Brevet FR2365384A1 — publié le 19780421

La présente invention concerne un procédé de fabrication de demi-coquilles en tôle, notamment pour des coudes tubulaires, la tôle étant dévidée d'un rouleau sous la forme d'une bande et etant ensuite mise en forme, l'invention concernant également une machine pour la mise en pratique de ce procédé. Des demi-coquilles pour coudes tubulaires en tôle sont realisées sous la forme d'une partie inférieure de coude et d'une partie superieure de coude, puis, après adaptation d'une partie supérieure sur une partie inférieure, on réalise les jonctions médianes par brasage ou par soudage de façon à obtenir Te coude tubulaire final. On sait déjà fabriquer des demi-coquilles pour coudes à paroi mince dans des presses d'emboutissage à l'aide d'outils appropries. Cependant, on rencontre un inconvénient du fait que le processus de fabrication est très long et qu'il faut placer pour cette raison plusieurs outils les uns à côté des autres de façon à pouvoir etirer simultanément un certain nombre de demi-coquilles. Il est évident pour le spécialiste qu'avec ce procedé connu il est nécessaire de prévoir un nombre important d'opérations manuelles et que les outils doivent être chauffés à une température de 120 à 200"C en vue d'améliorer l'aptitude de deformation des materiaux. L'invention a en conséquence pour but de fournir un procédé et une machine de- fabrication de demi-coquilles de coudes, permettant de réaliser une fabrication particulierement rapide et économique. En outre, les demi-coquilles de coudes ainsi fabriquees présentent une amélioration de qualité, de précision de cotes et de fini superficiel. On doit pouvoir adapter simplement et rapidement les conditions de fabrication à des demi-coquilles de coudes d'autres cotes et on doit pouvoir fabriquer des demi-coquilles de coudes presentant non seulement un angle de courbure de 60 mais, également, un angle de-90 . Pour la fabrication, on peut partir d'une bande de tôle dévidée d'un rouleau de façon synchronisée et mise en forme dans un processus d'emboutissage. En particulier, la fabrication de demi-coquilles pour coudes en zinc doit pouvoir être réalisée complètement automatiquement et à cadence elevee, de sorte qu'il est possible, dans la mise en pratique du procédé selon l'invention, d'obtenir avec une seule machine non seulement un nombre de pieces élevé mais, en outre, une amélioration de la rentabilite de fabrication. Ces différents problèmes sont résolus selon l'invention en ce qu'on forme la bande de tôle initialement de manière à lui donner une section droite de profil demi-circulaire puis on l'emboutit progressivement sous tension dans un plan de cintrage ou elle est cintrée, puis on effectue le découpage des tronçons de coudes. En particulier, le mouvement de la bande de tôle et sa mise en forme, y compris son cintrage et le découpage des demi-coquilles, peuvent être effectues de façon synchronisée, la tension d'emboutissage exercée pendant le cycle de formage étant constante. Pour obtenir des bords lisses dans les demi-coquilles de coudes, le découpage peut être réalisé depuis un bord de la bande de tôle cintrée au profil final jusqu'à l'autre bord, l'opération de découpage coincidant temporellement avec l'opération de cintrage. La machine pour la mise en pratique du procédé selon l'invention est avantageusement caractérisée en ce qu'elle comporte deux cylindres profilés servant a cintrer la bande de tôle pour lui donner une section de forme demi-circulaire, un outil de serrage placé en arrière et deplaçable alternativement dans la direction de mouvement de la bande de tôle, ainsi qu'un outil de tension dans lequel la bande est tendue et qui peut pivoter d'un angle correspondant à l'angle de courbure de la demi-coquille de coude et, en outre, un outil de découpage placé en arrière de l'outil de cintrage. Avantageusement,-pour effectuer simultanement le découpage et le cintrage, l'outil de découpage est fixé sur l'outil de cintrage, il comporte une lame de coupe tournante et, pour le réglage d'une tension constante ou variable dans la bande de tôle préformée dans une zone située en avant du plan de cintrage, le mouvement de l'outil de tension peut être commandé par l'intermédiaire d'un disque formant came afin d'être rapproche de l'outil de cintrage pendant le processus de cintrage, le mouvement de rotation du disque s'effectuant en fonction du mouvement de pivotement de l'outil de cintrage. Pour assurer une tension efficace de la bande de tôle cintrée aussi bien dans l'outil de tension que dans l'outil de cintrage, ces deux outils comportent avantageusement une mâchoire centrale de serrage qui est pourvue d'une surface extérieure de forme partiellement circulaire et qui peut être engagée dans une cuvette de serrage de courbure correspondante et, symétriquement par rapport à celle-ci, deux autres mâchoires latérales de serrage dont les surfaces sont arrondies et cooperent avec la surface exterieure de la mâchoire centrale. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures donnees à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 représente une partie inferieure de coude comportant un angle de cintrage de 90". La Figure 2 represente une partie supérieure de coude comportant un angle de cintrage de 600. La Figure 3 représente un coude tubulaire correspondant à un angle de cintrage de 60 et deux embouts latéraux destines à s'engager dans d'autres parties tubulaires. La Figure 4a est une vue latérale schématique d'une machine d'etirage de demi-coquilles de coudes de 600 avant le début de l'étirage d'un coude. La Figure 4b représente la machine de la Figure 4a après terminaison de l'étirage d'un coude. La Figure 5 est unecoupe schématique de l'outil de tension de la machine de la Figure 4. La Figure 6 est une coupe schématique de l'outil de cintrage de la machine de la Figure 4. La Figure 7a est une coupe longitudinale schématique d'une machine d'étirage de demi-coquilles de coudes de 900 au début du processus de cintrage. La Figure 7b représente la machine de la Figure 7a après terminaison du processus de cintrage. La Figure 8 est une vue de face de l'outil de cintrage de la machine de la Figure 7 dans la position de repos, c'est-à-dire avant le cintrage. La Figure 9 est une vue de l'outil de la Figure 8 dans la position de travail après le processus de cintrage, et la Figure 10 est une vue conforme à la Figure 9 mais dans le cas du cintrage de parties supérieures de coudes. Le procédé et la machine selon l'invention conviennent pour la fabrication de demi-coquilles de coude présentant une faible épaisseur de paroi et pouvant être constitués à partir d'un grand nombre de metaux tels que du zinc, du cuivre, de l'aluminium, de l'acier, de l'acier galvanise, de l'acier galvanisé et revêtu de matière plastique ainsi que des aciers alliés tels que de l'acier au chrome-nickel. On utilise des coudes fabriqués de cette façon dans des tuyaux de descente de gouttières, dans le domaine de la climatisation et pour realiser des coquilles isolantes de tubes ainsi que des dispositifs protecteurs en forme de demi-coquilles. Les rayons de courbure sont de l'ordre de 100 mm et ils peuvent atteindre jusqu'à 1,2 fois le diamètre, auquel cas on peut réaliser tous les angles de courbure désirés jusqu'à 900. Les demi-coquilles de coude peuvent être pourvues ou non d'un embout a. Il est particulièrement avantageux qu'il ne se produise pas de chute et que toute la matière formant la tôle soit mise en oeuvre pour produire des demicoquilles de coudes. Au contraire, dans les procédés d'emboutissage profond utilisés habituellement, il est toujours rreLessdire de sectionner ultérieurement les parties dépassantes qui ont été utilisées pour le serrage des tôles. Conformement aux figures, la machine selon l'invention se compose suc cessi vement: - d'une paire de cylindres 30 servant a effectuer le formage de la bande de tôle pour lui donner une section droite de profil semi-circulaire, - d'un outil de tension A, déplaçable alternativement dans la direction lon gitudinale de la bande de tôle, et - d'un outil de cintrage B sur lequel est montée une lame de -coupe 8, - un serre-flanc C pouvant être dispose entre les outils A et B, comme indiqué sur les Figures 7 à 10. La bande est déroulee d'un dévidoir, non représenté, et elle est introduite par l'intermédiaire d'un guide, egalement non représenté, et muni d'un système de graissage de tôle, entre les cylindres profilés 30, auquel cas on a representé sur les Figures 1 à 9 aussi bien la paire de cylindres profilés que les outils de tension et de cintrage de parties inferieures de coudes. On peut faire tourner les cylindres 30 à la main de façon à engager la bande en forme de U- qui sort de ceux-ci dans le guide ou dans la cuvette de bl-ocage 21 de l'outil de tension, puis dans la cuvette d'emboutissage et de serrage 1 de l'outil de cintrage. La cuvette de serrage 21 ainsi que la cuvette d'emboutissage et de serrage 1 comportent une partie cylindrique qui correspond à la courbure de la bande précîntrée ou de la demi-coquille finale. Conformement à la Figure 5, la bande de tôle designée par S est engagée dans l'outil de tension A entre la cuvette 21 et la mâchoire centrale de blocage 22, les bords de la tôle étant maintenus entre les côtés de la mâchoire 22 et des mâchoires latérales de blocage 24 et 25.Les mâchoires de blocage sont actionnées par des vérins hydrauliques 23, 26 et 27 et, par coopération des mâchoires, la bande de tôle en forme de U est tendue de façon efficace. L'extrémité avant de la bande de tôle est également tendue dans l'outil de cintrage B par une mâchoire centrale de blocage 2 coopérant avec la cuvette d'emboutissage et de serrage 1, les bords de la bande S étant maintenus par des mâchoires latérales de blocage 4 et 5. Les mâchoires de blocage sont actionnees par des verins hydrauliques 3, 6 et 7. Sur l'outil de cintrage B est montee une lame tournante 8 qui est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'une poulie 9, d'une courroie 11 et d'une poulie 12 fixée sur un moteur 13. La cuvette d'emboutissage et de serrage 1 a une forme incurve correspondant à celle de la demi-coquille finale et elle est montée à pivotement sur un axe 29. Pour assurer son mouvement, il est prévu un verin hydraulique 15 qui peut faire pivoter par l'intermédiaire d'un bras d'articulation 16, d'une bielle 14 et d'un bras pivotant 10 l'ensemble de l'outil de tension A, c'est-à-dire la cuvette d'emboutissage t de serrage associée aux autres mâchoires de serrage et à la lame de coupe, y compris le moteur 13, d'un angle correspondant à l'angle final du coude. L'outil de tension A est commandé par un cylindre hydraulique 31-avant le processus de cintrage, pendant lequel la bande de tôle est deplacée par translation vers la gauche, conformément aux Figures 4a et 4b, de façon à se déplacer de la largeur de l'embout a en direction de l'outil de cintrage B. Du fait qu'il est évident pour le spécialiste qu'on- doit prévoir à cet égard des guides correspondants, on ne reviendra pas sur ce point dans la suite. L'outil de tension A est déplacé en retrait par rapport à la bande S pendant le processus de cintrage, la commande de ce mouvement s'effectuant par l'intermédiaire d'un disque 19 formant came, entraîné en rotation en fonction de l'angle de pivotement de l'outil de cintrage B et s'accrochant sur un des galets 18 prévus sur l'outil de tension A. Un contacteur de fin de course 28 arrête le mouvementdu-cylindre3iquand la position limite est atteinte. Jusque dans cette position, le cylindre 31 peut jouer le rôle d'un cylindre de frein. Le disque formant came est agencé de manière que l'outil de tension A soit déplacé en retrait seulement lorsque l'outil de cintrage B a pivoté d'un certain angle, par exemple de 15". On obtient ainsi la tension correcte dans la bande S. Conformément à la Figure 7a, le mouvement de la cuvette d'emboutissage et de serrage 1 peut également être assuré par l'intermédiaire d'un segment pivotant 35 qui s'accroche sur l'axe de rotation 29 et qui est actionné par l'intermédiaire d'une crémaillère 34, elle-meme entraînée par le vérin hydraulique 15. Comme le montrent les Figures 7a et 7b, la cuvette d'emboutissage et de serrage comporte une courbure de 90" et elle est pourvue en avant et en arrière d'un embout rectiligne dans lequel s'effectue le serrage et qui assure le formage des embouts a. A la différence du mode de réalisation précédemment décrit, la lame de coupe 8 de la Figure 7 est entraînée directement par le moteur 13, alors que le disque formant came 19 est entrains par l'intermédiaire d'un réducteur 17 qui est constitué, dans le mode de réalisation de la Figure 7, par deux engrenages droits. L'outil de tension A est animé d'un mouvement alternatif sur un guide et ce mouvement est commandé par l'intermédiaire du galet 18.La liaison entre le galet ou le palpeur 18 et l'outil de tension A n'a pas éte indiquée sur les figures. En plus des outils précédemment décrits, il est prévu, conformément aux Figures 7 à 10, un serre-flan C qui est équipé de guides latéraux 33 et qui a pour fonction d'empêcher la formation de plis dans la zone de fond de la bande profilee en U pendant le processus de cintrage. La cuvette d'emboutissage 1 se déplace par conséquent en arrière des surfaces de butée 32 de l'outil C, qui comporte pour les coquilles inférieures de coudes un serre-flan central 20 et pour les coquilles supérieures de coudes des serre-flans latéraux 36 et 37. Ceux-ci s'appliquent à chaque fois dans la zone de fond du coude et permettent un éloignement de la ligne neutre par rapport au bord du coude ou il pêut également se produire un refoulement de matière. Le procedé consiste à établir entre l'outil de tension A et l'outil de cintrage B une tension qui est engendre en cours de cintrage et qui est maintenue et commandée de façon à assurer un formage correct des demi-coquilles de coude dans la cuvette d'emboutissage et de serrage. Dans ce but, il est nécessaire que sesproduise le mouvement commandé de retrait de l'outil de tension A. En fonction de la matière utilisée et de l'angle de courbure adopté, la tension exercee peut être maintenue constante ou bien elle peut augmenter à mesure que le cintrage s'amplifit. Le procéde selon l'invention se deroule de la façon suivante: Dans une nouvelle opération, la bande de tôle préformee est tendue par son bord avant dans l'outil de cintrage B entre les parties de serrage 1, 2, 4 et 5, tandis que, simultanément, une autre tension est exercee dans l'outil de tension A entre les parties 21, 22, 24 et 25. Par mouvement de sortie des cylindres 15 et 31, on commande le mouvement de pivotement de la cuvette d'emboutissage et de serrage 1 et, par conséquent, la mise en forme de la demi-coquille de coude, tandis que le mouvement de retrait de l'outil de tension A est simultanement commandé.Après terminaison du processus de cintrage, les parties de serrage intervenant dans les outils A et B sont desserrées, et les outils A et B reviennent par pivotement dans leur position initiale, auquel cas l'outil A exécute en outre un mouvement d'avance sur une distance A. Pendant le processus de cintrage, la demi-coquille mise en forme dans le cycle précédent est simul tanément sectionnee, de sorte que, lors du pivotement de retour de l'outil de cintrage B, une nouvelle demi-coquille,qui a été egalement sectionnée pendant le cycle suivant lors du mouvement de pivotement de l'outil de cintrage B,est liberée. Il est evident que, lors de l'opération de cintrage ou bien lors du mouvement commandé d'avance de l'outil de tension A, il se produit déjà un avancement de la partie suivante de la bande de tôle, de sorte qu'on peut éviter de prévoir un élément d'avancement particulier. Le cas echeant, on peut déjà faire déplacer en retrait l'outil de tension A quand l'outil de cintrage B est encore serré et, après application de la tension par l'outil de serrage A, le mouvement de pivotement de retour de l'outil de cintrage B peut s'effectuer. Comme le montre la Figure 2, qui correspond à des demi-coquilles inférieurs, la ligne neutre est située sur le bord inférieur. La matière subit par conséquent un allongement. Pour permettre une meilleure utilisation de la matière, c'est-à-dire pour pouvoir utiliser des tôles plus minces, il est possible, comme indiqué sur les Figures 7 à 10, d'eloigner cette ligne neutre de la Zone marginale en utilisant des serre-flans, ce qui permet non seulement de réaliser un plus grand cintrage jusqu'à 90 mais, également, de mieux répartir les tensions et les déformations. L'invention permet ainsi un cintrage longitudinal progressif de la matière en tension dans un-plan vertical. L'invention permet par conséquent de résoudre les problèmes précites de façon idéale par comparaison aux procédés classiques d'emboutissage profond. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limite aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVFNDI CATIONS 1.- Procede -de fabrication de demi-coquilles en tôle destiné à former notamment des coudes tubulaires, la tôle étant dévidée sous la forme d'une bande à partir d'un rouleau et étant ensuite mise en forme, procédé caractérise en ce qu'on donne initialement à la bande de tôle une section droite de forme demi-circulaire, puis on l'emboutit progressivement sous tension dans un plan de cintrage ou elle est cintrée, puis on découpe les demi-coquilles ainsi formées. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement de la bande de tôle et son formage, y compris le cintrage ainsi que le sectionnement des éléments de coudes, sont réalisés de façon synchronisée. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérise en ce que la tension d'emboutissage exercée pendant le cycle de formage est constante. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérise en ce que le découpage est réalisé depuis un bord de la bande de tôle cintrée à sa forme finale jusqu'à l'autre bord. 5.- Machine pour la mise en pratique du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une paire de cylindres profilés servant à cintrer a bande de tôle en lui donnant une section droite de forme demicirculaire, un outil de tension place en arrière et dont le mouvement alternatif dans la direction de déplacement de la bande de tôle est commande, un outil de cintrage dans lequel la bande peut être tendue et qui peut pivoter d'un angle correspondant à l'angle de courbure de la demi-coquille, ainsi qu'un outil de decoupagesplacé en arrière de l'outil de cintrage. 6.- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'outil de découpage est fixé sur l'outil de cintrage et comporte une lame de coupe tournante. 7.- Machine selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le mouvement de l'outil de tension est commandé par l'intermédiaire d'un disque formant came et d'un réducteur et en ce que, pendant le processus de cintrage, il est rapproché de l'outil de cintrage, le mouvement de rotation du disque formant came s'effectuant en fonction du mouvement de pivotement de l'outil de cintrage. 8.- Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que l'outil de tension et l'outil de cintrage comportent une mâchoire centrale de serrage pourvue d'une surface extérieure de forme partiellement circulaire et pouvant s'engager dans une cuvette de serrage de courbure correspondante et, symétriquement par rapport à celle-ci, deux autres mâchoires latérales de serrage dont les surfaces supérieures sont arrondies et coopèrent avec la surface extérieure de la mâchoire centrale.