensuite dans une presse dans laquelle elle sera formée, dans le cas présent selon une pièce allongée de section droite en forme de U, comme on l'a représenté sur les figures 4 et 5. On distingue sur ces figures 4 et 5 un poinçon 21 et une matrice 22. Le poinçon comporte un certain nombre de tenons en forme de chevilles répartis suivant sa longueur, dont un a été représenté en 21a; ces tenons vont en se rétrécissant jusqu'à leur extrémité libre. La bande 10 est placée sur lB matrice entre les surfaces inclinées 23, à l'entrée de la cavité 22a de celle-ci. La bande se trouve alors sous sa forme incurvée représentée sur la figure 1.Lorsque le poinçon 21 est abaissé, les tenons 21a s'engagent à l'intérieur des trous d'usinage 20 et l'effet des extrémités rétrécies des tenons et de l'inclinaison des surfaces 23, lorsque la bande 10 est déplacée vers le bas entre les surfaces inclinées 23 jusqu'au contact des épaulements 24, sera de remettre sous forme rectiligne la bande 10, après quoi le poinçon 21 pourra agir sur la bande pour la former selon une pièce de section droite en forme de U, désignée# par 25, présentant deux ailes 26 s'étendant longitudinalement. La bande est dressée sous l'action combinée des surfaces 23 et des tenons 21a qui s'engagent dans les trous d'usinage 20. L'expérience a montré que le formage de la bande "fi geait" celle-ci dans sa forme rectiligne. Alors que la bande se trouve sous sa forme plate et rectiligne représentée sur la figure 2 elle peut être cisaillée si on le désire, comme on le voit plus clairement sur la figure 6. Sur cette figure la bande a été encore désignée par 10 et les butées par 15. Ces butées sont constituées par des blocs qui sont boulonnés dans une rainure 27 ménagée dans un support 28. L'un des éléments en forme de coin a été représenté en 16, comme précédemment sa surface inclinée a été désignée par 18 et sa surface verticale par 19. L'élément en forme de coin 16 est monté sur un support supérieur; 29 qui est mobile verticalement par rapport au support inférieur 28. On a prévu une plaque suspendue 30, portée par le support supérieur 29, de telle manière que lorsque celui-ci descend, la plaque 30 s'applique entre la surface supérieure de la bande 10 et maintient celle-ci appliquée sur la surface porteuse inférieure 31. Lorsque le support supérieur 29 est abaisse, les surfaces inclinées 18 des coins 16 s'appliquent tout d'abord contre le bord de droite dela bande et poussent le bord de gauche de celle-ci jusqu'au contact des butées 15.Lorsque les surfaces 19- des coins sont en contact avec le bord de droite de la bande, celle-ci se trouve sous forme rectiligne. Dans le dispositif représenté sur la figure 6, un outil de coupe 32, présentant une arête de coupe 33, est également monté sur le support supérieur 29 et, une fois que la bande a été dressée, il sectionne celle-ci suivant l'arête désignée par 34, la partie sectionnée de la bande ayant été désignée par 35. Il y a lieu de noter qu'il existe un certain nombre de coins tels que 16 répartis, à une certaine distance l'un de l'autre, le long de la bande, ainsi qu'un certain nombre de butées 15, où les outils de coupe 32 ne découpent la bande qu'aux emplacements désirés, normalement aux extrémités de celle-ci. La figure 7 représente d'une manière plus détaillée l'agencement de matrice des figures 4 et 5, dans un plan de coupe où ne se trouve pas de tenon 21a. Les mêmes références numériques ont été utilisées sur les figures 4, 5 et 7, de sorte qu'il est inutile de décrire encore une fois le fonctionnement de la matrice-représentée sur la figure 7. Bien que l'invention ait été décrite en se référant au formage d'une pièce rectiligne, il y a lieu de souligner qu'elle s'applique tout aussi bien à la fabrication de pièces allongées non rectilignes à condition que leur défaut de rectilinéarité > ou la forme initiale de l'ébauche, soit tel qu'elles puissent être déformées élastiquement pour être amenées à la forme désirée avant leur perçage et/ou leur formage. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plusspécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de formage d'une pièce allongée à partir d'une-bande métallique plate laminée, caractérisé en ce qu'il consiste à déformer élastiquement la bande, celle-ci étant disposée à plat, de manière que ses bords prennent la forme désirée, puis, la bande étant maintenue dans son état de déformation élastique, à former sur la bande une ou plusieurs ailes. 2. Procédé selon la revendication 1 de formage d'une pièce allongée munie de trous, caractérisé en ce que, avant le formage de l'aile ou des ailes, la bande est percée alors qu'elle se trouve déformée élastiquement de manière que ses bords aient pris la forme désirée. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, avant le formage de l'aile ou des ailes, la bande est cisaillée suivant une forme désirée, alors qu'elle se trouve élastiquement déformée de manière que ses bords aient pris la forme désirée. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la bande est déformée élastiquement à la forme désirée, pour son perçage et/ou son cisaillage, à l'aide de coins qui agissent sur l'un des bords de la bande et poussent l'autre bord de celle-ci contre une série de butées. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'aile ou les ailes sont formées en pressant la bande à l'intérieur de la cavité d'une matrice de formage en utilisant un poinçon, alors que la bande est élast1;ie- ment déformée de manière que ses bords prennent la forme désirée, immédiatement avant le formage de l'aile ou des ailes par pressage à l'aide du poinçon, entre des surfaces inclinées prévues à l'entrée de la cavité de la matrice de formage. 6. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le perçage et le formage des ailes s'effectuent dans des appareillages différents, la bande étant libérée de sa déformation élastique une fois le perçage achevé et étant de nouveau déformée élastiquement avant le formage de l'aile ou des ailes. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'un certain nombre de trous d'usinage Lont percés dans la bande au cours du perçage de celle-ci et que ces trous sont utilisés pour aider à fixer la position de la bande au cours du formage de l'aile ou des ailes. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 7 caractérisé en ce que le poinçon est muni d'un certain nombre de tenons, en forme de chevilles allant en se retrécissant vers leur extrémité, agencés de manière à s'engager à l'intérieur des trous d'usinage de la bande et à contribuer à déformer élastiquement la bande jusqu'à la forme désirée, lorsque le poinçon s'engage dans la matrice de formage. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'aile ou les ailes sont formées de manière à entre orientées essentiellement suivant la direction de laminage de la bande. 10. Appareillage pour le formage d'une pièce allongée présentant une ou plusieurs ailes, à partir d'une bande métallique plate laminée, cet appareillage comportant une matrice, présentant une cavité de formage, et un poinçon, agencé de manière à être pressé à l'intérieur de cette cavité pour former la pièce finie, lequel appareillage est caractérisé en ce que la cavité de formage (22a) est munie de surfaces inclinées (23) à son entrée et que le poinçon (21) est muni de moyens localisateurs (21a) qui agissent sur la bande (10) de telle manière que} lorsque la bande est pressée entre les surfaces inclinée2 lorsqu'elle pénètre dans la cavité, elle se trouve élastiquement déformée, de manière que ses bords prennent la forme désirée, immédiatement avant le formage de l'aile ou des ailes (26) à l'intérieur de la cavité. 11. Appareillage selon la revendication 102 caractérisée en ce que les moyens localisateurs prévus sur le poinçon (21) comprennent un certain nombre de tenons, en forme de chevilles (21 a) allant en se retrécissant vers leur extrémité, agencés de manière à s'engager à l'intérieur de trous d'usinage (20) de la bande (10).