Brevet FR2382288A1 — publié le 19780929

L'invention a pour objet un procédé de forgeage à froid d'axes de pédaliers, les moyens de mise en oeuvre, et les axes exécutés selon ce procédé. L'objet de l'invention sa rattache au secteur technique des accessoires de cycles, cyclomoteurs et véhicules similaires. Les axes de pédaliers de cycles et autres véhicules analogues sont en général réalisés à partie d'un axe lisse ou barreau cylindrique qui est maintenu dans sa partie centrale par un organe de serrage pour former par refoulement axial les collerettes d'appui des billes retenues par la boite de pédalier. Puis l'axe est repris en une ou plusieurs opérations d'usinage pour réaliser par fraisage généralement, les extrémités carrées de calmage des manivelles portant les pédales qui sont fixées généralement par des vis coopérant avec des trous taraudés exécutés aux extrémités de l'axe. Ce procédé présente de notables inconvénients, notamment en ce qu'il est long et comateux par les diverses opérations de reprise des pièces et aussi par ce que la coupe du métal par fraisage ou autrement, détruit une partie du fibrage du métal et porte atteinte aux caractéristiques. Suivant l'inventions on a voulu réaliser un axe de pédalier d'une manière trEs sensiblement plus économique, en réduisant notablement le prix de revient, et la qualité du produit fabriqué est très supérieure. Suivant une première caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'on perce axialement au moins les deux extrémités du barreau sur une partie de leur longueur 5 on forge simultanément les carrés ou autres formes à pans aux extrémités du barreau, à l'aide de matrices présentant des empreintes correspon- dantes avec dépouille et déplacés axialement en les rapprochant ; on forge, en poursuivant le mgme déplacement axial, les collerettes de l'axe, de sorte qu'en une seule opération on exécute deux phases continues successives de forgeage ss on termine ensuite l'axe dont la ronformation est ainsi réalisée0 Une autre caractéristique se trouve dans les moyens de mise en oeuvre qui comprennent un équipement pour une machine à forger de préférence norisontalss caractérisé par un organe de serrage du barreau dans sa partie centrale et deux vérins ou organes équivalents, disposés axialement à chaque extrémité du barreau et commandés simultanément l'un vers l'autre ; ces vérins portant directement ou de manière rapportée les matrices de formage des carrés eu formes A pans. Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés s - la figure 1 est une vue perspective illustrant un axe de pédalier réalisé selon l'invention. - la figure 2 est une vue de face en coupe partielle de l'axe selon l'invention - les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe A caractère schématique illus- trant trois phases de travail. - la figure 6 est une vue en coupe à plus grande échelle, considérée suivant la ligne 6-6 de la figure 5 et montrant le forgeage des carrés d'extrémité. - la figure 7 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle, illustrant le forgeage des collerettes. - la figure 8 est une vue schematiaue illustrant un exemple de réalisation ces moyens de forgeage selon l'invention. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réalisation illustrée aux figures des dessin@. L'axe de pédalier 1 suivant l'invention comprend une fois terminé, une partie centrale cylindrique la avec, symétriquement de chaque côté des collerettes lb raccordées par des arrondis le A des portées cylindriques id tandis qu'aux ex trinités se trouvent des carrés le d'emmanchement des manivelles qui sont blo quées par des vis coopérant avec des trous filetés @@ percés axialement A que extrémité de l'axe. Pour réaliser cet axe selon les dispositions de l'invention, on exécute les opérations suivantes illustrées schématiquement aux figures 3 à 8 des dessins. On prend un barreau cylindrique B de longueur L suffisante A 1' l'obtention, après forgeage, d'un axe de longueur L1 déterminée. On perce axialement ce barreau de deux trous T A chaque extrémité et au moins sur une long@eur mini- mum L2 égale à celle des extrémités carrées ou à pens. A noter que, comme illus tré en traits mixtes A la fieure 2, on peut percer le barreau de part en part. On positionne ensuite le barreau sur la machine à forger qui présente dans l'exemple non limitatif illustré, une demi-coquille fixe 2 destinée à recevoir le barreau dont le positionnement longitudinal précis peut être assuré par tons moyens connns tels que butées escamotables (nom représentées). Le barreau est ensuite serré fermement par une demi-coquille supérieure 3 qui est reliée A un plateau 4 articulé par genouillère 5 à un orrane de de de serrage (non représenté) avec colonnes de guidaee 6. (figure c) Les bagues 9 présentent une ouverture axiale 9a carrée ou à pans avec déga gement arrière 9b, tandis que les bagues 10 présentent un alésage cylindrique iCa, de diamètre sensiblement égal à celui du barreau et se terminant du du barreau par un dégagement d'entrée lOb. Les demi-coquilles 2 et 3 présentent également a' leursextrémités en regard des matrices, des dégagements 2a - 3a de même forme ou non que les dégagements 10b, à savoir que les dégagements 10b se raccordent à l'alésage 10a par un ray 10c (figure 7). On voit encore que les têtes de pistons ou tiges 8a présentent des centrages 8b s'engageant dans les dégagements arrières 9b des bagues 9, afin de tuer des butées, comme on le verra plus loin. On décrit maintenant le processus de forgeage de l'axe A partir du barreau percé et positionné sur la machine. Les vérins 7 sont commandés simultanément pour que les tiges 8a avancent l'une vers l'autre, les alésages lOa des bagues 10 recouvrent les extrémités du barreau (figure t), jusqu'à ce que les dites extrémités arrivent en contact avec l'ouverture 9a des bagues 9 qui est de plus petite dimension, ce qui a pour effet d'obliger le métal à fluer dans la seule direction possible qui est radiale, c'est-a-dire dans les trous T préalablement percés (figure 6). Lorsque les portées carres sont forgés par ce fluage radial, les bagues 10 sont au contact des demi-coquilles n et 3 tandis que les centrages 8b des tiges des pistons sont au contact ou en butée contre les extrémités de l'axe (figure 5). La pression ou avance des vérins continuant, le métal va alors fluer axialement et se loger dans les seules cavités existantes qui sont les dégagements 2a - 3a et lOb, en formant ainsi les collerettes d'appui A roulement des billes (figure 7). On note que les deux opérations de formage des carrés et des collerettes sont réalisées en continu et de mahière successive dans un msme mouvement d'avance des matrices. Bien entendu, ltaxe est ensuite terminé par les opérations suivantes s reperçage et taraudage des trous If de fixation des manivelles, trempage ou autre traitement thermique de l'axe et rectification des portées A billes. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne s - le formage a froid en deux phases successives par une méme avance des matrices, des carrés avec fluage radial sans compression du métal et des collerettes par fluage axial sans gros efforts de forgeage. - le fonnage des collerettes après formage des carrés permet de garder une constante dans la longueur hors tout des axes, en faisant passer le supplément de métal dû aux tolérances dans le diamètre extérieur des collerettes qui n'est pas rigoureux. - le formage des carrés par forgeage au lieu d'usinage conserve au métal toute son homogénéïté, en ce sens que les fibres ne sont pas détériorées. - la suppression d1 opérations d'usinage coûteuses (fraisage) en reprise. L'invention ne se limite aucunement A celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. R EVE N Dl CATI ON S 1 ~ Procédé de forgeage à froid d'axes de pédaliers, à partir d'un barreau cylindrique, caractérisé en ce que l'on perce axialement au moins les deux extrémités du barreau sur une partie de leur longueur; on forge simultans ment les carrés ou autres formes à pans aux extrémités du barreau, à laide de matrices présentant des empreintes correspondantes avec dépouille et déplacés axialement en les rapprochant ; on forge, en poursuivant le m9me déplacement axial, les collerettes de saxe, de sorte qu'en une seule opération on exécute deux phases continues successives de forgeage ; on termine ensuite l'axe dont la conformation est ainsi réalisée. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que après forgeage des carrés ou formes à pans et des collerettes, on reperce et on taraude axialement les extrémités sur une certaine longueur pour l'engagement des vis de serrage des manivelles calées sur les carrés, on fait subir un traitement thermique tel que trempe, à l'axe, puis on rectifie les portées à billes situées entre les collerettes et les carrés, ainsi que les rayons de raccordement des portées avec les collerettes. 3 - Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, qui comprennent un équipement pour une machine à forger de préférence horizontale, caractérisé par un organe de serrage du barreau dans sa partie centrale et deux vérins ou organes équivalents, disposés axialement à chaque extrémité du barreau et commandés simultanément llun vers l' autre; ces vérins portant directement ou de maniere rapportée, les matrices de formage des carrés ou formes à pans. 4 - Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 et 3 prises ensemble, caractérisés en ce que les matrices de formage des carrés et des collerettes sont exécutées sur des bagues rapportées en bout des pistons des vérins ou autres organes équivalents de forgeage ; les bagues extrimes présentant un alésage cylindrique avec dégagement d'entrée, tandis que les autres bagues présentent une ouverture carrée ou à pans avec dé pouillé, correspondant aux portées à forger. 5 - Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisés en ce que l'organe de serrage du barreau est constitué par une demi-coquille fixe sur laquelle est positionné le barreau et par une demicoquille mobile solidaire d'un plateau à genouillere, guidé sur la machine; les deux demi-coquilles présentant à chaque extrémité en contact avec les matrices, des dégagements destinés au formage des collerettes, en combinai- son avec les dégagements d'entrée des matrices. 6 - Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisés en ce que les dégagements exécutés à l'extrémité des matrices et aux extrémités des demi-coquilles, ont une dimension telle qu'ils puissent absorber tous suppléments de métal ayant flué. 7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on perce axia I ement et de part en part le barreau avant formage des carrés et des colleret- tes. 8 - Axe de pédalier selon le procédé décrit dans les revendications 1 - 2 et 7 prises ensemble et avec les moyens décrits selon les revendications 2 - 3 4 - 5 et 6, caractérisé en ce que le fibrage de métal est préservé par le forgeage à froid dans le sens axial des carrés ou formes à pans et des collerez tes, exécutés dans une seule opération, en deux phases continues successives.