Brevet FR2435298A1 — publié le 19800404

L'invention a pour objet un procédé de fabrication de corps de révolution métalliques bombés et un appareil pour sa mise en oeuvre. Les articles métalliques, tels que bouilloires, cafetières, théières, vases et autres objets, et de façon plus générale les articles métalliquas ayant la forme d'un corps de révolution bombé sont obtenus sur tours par repoussage sur des mandrins brisés. Par l'expression 1,mandrins brisés", il faut entendre des mandrins composés de plusieurs éléments qui sont complémentaires, sont assemblés par une clé et, après assemblage, déterminent la forme de l'article à fabriquer. Ces mandrins brisés donnent satisfaction quant au produit fini; mais outre leur prix relativement élevé, ils présentent le grave défaut de nécessiter un temps de main d'oeuvre important pour le montage et le démontage du mandrin avant et après chaque opération de repoussage; et indépendamment du temps ainsi perdu se montage et ce démontage sont des opérations pénibles, car ils nécessitent la manutention d'éléments assez lourds. La main d'oeuvre susceptible de travailler avec de tels mandrins est donc de plus en plus rare, ce qui contribue encore à augmenter le prix de revient final de ces articles bombés. Il s'agit là d'inconvénients que l'invention écarte. Elle a pour objet, à cet effet, un procédé de fabrication consistant à donner au mandrin une courbure longitudinale identique et égale à celle du corps à fabriquer, mais un volume inférieur à celui de ce corps afin qu'il puisse en être extrait, et à monter ce mandrin concentrique et libre en rotation sur un arbre fixe qui est porté par la poupée mobile du tour et est excentré par rapport à l'axe de le broche entraînant la pièce métallique préformée destinée à coopérer avec ce mandrin et avec au moins un organe de repoussage pour la fabrication de la pièce finale. Divers agencements d'appareils peuvent être prévus pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon une forme d'exécution, un appareil conforme à l'invention comporte un mandrin constitué en combinaison - par un plateau de base dont la forme et les dimensions sont identiques à celles de la base du corps à former, et qui, en coopérant avec un plateau de forme complémentaire solidaire de la broche du tour, réalise -l'entraiėment en en rotation du corps à fabriquer, - et par un mandrin proprement dit dont seule l'une des génératrices prolonge une génératrice du plateau de base, ce mandrin étant concentrique et monté libre en rotation sur un arbre qui, excentré par rapport à la broche du tour, est porté par un support mobile solidaire de la. contrepointe du tour et se termine par une embase fixe autour de laquelle le mandrin est libre en rotation et dans laquelle est aménagé un logement coaxial à la broche du tour et servant de palier de rotation au plateau de base. La fabrication,au moyen d'un tel appareil, d'un corps de révolution de forme bombée est simple. Le mandrin et son plateau de base faisant en effet un ensemble compact, il suffit d'introduire sur cet ensemble la pièce métallique préformée, de déplacer la contrepointe du tour en direction de la broche jusqu'à pénétration du fond de ladite pièce dans le plateau solidaire de la broche, qui en tourn & t provoque la rotation directement de la pièce et indirectement du mandrin, et de repousser toute la surface de cette pièce au contact du mandrin en exerçant sur elle une poussée dans la zone où le mandrin proprement dit prolonge rigoureusement son plateau de base. Les moyens de repoussage peuvent être quelconques. Il peut s'agir, par exemple, de barres ou de molettes L'invention sera bien comprise d'ailleurs et ses avantages ainsi que d'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil pour la fabrication d'un corps de révolution de forme bombée Figure 1 est une vue en perspective du corps à fabriquer; Figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil, après mise en place de la pièce métallique préformée, mais avant fermeture de l'appareil; Figure 3 est la même vue après fermeture de l'appareil et après commencement de l'opération de repoussage, mais avant la fin de cette opération. Le corps représenté à la figure 1 est un récipient comportant un fond plan et une paroi latérale bombée. Ce corps est fabriqué par deux opérations successives : l'une d'emboutissage et l'autre de repoussage. A l'issue de la première opération, ce corps peut être considéré comme une pièce préformée ayant un profil général tronconique; cette pièce est désignée par 1 aux figures 2 et 3. C'est au cours de la deuxième opération, c'est-à-dire de celle de repoussage, que cette pièce obtient finalement la forme bombée visible à la figure 1. Cette opération de repoussage est faite sur un tour automatique comportant, d'une part, un mandrin dont la forme et les dimensions déterminent la forme et les dimensions définitives du corps à fabriquer et, d'autre part, des organes tel que molettes permettant la mise en forme de la pièce préformée 1 sur le mandrin en lui faisant épouser le profil et les dimensions de celui-ci. C'est le mandrin sur lequel est effectuée cette opération de repoussage qui constitue l'originalité de l'appareil représenté aux figures 2 et 3. Dans ces figures, 2 désigne le nez de la broche du tour et 3 un plateau solidaire de cette broche, dont l'axe de rotation est désigné par A-B; et 4 désigne une tête qui est attelée à la contrepointe du tour et coulisse sur une lunette 5. Le mandrin-est constitué de deux éléments complémentaires, respectivement 6 et 7. L'élément 6 constitue la base du mandrin et il reproduit la forme et les dimensions de la base du corps à fabriquer; la forme de cette base 6 du mandrin est en outre complémentaire de celle d'un logement 8 aménagé dans le plateau 3 solidaire de la broche du tour. L'élément 2 du mandrin constitue son corps; il présente une courbure qui, en combinaison avec celle de la base 6, détermine la forme et les dimensions de la paroi latérale du corps à fabriquer; mais les dimensions transversales de l'élément 7 sont inférieures à celles de ce corps 1, comme cela ressort nettement des figures 2 et 3. Le montage de ce mandrin est réalisé comme suit - sur la tête 4,solidaire de la contrepointe du tour, est fixé un plateau 9 porteur d'un arbre 10 dont l'axe C-D est excentré par rapport à l'axe A-3 de la broche du tour. Cet arbre 10 se termine par une partie filetée 12 sur laquelle est vissé un plateau JI dans la face extérieure duquel est aménagé un logement 14.Ce logement reçoit un roulement à billes 15, dans lequel est monté libre en rotation un moyeu 16 solidaire de l'élément de base 6 du mandrin, ce moyeu 16 étant coaxial à la broche dutour (axe Aw Le corps 2 du mandrin présente lui-même une cavité 32 dans laquelle est librement logé le plateau JI solidaire de l'arbre 10 du mandrin; et le corps 7 du mandrin est monté libre en rotation autour de cet arbre 10 au moyen de deux roulements à billes 18. Les modes d'utilisation et de fonctionnement de cet appareil sont les suivants : l'appareil étant ouvert, c'est-àdire le support 4 du mandrin ayant été tiré par la contrepointe en direction opposée à la broche du tour, une pièce 1, préformée par emboutissage, est introduite sur le mandrin 6-2, comme le montre la figure 2. La broche du tour et le plateau S étant animés d'un mouvement constant et rapide de rotation, le vérin associé à la contrepointe du tour provoque le déplacement de la tête 4 et de l'ensemble du mandrin en direction de la broche, et ce jusqu'à ce que le fond de la pièce préformée 1 vienne, sous l'action de la poussée exercée par le mandrin, notamment par son élément de base 6, en appui contre le fond et contre la paroi latérale du logement 8 aménagé dans le plateau rotatif . La pièce préformée se trouvant ainsi emprisonnée entre ce plateau 3 et l'élément de base 6 du mandrin est rapidement entraînée en rotation, étant donné que l'élément de base 6 est monté libre en rotation par rapport au plateau 3 qui est fixe, puisqu'il est solidaire de l'arbre 10 du mandrin. La pièce préformée 1 étant ainsi animée d'un très rapide mouvement de rotation entraîne elle-même le corps principal 2 du mandrin qui, grâce aux roulements à billes 18, tourne lui-même autour de l'arbre fixe 10. C'est au cours de la rotation de l'ensemble du mandrin et de la pièce préformée 1 qu'est effectuée l'opération de repoussage. Cette opération peut être réalisée au moyen de divers outils qui n'entrent pas dans le cadre de la présente invention. Il peut s'agir soit de molettes, soit de barres d'appui. Il est cependant avantageux d'utiliser en tant qu'outil, comme le montre la figure 3, une bille 32 qui, constituée de préférence en résine synthétique, est logée dans une tête 20 hors de laquelle elle déborde partiellement. Cette tête 20 est portée par un support 21 et contient des roulements à billes 22 grâce auxquels la bille 19 peut tourner librement dans tous les sens, ce qui permet un lissage parfait de la pièce à obtenir. Quels que soient le ou les outils qui sont utilisés, il est évident que le repoussage se fait de façon progressive à partir de la gauche et en direction de la droite, lorsque l'on regarde l'appareil représenté aux figures 2 et 3. Lorsque l'opération de repoussage est terminée, la pièce 1 épouse rigoureusement le profil du mandrin 7 sur toute sa longueur; mais il n'y a contact entre cette pièce et ce mandrin que dans la zone supérieure du mandrin, puisque les dimensions transversales de ce dernier sont nettement inférieures à celles du corps à former et sont en tout cas inférieures au diamètre de l'ouverture constituant l'une des extrémités de ce corps. On conçoit, dans ces conditions, qu'après son repoussage et donc sa mise en forme définitive, le corps fabriqué peut être aisément et facilement retiré du mandrin, sans qu'il soit nécessaire de procéder au moindre démontage de celui-ci. Il suffit en effet d'ouvrir l'appareil en amenant le mandrin à se déplacer en direction opposée à la broche du tour. Lorsque l'écartement entre le plateau Z et la-tête 4 servant de support au mandrin est suffisant, le corps formé peut être instantanément dégagé manuellement hors du mandrin; et l'appareil est alors prêt à une nouvelle opération de repoussage. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet appareil pour la fabrication de corps de révolution de forme bombée qui a été ci-dessus indiquée à titre d'exemple; elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation, quels que soient notamment les moyens utilisés pour le repoussage sur le mandrin de la pièce préalablement préformée et quels que soient les accessoires montés sur l'appareil pour permettre la réalisation sur le corps formé, de nervures, rai#nures, ou profils de tous genres. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de corps de révolution -de forme bombée, du type des procédés consistant à repousser sur le mandrin d'un tour une pièce métallique préformée, caractérisé en ce qu'il consiste à donner à ce mandrin une courbure longitudinale identique et égale à celle du corps à fabriquer, mais un volume inférieur à celui de ce corps afin qu'il puisse en être extrait, et à monter ce mandrin concentrique et libre en-rotation sur un arbre fixe qui est porté par la poupée mobile du tour et est excentré par rapport à l'axa de la broche entraînant la pièce métallique préformée destinée à coopérer avec ce mandrin et avec au moins un organe de repoussage pour la fabrication de la pièce finale. 2.- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin constitué en combinaison - par un plateau de base dont la forme et les dimensions sont identiques à celles de la base du corps à former, et qui, en coopérant avec un plateau de forme complémentaire solidaire de la broche du tour, réalise l'entraînement en rotation du corps à fabriquer, - et par un mandrin proprement dit dont seule l'une des génératrices prolonge une génératrice du plateau de base, ce mandrin étant concentrique et monté libre en rotation sur un arbre qui, excentré par rapport à la broche du tour, e-st porté par un support mobile solidaire de la contrepointe du tour et se termine par une embase fixe autour de laquelle le mandrin est libre en rotation et dans laquelle est aménagé un logement coaxial à la broche du tour et servant de palier de rotation au plateau de base.