Brevet FR2394341A1 — publié le 19790112

La présente invention est relative aux échelles métalliques à barreaux tubulaires et à leur fabrication. Elle se rapporte plus particulièrement à un procédé pour sertir sur un montant d'échelle l'extrémité d'un barreau tubulaire traversant ce montant et faisant saillie légèrement sur ce montant. Jusqu'à présent on sertissait les extrémités des barreaux sur les montants en les chauffant d'abord par induction. Ce chauffage conférait une plus grande malléabilité au métal de ces extrémités qui étaient ensuite serties en une seule passe, par compression au moyen d'un outil de forme monté sur un vérin. Ce procédé connu présentait l'inconvénient d'une dépense d'énergie et de temps pour le chauffage qui, en outre, modifiait défavorablement les caractéristiques du métal. Afin d'éviter cet inconvénient et selon l'invention, on procède à froid en au moins deux passes consistant à introduire successivement dans ladite extrémité deux outils propres respectivement à évaser cette extrémité et à en rabattre les bords contre le montant. Chaque outil comporte un mandrin sensiblement en forme de cône ou pyramide tronqués émergeant d'une embase qui, au moins sur l'outil de rabattement, présente, autour de la base du mandrin, une gorge annulaire de section incurvée. L'invention vise également un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé précité, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un support pour l'échelle munie des barreaux tubulaires à sertir, au moins un outil d'évasement et un outil de rabattement, des moyens pour supporter ces deux outils dans les prolongements axiaux de deux barreaux de l'échelle, des moyens pour déplacer ces outils parallèlement à ces barreaux et des moyens pour déplacer l'échelle par rapport aux outils ou inversement perpendiculairement aux barreaux et parallèlement au plan moyen de l'échelle. L'invention s'étend encore à des porte outil pour lesdits outils, permettant d'utiliser le dispositif ci dessus pour le sertissagie des extrémités de barreaux indifféremment sur tous les types d'échelles, qu'ils soient à montants cintrés, rectilignes parallèles ou convergents, et ceci sans qu'il soit nécessaire de procéder à des réglages particuliers pour adapter la position des outils aux différents types d'échelles ou aux différents tronçons d'un meme montant si celui ci est cintré. Ce porte-outil rend possible ou facilite la réalisation d'installations-de sertissage automatiques. Il est caractérisé selon l'invention, en ce qu'il comprend une ttte mobile montéesur un support solidaire d'une tige de vérin, de façon pivotante autour d'un axe géométrique perpendiculaire audit plan moyen de l'échelle. Avantageusement, la partie arrière de la tête mobile, opposée à sa partie qui porte l'outil, comprend un coulisseau en arc de cercle engagé dans un logement du support et dont la surface cylindrique convexe arrière, centrée sur l'axe géométrique, prend appui, par l'intermédiaire des rouleaux de roulements de poussée, contre deux broches cylindriques montées dans le suppart parallèlement à l'axe géométrique, & part et d'autre et à égale distance de l'axe de la tige de vérin. Cette disposition permet de faire passer l'axe géométrique, tourne autour duquel la téte mobilej dans son support par un point situé sensiblement au niveau de la face terminale de l'extrémité de barreau lorsque l'outil est en fin de course-d'évasement ou de rabattement. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent avantageusement en mêmetemps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, -l'on va décrire un mode de réalisation de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure la représente, vue en coupe longitudinale, l'extrémité d'un barreau d'échelle constitué par un tronçon de tube métallique de section sensiblement carrée, cette extrémité étant engagée dans deux trous en regard percés dans un montant tubulaire et déjà bloquée dans ceux-ci par dudgeonnage. La figure lb montre la m#me extrémité, mais après épanouissement au moyen de l'outil d'évasement. La figure lc montre encore la mtme extrémité après son rabattement en collerette contre le montant au moyen de l'outil de rabattement. La figure 2 représente, vu:- de dessus, un porte-outil se Ion l'invention au moment où le mandrin de l'outil pénètre dans l'extrémité d'un barreau tubulaire. La figure 3 est une vue latérale, portions en coupe, du porte-outil représenté sur la figure 2. La figure 4 montre, de façon schématique et vu de dessus, un dispositif établi selon l'invention pour sertir des barreaux sur les deux montants d'une échelle. Comme il ressort de la figure la, 1'extrémité de chaque barreau tubulaire 1 est fixée dans deux trous en regard d'un montant tubulaire métallique 2 par une opération de dudgeonnage. Au cours de cette opération, on réalise sur l'extrémité du barreau, à partir de l'intérieur, des déformations permanentes en saillie vers l'extérieur, contre la face interne des parois 3 et 4 des montants 2. Ces déformations peuvent autre des bourrelets ou, plus simplement, des bossages 5. L'outillage permettant d'effectuer une tel dudgeonnage sort du cadre de la présente invention et peut autre, par-exemple, celui qui a été décrit dans le brevet français n0 1 343 729 déposé le Il octobre 1962. Les figures lb et lc montrent la déformation progressive de l'extrémité de barreau en saillie sur la face extérieure du montant 2 au cours d'une opération de sertissage réalisée selon l'invention à froid et en deux passes. Ce sertissage est exécuté au moyen d'un outil d'évasement non représenté et d'un outil de rabattement 6. Sur ces outils, un mandrin 7, sensiblement en forme de pyramide tronquée à quatre faces et-à arttes arrondies, émerge d'une embase 8. L'outil de rabattement 6 comporte obligatoirement une gorge annulaire 9 de section incurvée, ménagée dans la face avant de l'embase 8; autour de la base du mandrin 7. Le porte-outil se compose essentiellement d'une tête mobile 10 en forme de segment cylindrique, montée pivotante dans un support 11 fixé sur l'extrémité de la tige 12 d'un vérin hydraulique 13. L'outil 6 est fixé sur la partie avant de la tête mobile 10. La partie arrière de la tête mobile 10 présente un cou lisseau 14 en arc de cercle engagé dans un logement correspondant 15 ménagé dans le support 11. Le coulisseau 14 est maintenu vers lavant dans le logement 15 par ses faces cylindriques concaves avant 16 qui glissent contre des faces cylindriques convexes complémentaires 17 prévues intérieurement sur deux rebords tournés l'un vers l'autre de l'extrémité avant du support, rebords chevauchant la tbte mobile 10. La face cylindrique conyexe arrière 18 du coulisseau prend appui, par l'intermédiaire des rouleaux ou aiguilles de roulements de poussée 19, contre deux broches 20 et 21-montées sur le support 11, de part et d'autre et à égale distance de l'axe longitudinal 22 commun au support Il et à la tige de vérin 12. Pour des raisons d'encombrement et compte tenu des efforts de poussée importants transmis par la tête mobile 10 et des dimensions courantes des roulements, chacune. des broches 20 et 21 est entourée par deux roulements 19 i-dentiquessépards axialement l'un de l'autre par un épaulement annulaire 24 de cettebroche. Les broches 20 et 21 sont maintenues dans le support il par tous moyens appropriés, par exemple à l'aide de circlips 23 engagés dans des gorges correspondantes. Les surfaces cylindriques 16, 17 et 18 sont centrées sur un axe géométrique 25~perpendiculaire à la ligne centrale 26 du-mandrin,-qu'il coupe en un point P à proximité de la base de ce mandrin, et parallèle aux axes dessbroches 20 et 21,de sorte que la tette mobile 10 pivote autour de cet axe géométrique. Le point P est situé au niveau du fond de la gorge 9 dans le cas représenté d'un outil de rabattement assurant le sertissage proprement dit (fig. lc) d'une extrémité de barreau til- bulaire 1 préalablement épanouie au moyen d'un outil d'évase ment non représenté. Pour ce dernier outil, l'axe 25 ou le point dtintersec- tion P est situé au niveau de la ~base de la partie active du mandrin, c'est-à-dire de celle dont la surface est effectivement en contact avec le barreau à la fin de la phase d'évasement. La ttte-mobile 10 comporte, de part et d'autre de l'outil et de l'axe géométrique 25 > un bossage de positionnement 27,28. Les extrémités avant de ces deux bossages sont situées de..fa- çon à venir en contact avec la face extérieure 4 des montants 2 de façon à positionner par pivotement la tête mobile alors des#opérations'd'évasement et de rabattement. La tête mobile 10 est avantageusement équipée, dans l'un. au moins des-deux bossages-27 et 28, ou encore à proximité de l'un au moins des deux bossages, d'un capteur, tel que l'interrupteur de fin de course 29 représenté sur la figure 2. Celui-ci permet de détecter la fin des opérations d'évasement et de ra battement et de commander, par exemple, le recul du porte-outil. Un dispositif de sertissage automatique équipé de porteoutil selon l'invention est représenté sur la figure 4. il comprend une échelle 30 composée de deux montants tubulaires cintrés 31 et 32, dans les trous desquels les barreaux tubulaires 1 sont fixés par dudgeonnage, échelle montée horizontalement sur un support 33. Celui-ci est disposé entre deux postes de sertissage 34 et 35 solidaires l'un de l'autre, disposés face à face, assurant le sertissage simultané des deux extrémités de chaque barreau et comportant chacun deux porte-outil 36, 37 et 38, 39, respectivement, actionnés par des vérins correspondants 40 à 43. La distance entre les deux porte-outil parallèles d'un même poste c'est-à-dire l'entre axes de leurs tiges de vérins, correspond à l'espacement de deux barreaux d'échelle voisins. Sur chaque poste de sertissage, les deux porte-outils sont munis respectivement d'un outil d'évasement (44, 46) et d'un outil de rabattement (45, 47), le premier étant disposé en arrière par rapport au sens d'avancement relatif (flèche F) de l'échelle. Le déplacement longitudinal relatif du support d'échelle 33 et des postes de sertissage 34 et 35 s'effectue par courses successives correspondant chacune à l'espacement de deux barreaux voisins sur échelle. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, les postes de sertissage sont fixes et c'est le support d'échelle 33 qui avance progressivement dans le sens de la flèche F sur un chemin de roulement 48. Grâce à leur mobilité angulaire, les porte-outil selon l'invention s'adaptent automatiquement non seulement aux différents angles des montants cintrés 31 et 32 au fur et à mesure de leurs déplacements devant les postes de sertissage, mais ils permettent le sertissage des barreaux sur tous les types d'échelles, qu'ils soient à montants cintrés, rectilignes convergents ou rectilignes parallèles, sans exiger une modification du réglage des postes de sertissage. Seule une variation dans l'espacement des barreaux nécessite un réglage de l'écartement des porte-outil et vérins sur chacun des postes. A chaque passe, les deux mandrins d'évasement 44 et 46 épanouissent simultanément- les extrémités d'un barreau tubulaire (figure 1 b) pendant que les mandrins et les gorges annulaires des outils de rabattement 45 et 47 rabattent contre les parois extérieures des montants les extrémités de barreaux épanouies au cours de la passe précédente. C'est l'exécution du sertissage par deux opérations successives au moyen de deux outils qui permet de réaliser à froid l'épanouissement et le rabattement. L'utilisation de postes de sertissage à deux porte-outil assure ainsi une économie de chauffage et de temps, tout en permettant d'éviter une modification des - caractéristiques mécaniques du métal. ~Un autre avantage important du dispositif précité réside dans la possibilité d'utiliser comme barreaux des tronçons de tubes coupés droits (à 90 ), et ceci quelle que soit leur section, qui peut être ronde, ovale ou polygonale, et la position et la forme des montants qui peuvent être cintrés, rectilignes convergents ou parallèles. L'avance simultanée et le recul simultané des porte-outil 36 à 39 ainsi que le déplacement discontinu du support d'échelle 33 peuvent être commandés manuellement. L'installation peut également fonctionner de façon automatique. Dans ce cas on peut utiliser l'interrupteur de fin de course 29 monté sur la tête mobile 10 (fig. 2) pour commander le recul des tiges de vérin 12 et le déplacement longitudinal du support d'échelle 33 et faire appel à un autre interrupteur de fin de course non représenté pour arrêter le déplacement et déclencher l'avance des porte-outil. il est également possible d'effectuer le sertissage des barreaux en trois passes au moyen de trois outils différents. Dans ce cas, les postes de sertissage sont équipés de trois porte-outil et vérins chacun. 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 plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour sertir sur un montant d'échelle métallique les extrémités de barreaux tubulaires traversant ce montant et faisant saillie légèrement sur ce montant, caractérisé en ce qu'il comprend un support pour l'échelle munie des barreaux à sertir, au moins un outil d'évasement et un outil de rabattement, des moyens pour supporter ces deux outils dans les prolongements axiaux de deux barreaux de l'échelle, des moyens pour déplacer ces outils parallèlement à ces barreaux, et des moyens pour déplacer l'échelle le par rapport aux outils ou inversement perpendiculairement aux barreaux et parallèlement au plan moyen de l'échelle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (33) pour l'échelle (30) est disposé entre deux postes de sertissage solidaires l'un de l'autre (34 et 35), disposés face à face, aptes à sertir simultanément les deux extrémités d'un même barreau t13 et comportant chacun au moins deux porte-outils (36, 37 et 38, 393 actionnés par des vérins correspondants (40,41 et 42,43), munis l'un d'un outil d'évasement (45 et 473 et l'autre d'un outil de rabattement (44 et 46), des moyens étant prévus pour assurer pas à pas le déplacement longitudinal relatif du support d'échelle (33) et des postes de sertissage (34 et 35) par courses successives correspondant chacune à l'écartement de deux barreaux voisins ou à un multiple de cet écartement. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque outil (6) comporte un mandrin t73 sensiblement en forme de cône ou pyramide tronqué émergeant d'une embase (6) qui, au moins sur l'outil de rabattement, présente, autour de- la base du mandrin (7) , une gorge annulaire (9) de section incurvée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque outil est monté dans un porte-outil comprenant une tete mobile [ 1D) montée sur un support (11) solidaire d'une tige de vérin (12), de façon pivotante autour d'un axe géométrique (24) perpendiculaire au plan moyen de l'échelle. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie arrière de la tête mobile (in), opposée à sa partie qui porte l'outil, comprend un coulisseau (14) en arc de cercle engagé dans un logement (153 correspondant du support (11) et dont la surface cylindrique convexe arrière (16), centrée sur ledit axe géométrique (24) prend appui, par l'intermédiaire de roulements de poussée (19). contre deux broches cylindriques t20 et 211 montées parallèlement à l'axe géométrique (253 dans le support (11), de part et d'autre et à égale distance de l'axe C223 de la tige de vérin (12). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support (11) comporte intérieurement, de part et d'autre de la tête mobile (10), une glissière de retenue à surface cylindrique convexe (17) orientée vers l'arrière et coopérant avec des surfaces cylindriques avant (16) du coulisseau (14) pour maintenir la tête en place dans le support, lesdites surfaces cylindriques t16 et 17) étant centrées sur l'axe géométrique (25). 7. Dispositif selon 11 une quelconque des revendications 4 à S caractérisé en ce que la tête mobile (10) comporte, de part et d'autre de l'outil et de l'axe géométrique (25) et orienté vers l'avant, un bossage de positionnement t27 et 28). les extrémités avant des deux bossages t27 et 28) étant aptes à coopérer avec la face extérieure t4) des montants (2) de façon à positionner la tête mobile t10) lors du rivetage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la tête mobile est munie à l'avant d'un capteur ou interrupteur de fin de course t29) apte à coopérer avec la face extérieure 143 du montant 121 pour détecter la fin de l'opération de rivetage. 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que les capteurs ou interrupteurs de fin de#course t29) commandent le recul des tiges de vérins ainsi que le déplacement longitudinal relatif et en ce que d'autres capteurs ou interrupteurs de fin de course commandent l'arrêt dudit déplacement et l'avance des tiges de vérins.