Brevet FR2351727A1 — publié le 19771216

La présente invention concerne une poulie obtenue à partir d'une tôle métallique mince telle qu'une tole d'acier mince, un procédé de fabrication de ladite poulie ainsi qu'un dispositif de découpage utilisé lors de la fabrication des poulies Comme procédé de fabrication d'une poulie à partir d'une tole métallique mince, on connait, dans la technique antérieure, le procédé suivant : à savoir une tôle métallique mince est mise sous forme d'un flan pour fournir une tole métallique mince circulaire. Ensuite, la tole métallique mince circulaire est soumise à une opération d'emboutissage profond pour fournir un objet cylindrique semblable à une coupelle avec un fond à une de ses extrémités. Une gorge pour la courroie est formée sur la paroi latérale de objet ainsi préformé, ce qui donne une poulie.La gorge pour courroie est profilée en faisant tourner objet préformé ensemble avec une paire de calibres rotatifs en utilisant les axes des calibres comme centre et avec l'objet inséré entre ces calibres tandis que l'on réduit relativement la distance entre les calibres de manière à appliquer une force de compression axiale sur les parois latérales de l'objet préformé et en meme tempsommet en wpui depuis l'extérieur un galet de-mise en forme sur les parois latérales de l'objet préformé de manière à appli querslr celle-ci une force de flexion radiale. Il en résulte qu'une gorge pour courroie de section en V est obtenue, gorge qui présente une paire de flasques se conformant aux surfaces de mise en forme des calibres et aux surfaces externes du galet de. mise en forme. Cependant, lorsqu'unie poulie est produite en série, par ce procédé conventionnel, si l'objet préformé présente une hauteur variable, la position d'appui du galet de mise -en forme sur la paroi latérale de l'objet préformé n'est pas déterminée de manière exacte, ce qui rend non uniforme l'exactitude des dimensions des poulies ainsi fabriquées telles que la hauteur globale, la dimension externe de la paire de flasques de part et d'autre de la gorge et la distance entre la gorge pour courroie et la paroi de fond sur laquelle est monté l'arbre d'entrainement.En conséquence, la dimension de l'objet préformé est vérifiée au préalable, lors de l'obtention des flans, à savoir la dimension externe de la tôle métallique circulaire mince est vérifiée au préalable de manière que la hauteur de l'objet préformé soit maintenue datif ##e ganme prescrite. Cependant, la hauteur de l'objet préformé varie en fonction de facteurs tels que son épaisseur, ltexactitude de 1' opération d'emboutissage profond, etc. en plus de la dimension externe de la tôle métallique circulaire mince. En pratique, la hauteur de l'objet varie d'une unité à l'autre ou d'un lot à l'autre et l'on rencontre des problèmes lors de la fabrication de poulies demandant une précision élevée en ce qui concerne les dimensions. la présente invention a pour but de résoudre ce problème en découpant l'objet préformé, du coté de sa partie d'extrémité ouverte, à une longueur prédéterminée par rapport à la paroi de fond prise comme référence avant que la gorge pour courroie ne soit formée sur la paroi latérale de l'objet préformé. La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de produire en masse des poulies de qualité élevée présentant une précision élevée dans leurs dimensions en décou- pant les objets préformés à une hauteur prédéterminée. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif-de découpage pour découper les objets préformés de manière efficace et très exacte a v e c une hauteur prédéterminée. D'-autres buts, caractéristiques et avantages de la pr#ésente invention apparaitront à la lecture de la description faite ciaprès avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : Fig. 1 (A) à (C) sont des vues expliquant le procédé de fabrication d'une poulie Fig. 2 est une vue en élévation frontale, partie en coupe, représentant la mise en place de l'objet préformé dans le dispositif de découpage Fig. 3 est une vue en élévation frontale, partie en coupe, illustrant la découpe de l'objet préformé par le dispositif de découpage Fig. 4 est une vue en coupe, avec arrachement partiel, illustrant la mise en place de l'objet prédécoupé dans le dispositif de formage de la gorge en V, et, Fig. 5 est une vue en coupe, avec arrachement partiel, illustrant le formage de la gorge en V pour courroie, par le dispositif de formage de la gorge en V de la figure 4, sur la paroi latérale sur l'objet prédécoupé. Comme représenté dans les figures 1 (Si) à (C), une tôle d'acier mince circulaire obtenue en découpant des flans dans une tôle d'acier mince est soumise à un emboutissage profond pour fournir un objet cylindrique préformé Il présentant un fond 12 à l'une de ses extrémités. l'objet préformé il présente une section de diamètre plus petit du côté du fond 12 et une partie en gradin 14 sensiblement au milieu de sa paroi latérale 13. l'objet préformé Il est découpé du côté de sa partie d'extrémité ouverte 15 à une hauteur prédéterminée h en prenant le fond 12 comme référence et une gorge pour courroie de section en V 16 est façonnée sur la partie de la paroi latérale se trouvant du coté de l'extrémité ouverte de l'objet préformé Il résultant.Dans la paroi de fond 12, sont prévus un trou central 17 dans lequel est monté un arbre d'entrainement et une pluralité de trous pour insérer des vis disposés autour du trou central 17. le résultat obtenu est une poulie. L'opération de découpage et ltopération de formage d'une gorge en V pour courroie seront expliquées plus en détail l'objet préformé 11 est découpé à la longueur h prédéterminée en utilisant un dispositif de découpage comme illustré dans les figures 2 et 3. Le détail du dispositif de découpage est le suivant. Un arbre rotatif 31 est positionné verticalement dans le dispositif de découpage et un mécanisme d'entrainement non représenté tel qu'un moteur électrique, etc. est connecté à l' extrémité inférieure de l'arbre rotatif 31. La partie d'extrémité supérieure de l'arbre rotatif 31 a un diamètre suffisamment plus petit que le diamètre interne de l'extrémité ouverte de l'objet préformé 11. l'arbre rotatif 31 présente un flasque 32 à la périphérie externe de sa partie intermédiaire0 Un support de pièce travaillée 33 est monté sur l'extrémité supérieure de 1' arbre rotatif 31. le support pour pièce travaillée 33 comprend des éléments supérieur et inférieur 35 et 34 qui sont fixés séparément l'un à l'autre par des boulons. la hauteur du support de pièce travaillée 33 mesurée de la surface d'extrémité inférieure de 1' élément inférieur 34 à la surface d'extrémité supérieure de 1' élément supérieur 35 est réglée à la hauteur h prédéterminée. L'élément inférieur 34 présente un diamètre externe correspondant au diamètre interne de l'ouverture de l'objet préformé 11. 'élé- ment supérieur 35 présente une partie en gradin dans sa partie intermédiaire, c'est-à-dire qu'il présente une section inférieure correspondant au diamètre interne de l'ouverture de l'objet préformé 11 et une section supérieure correspondant à la dimension interne de la section de plus petit diamètre du côté du fond 12 de l'objet préformé 11. Une bague mobile 37 et une bague support 38 sont fixées sur la périphérie externe de la partie d'extrémité supérieure de l'arbre rotatif 31, la bague mobile 37 se trouvant sur le coté supérieur.La bague mobile 37 et la bague support 38, en ce qui concerne sa partie supérieure, ont toutes les deux un diamètre externe correspondant au diamètre externe de l'élément inférieur 34 du support de pièce travaillée 33. La bague mobile 37 présente un diamètre interne suffisamment plus grand que le diamètre externe de l'arbre rotatif 31 et est fixée de manière mobile sur l'arbre rotatif 31. La bague support 38 présente un diamètre interne correspondant au diamètre externe de l'arbre rotatif et est montée à rotation sur l'arbre rotatif 31. Un ressort de compression 39 est supporté sur le flasque 32 et est positionné en dessous de la bague support 38.Sous l'influence du ressort de compression 39, la surface d'extrémité supérieure de la bague mobile 37 est sollicitée vers la surface d'extrémité inférieure de l'élément inférieur 34 du support de pièce travaillée 33 et la surface d'extrémité supérieure de la bague support 38 est sollicitée vers la surface d'extrémité inférieure de la bague mobile 37. La surface d'extrémité supérieure de la bague support 38 est une surface conique et la surface d'extrémité inférieure de la bague mobile 37 est une surface conique correspondante. L'axe de la bague mobile 37 est en alignement avec l'axe de l'arbre rotatif.La surface périphérique externe de la bague mobile 37 est alignée avec les surfaces périphériques externes du support de pièce travaillée 33 et de la bague support 38. Le bord périphérique externe de la partie d'extrémité supérieure de la bague mobile 37 est légèrement chanfreiné pour laisser un petit interstice par rapport au support de pièce travaillée 33.Sur r un eôté de l'arbre rotatif 31, un couteau en forme de disque mince 40 est positionné horizontalement avec son arête de coupe en alignement avec le plan de butée entre le support de pièce travaillée et la bague mobile 37. le couteau 40 est entrainé en rotation à haute vitesse au moyen d'un mécanisme d'entrainement non représenté et il est,en meme temps, avancé horizontalement par un mécanisme a1 avance (non représenté) vers l'axe de l'arbre rotatif 31, c'est-à-dire qu'il est mobile selon la direction indiquéespar les flèches dans la figure 2.Un bloc de serrage de la pièce 41 est positionné au-dessus du support de la pièce travaillée 33 et est monté à rotation par l'intermédiaire de roulements à billes 43 et 44 sur la partie d'extrémité inférieure d'un arbre mobile verticalement 42 dont l'axe est aligné avec l'axe de l'arbre rotatif 31. L'arbre mobile verticalement 42 est adapté pour etre descendu d'une course prédéterminée au moyen d'un mécanisme de levage non représenté. le procédé de découpage de l'objet préformé à la hauteur prédéterminée au moyen du dispositif de découpage ci-dessus sera expliqué ci-après. Comme représenté dans la figure 2, un objet préformé est mis en place pour recouvrir le support de pièce travaillée 33. L'arbre mobile verticalement 42 est ensuite descendu, ce qui amène le bloc de serrage de la pièce 41 à venir en contact sous pression avec la paroi de fond 12 de l'objet préformé Il et en meme temps, amène la paroi de fond 12 à être en contact sous pression avec la surface d'extrémité supérieure du support de pièce travaillée 33. Ensuite, l'arbre rotatif 31 est entrainé en rotation pour amener l'objet préformé Il à être entrainé en rotation ensemble avec le support de pièce travaillée 11. En même temps, le couteau 40 est entrainé en rotation à vitesse élevée et déplacé horizontalement vers l'axe de l'arbre rotatif 31 comme indiqué par la flèche dans la figure 2.Ainsi, l'arête de coupe du couteau 40 est amené en contact avec la paroi périphérique de la partie d'extrémité ouverte 15 de l'objet préformé Il afin qu'il soit coupé uniformément sur toute sa périphérie durant le mouvement horizontal du couteau 40. il en résulte que la partie d'extrémité ouverte 15 de l'objet préform#é Il est enlevée par découpage de la partie restante de l'objet préformé 11 et l'objet préformé il est découpé à la hauteur h prédéterminée. L'opération de découpage est effectuée à une vitesse relativement élevée fonction de la vitesse d'avancement du couteau 40 qui est entraîne en rotation à grande vitesse.Jusqu'à ce que l'arête de coupe du couteau 40 ait pénétré dans l'interstice entre la surface d'extrémité infei-ie### tle élément inférieur 34 du support de pièce travaillée 33 et. 1 surface d'extrémité supérieure de la bague mobile 37, la surface latérale de l'objet préformé il est soutenue par les surfaces périphériques externes du support de pièce travaillée 33, de la bague mobile 37 et de la bague support 38 pour empêcher toute déformation possible durant le découpage de l'objet préformé 11. En conséquence, l'objet préformé il dont la partie d'extrémité ouverte 15 a été découpée garde une forme circulaire exacte avec l'extrémité coupée perpendiculaire-à la paroi latérale de l'objet préformé 11. L'objet ainsi formé convient pour être envoyé vers l'étape suivante de formation d'une gorge pour courroie.Lorsque l'arête de coupe du couteau 40 pénètre dans l'interstice entre le support de pièce travaillée 33 et la bague mobile 37, la bague mobile 37 et la bague support 38 sont déplacées vers le bas contre l'action du ressort 39 comme représenté dans la figure 3 pour empêcher que l'arête de coupe du couteau 40 ne vienne en contact direct avec ces éléments. il en résulte que le couteau n'endommage pas le support de pièce travaillée 33, la bague mobile 37 et la bague support 38 et que le couteau lui-même n'est pas endommagé, ce qui permet une opération répétée de découpage. l'étape de formation de la gorge pour courroie sera maintenant expliquée avec référence aux figures 4 et 5. La figure 4 représente un dispositif de formation d'une gorge pour courroie. Dans la figure 4, une paire de calibres rotatifs 50 , 51 sont positionnés verticalement avec leurs axes en alignement l'un avec l'autre. le calibre supérieur 50 peut être entrainé en rotation et déplacé selon la direction indiquée par la flèche dans la figure 4 tandis que le calibre inférieur 51 peut être entrainé en rotation mais ne peut être déplacé selon la direction de la poussée. le calibre inférieur 51 présente, au centre, une partie supérieure cylindrique. le diamètre externe de la partie cylindrique supérieure du calibre inférieur 51 correspond à la dimension interne de la section de petit diamètre de 1' objet préformé 11 pour fournir un support de pièce travaillée 52. le calibre supérieur 50 présente dans sa partie centrale un évide- ment circulaire 53 e le diamètre interne de l'évidement circulaire 53 correspond au diamètre externe de la section de petit diamètre de l'objet 11. Une partie à surface conique 54 est formée sur le bord périphérique externe du support de pièce travaillée 52 et une surface conique 55 est prévue autour de la partie d'extrémité ouverte de l'élément 53. A savoir, les surfaces coniques des calibres supérieur et inférieur 50 et 51 sont disposées de sorte que, lorsque le calibre supérieur 50 est abaissé pour venir en engagement de butée avec le calibre inférieur 51, un espace annulaire de section en V est prévu entre les surfaces coniques 54 et 55 des calibres supérieur et inférieur.Un rebord annulaire 56 est formé sur le bord périphérique externe de la surface conique 54 du calibre inférieur 51 de manière à maintenir l'extrémité ouverte de l'objet 11. le calibre supérieur 50 est adapté pour être entrainé en rotation par l'intermédiaire d'un arbre a tentrai- nement 57 au moyen d'un mécanisme d'entrainement, non représenté, tel qu'un moteur électrique, etc. Sur le côté du calibre inférieur 51, un galet de profilage de la gorge pour courroie 58 est positionné à une hauteur prédéterminée, de manière qu'il soit en face de l'espace annulaire dans position requise. le galet 58 est monté à rotation sur la partie d'extrémité avant d'un bras support 59 et il peut être déplacé horizontalement, ensemble avec le bras support 59, vers l'axe du calibre inférieur 51 au moyen d'un mécanisme d'avancement, non représenté. La configuration en coupe de la périphérie externe du galet 58 est en forme de V pour correspondre à la configuration en coupe de la gorge pour courroie à profiler. le procédé de profilage de la gorge pour courroie 16 sur la paroi latérale de la section de grand diamètre de l'objet li sera expliqué ci-après. Objet Il est monté sur le support de pièce travaillée 52 du calibre inférieur 51. Ensuite, le calibre supérieur 50 est abaissé pour assurer l'insertion de la section de petit diamètre de l'objet 11 dans l'évidement 53 du calibre supérieur 50. A ce moment, l'extrémité ouverte de l'évidement 53 du calibre supérieur 50 vient en butée contre la partie en gradin de l'objet 11. Dans cet état, le calibre supérieur 50 est entrainé en rotation par lt intermédiaire de l'arbre d'entrainement 57 au moyen du mécanisme d'entrainement ce qui amène l'objet il et le calibre inférieur 50 à tourner comme un seul élément.En même temps,le galet 58 est déplacé à une vitesse prédéterminée vers l'axe du calibre infé- rieur 51 pour amener la périphérie externe du galet 58 à etre mise en pression sur la partie sensiblement au milieu de la see- tion de grand diamètre de l'objet 11 tandis qu'en même temps on abaisse le calibre supérieur 50 à une vitesse prédéterminee vers le calibre inférieur 51.En procédant ainsi, une force de compression axiale agit sur la paroi latérale de la section de grand diamètre de l'objet 11 ar l'intermédiaire des calibres supérieur et inférieur 50 et 51 et, en même temps, une force de flexion vers l'intérieur est exercée sur la paroi latérale de la section de grand diamètre de l'objet Il au moyen du galet 58. il en résulte que la paroi latérale de la section de grand diamètre de l'objet Il est mise sous une configuration en V comme représenté dans la figure 1 (C) et la figure 5, configuration qui épouse la forme des surfaces coniques 54 et 55 des calibres 51 et 50 et de la surface périphérique externe du galet 58. il en résulte que la gorge pour courroie 16 est réalisée sur la paroi latérale de la section de grand diamètre de l'objet 11.La gorge pour courroie 16 ainsi formée présente un flasque comportant une seule épaisseur de tôle 60-sur le côté de ltextremité ouverte et un flasque à double épaisseur 61 sur le côté opposé. Conformément au procédé de fabrication d'une poulie décrit ci-dessus, l'objet préformé est coupé lors de l'étape de découpage à une hauteur prédéterminée, ce par quoi la position de compression du galet par rapport à la paroi latérale de la section de grand diamètre de l'objet est exactement déterminée, Ceci permet de rendre uniforme la hauteur de l'objet, la dimension externe des flasques de part et d'autre de la gorge pour courroie et la-distance entre la paroi de fond et la gorge pour courroie de la poulie. il est en conséquence possible de produire en série des poulies de qualité élevée présentant des dimensions très exactes. le dispossitif de découpage tel que mentionné ci-dessus peut couper la partie d'extrémité ouverte de l'objet de manière plus exacte et plus efficace que lorsque l'objet est coupé au moyen,par exemple, d'un tour, etc.. REVENI)IC#TI0NS 1. Un procédé de fabrication d'une poulie dans lequel on soumet une tôle métallique circulaire mince à une opération d'emboutissage profond pour former un objet préformé cylindrique et fait tourner l'objet ensemble avec une pa#ire de calibres entre lesquels il est inséré, tandis que l'on réduit progressivement la distance entre ces calibres avec un galet de mise en forme appuyé dans une position prédéterminée sur la paroi latérale de l'objet pour former une gorge pour courroie, caractérisé en ce que, avant de former la gorge pour courroie sur la paroi latérale de l'objet, la partie d'extrémité ouverte de l'objet préformé est coupée à une hauteur prédéterminée en prenant la paroi de fond de l'objet comme référence. 2. Un dispositif de découpage pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un arbre rotatif entralné en rotation par un mécanisme d'entrainement, un support de pièce travaillée monté sur la partie dlextré- mité avant de l'arbre rotatif et présentant un diamètre externe correspondant au diamètre interne de la partie d'extrémité ouverte de l'objet préformé à découper, une bague mobile disposée en dessous du support de pièce travaillée et fixée sur la périphérie externe de l'arbre rotatif, un ressort pour solliciter la bague mobile vers la surface d'extrémité inférieure du support de pièce travaillée, un bloc de serrage de la pièce monté à rotation et déplaçable en hauteur sur le support de pièce travaillée et un couteau en forme de disque mince positionné horizontalement sur le côté du support de pièce travaillée avec son arête de coupe en alignement avec un plan passant entre le support de pièce travaillée et la bague mobile, ledit couteau étant entralné en rotation à vitesse élevée et déplaçable vers l'axe rotatif. 3. Un dispositif de découpage selon la revendication 2 caractérisé en ce que la bague est fixée de manière mobile sur la périphérie externe de 1'arbre rotatif, une bague support étant interposée entre la bague mobile et le ressort et les surfaces en regard de la bague mobile et de la bague support étant toutes les deux coniques pour se conformer l'une à l'autre.