Brevet FR2460731A1 — publié le 19810130

Procédé et machine pour fabriquer un élément en forme de caisson à partir d'une tôle. L'invention a pour objet un procédé nouveau et une machine pour fabriquer des éléments en forme de caisson en pliant des tôles, ces éléments ayant des applications variées, notamment en tant qu'éléments de revêtement supérieurs antirouille pour les tôles empilées devant être emballées pour le transport. Les produits en tôle d'acier mince sont habituellement expédiés de l'usine sous forme de piles contenant chacune un grand nombre de tôles de dimensions prédéterminées. Les tôles d'acier empilées sont enveloppées dans du papier d'emballage. On applique ensuite, de tous côtés, des éléments de revêtement de protection comprenant des plaques de fer de protection latérale à section en forme de L renversé, une plaque en fer de protection supérieure et une plaque en fer de protection inférieure. On attache finalement les éléments entre eux avec des rubans d'emballage. Les produits en tôle ainsi emballes sont empilés sur le pont d'un cargo ou, quelquefois, stockés en plein air lorsqu'on ne dispose pas d'installations de stockage appropriées. Dans ce cas, il se pose un sérieux problème du fait que des projections d'eau de mer, dues aux vagues, ou de l'eau de pluie pénètrent dans les produits emballns par les interva1lc# existart entre les pl ques de revêter:##-it de protection supérieure et de protection latérale. Il se forme, en conséquence, de la rouille sur les produits en tôle, ce qui amoindrit leur qualité de façon considérable. En tant que mesure évitant qu'un tel pro blême se pose, on a proposé de recouvrir la partie supérieure des produits en tôle empilés, avec un élément en tôle en forme de caisson. L'élément de revêtement en forme de caisson est réalisé, par exemple, en pliant les quatre côtés d'une tôle d'acier rectangulaire a angle droit pour former des parties latérales 1 et des parties d'extrémité 2, comme représenté sur la Fig. 1. Les parties-triangulaires 3 doublées en forme de coins à la jonction d'une partie latérale 1 et d'une partie d'extrémité 2 sont alors repliées sur la surface extérieure de la partie latérale 1 ou de la partie d'extrémité 2 pour former un élément tel que celui représenté sur la Fig. 2. Un élément en caisson de ce type dans lequel les parties en forme de coins 3 sont simplement rabattues sur les surfaces extérieures des parties latérales 1 ou des parties d'extrémité 2 provoque des difficultés en ce que les extrémités pointues des parties 3 en forme de coins ont tendance à se séparer des surfaces extérieures des parties latérales ou des parties d'extrémité. Ces parties pointues blessent alors ou griffent les mains des ouvriers ainsi que les objets qui peuvent venir en contact avec elles. De plus, les parties en forme de coins qui sont apparentes sur les surfaces extérieures des parties latérales ou des parties d'extrémité nuisent à l'aspect de l'élément en forme de caisson. L'invention a principalement pour but de créer un élément métallique en forme de caisson convenant particuliêre- ment pour être utilisé en tant qu'élément de revêtement supérieur antirouille de produits en tôle empilés ou pour d'autres applications, cet élément pouvant être fabrique aisément en pliant une tôle unique. L'invention a également pour but de fabriquer aisément un élément métallique en forme de caisson en pliant une tôle unique, les parties en forme de coin des zones triangulaires repliées n'étant pas apparentes pour améliorer l'aspect de l'élément. L'invention a encore pour but de créer un élément métallique en forme de caisson ne comportant pas de parties en forme de coins apparentes sur sa surface extérieure. On évite ainsi que les arêtes vives des parties en forme de coins meurtrissent les mains des ouvriers, accrochent des objets ou soient soulevées en accrochant des objets. L'invention a en outre pour but de permettre le pliage de la tôle de façon précise et simplifiée suivant des lignes de pliage prescrites verticales et diagonales. L'invention concerne à cet effet un procédé pour fabriquer un élément métallique en forme de caisson à partir d'une tôle façonnée en U, cet élément comportant une partie de fond rectangulaire et deux parties latérales remontant à partir de côtés opposés de la partie de fond, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à former un pli diagonal dans chaque zone d'extrémité des parties latérales, ce pli s'étendant depuis l'extrémité intérieure d'une ligne de pliage verticale prescrite essentiellement perpendiculaire au côté de la partie de fond jusqu'au point d'angle extérieur de la zone diextremite de la partie latérale, à presser vers l'intérieur une partie triangulaire médiane située entre le pli diagonal et la ligne de pliage verticale prescrite, à plier l'une vers l'autre cette partie triangulaire médiane et une partie triangulaire extérieure suivant la ligne de pliage verticale prescrite et le pli diagonal et à plier vers le haut des parties d'ex tremité opposées de la tôle façonnée en U, sensiblement à angle droit par rapport à la partie de fond. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et desdessins annexés dans lesquels Tes Fig. 3 à 16 représentent un exemple de réalisation de l'invention. Dans ces dessins - la Fig. 1 et la Fig. 2 sont des vues en perspective représentant le procédé classique pour fabriquer un élément métallique en forme de caisson; - la Fig. 3 est une vue en perspective; partiellement découpée, d'organes de pliage de coins de la machine conforme à l'invention pour fabriquer un élément métallique en forme de caisson; - la Fig. 4 est une vue en élévation anté- rieure de l'organe de serrage de l'organe de pliage de coins; - la Fig. 5 est une vue en plan, en coupe partielle, montrant la disposition relative entre une matrice de#p#es- sion, une contre-matrice et un organe de soutien latéral de l'organe de pliage de coins; - la Fig. 6 est une vue en perspective schématique montrant quatre organes de pliage de coins en position, certaines parties de ces organes étant supprimées pour simplifier la reprb sentation; - la Fig. 7 est une vue en perspective d'une tôle pliée en forme de ; ; - la Fig. 8 est une vue en élévation antérieure d'une tôle en U à l'état serré; - la Fig. 9 est une vue en plan de l'organe de pliage de coins prêt à former un pli vertical et un pli diagonal dans un angle de la partie latérale de la tôle; - la Fig. 10 est une vue en plan, en coupe partielle, de l'organe de pliage de coins au cours de la formation du pli vertical et du pli diagonal dans un coin de la partie latérale de la tôle; - la Fig. il est une vue en perspective d'un coin de la partie latérale munie du pli vertical et du pli diagonal; - la Fig. 12 est une vue en coupe suivant la ligne XII-XII de la Fig. 11; - la Fig. 13 est une vue en plan, en coupe partielle, de l'organe de pliage de coins au cours du pliage vers l'inté- rieur d'une partie triangulaire intermédiaire du coin plié;; - la Fig. 14 est une vue en plan, en coupe partielle, d'un châssis mobile transversalement et parties constituantes portées par ce châssis se déplaçant à partir de la partie latérale de la tôle; - la Fig. 15 est une vue en perspective de l'élément métallique en forme de caisson réalisé à l'aide du procédé et de la machine suivant la présente invention; - la Fig. 16 est une vue partielle agrandie montrant la partie de coin de l'élément métallique en forme de caisson suivant la Fig. 15. Les Fig. 3 à 5 représentent un organe de pliage de coins qui effectue le pliage d'une partie de coin de l'élément métallique en forme de caisson. Cet organe de pliage comporte un bati principal 4, un organe de guidage transversal 5 ayant en coupe la forme d'un trapèze renversé et fixe sur le bâti principal 4, et un bâti 6 coulissant transversalement en étant ajusté sur l'organe de guidage 5. Le bâti 6 coulissant transversalement et le bâti principal 4 sont reliés par un vé- rin de translation 7 actionné par fluide. En outre, l'extrémité extérieure d'un bras de serrage 8 est montée à articulation sur le bâti principal 4 au moyen de pivots 9 qui s'étendent dans la direction avant et la direction arrière du bâti principal. L'extrémité intérieure du bras de serrage 8 est fixé solidairement à l'extrémité supérieure d'un organe de serrage 10. Entre ses extrémités, le bras de serrage 8 est relié au bâti principal 4 par l'intermédiaire d'un vérin de serrage 11 actionne par fluide. Une plaque support de fond 14 est fixée sur le bâti principal 4, cette plaque portant la face inférieure de la partie de fond 13 de la tôle 12 à section en U. Un élément de support latéral 16, également fixé sur le bâti principal 4, soutient la surface extérieure de la partie latérale 15 de la tôle 12 façonnée en U. Sur l'organe de serrage 10 est fixée solidairement une couche antiglissement 17 constituée par une feuille en caoutchouc devant être appliquée sous pression contre la surface supérieure de la partie de fond 13 et contre la surface intérieure de la partie latérale 15 de la tôle 12 façonnée en U. La tôle 12 façonnée en U est ainsi fermement saisie et bloquée sans possibilité de déplacement vers l'arrière ou vers l'avant par l'organe de serrage 10 muni de la couche de caoutchouc 17, par l'élément de support de fond 14 et par l'élément de support latéral 16. Des bras de maintien 18 sont disposés l'un à côté de l'autre en avant ou en arrière du bras de serrage 8 mentionne précédemment. Les extrémités extérieures des bras de maintien 18 sont montees à pivot sur le bâti principal 4 au moyen d'axes 19 qui s'étendent vers l'avant et vers l'arrière. La partie intermédiaire des bras de maintien 18 est reliée au châssis principal 4 par l'intermédiaire d'un vérin de levage 20 actionné par fluide. L'extrémité intérieure des bras de maintien 18 est fixée solidairement à l'extrémité supérieure d'une contrematrice 21 dont la surface extérieure présente une rainure 22 pour former le pli vertical et une rainure 23 pour former le pli diagonal. Une matrice de pression triangulaire 26 comporte une saillie 24 pour former un pli vertical s'ajustant à la rainure verticale 22 et une saillie 25 pour former un pli diagonal s'ajustant à larainure diagonale 23. Le côté vertical de la matrice de pression 26 est fixé sur une barre 27 du bâti dont les extrémités inférieure et supérieure sont fixées sur un arbre porteur 28 dispose pour se déplacer et pour tourner dans une fente incurvée 30 d'un élément porteur 29. Cet élément porteur 29 est fixé au bâti 6 coulissant transversalement. La partie médiane de la matrice de pression 26 mentionnée ci-dessus est reliée au bâti 6 coulissant transversalement par l'intermédiaire d'un vérin de rotation 31 actionné par fluide. En outre, un vérin de formation de pli 32, actionné par fluide, est monté à poste fixe sur le bâti 6 coulissant transversalement dans une position opposée à la partie médiane de la matrice de pression 26. L'une des extrémités d'un élément de pliage vers le haut 33 est montée à pivot sur un axe transversal 34 du bâti principal 4 en un emplacement voisin du côté avant ou arrière de la partie inférieure de l'élément de support 14. La partie médiane de l'élément de pliage 33 est reliée au bâti 4 par l'intermédiaire d'un vérin de pliage vers le haut 35. Chacun des quatre organes de pliage de coins A a D est construit comme décrit ci-dessus. Ces quatre organes sont disposés, comme représenté sur la Fig. 6, en des emplacements situés à une certaine distance. Le premier des quatre organes de pliage de coins A a D est fixé dans une position prédéterminée, alors que les autres organes sont disposés pour coulisser sur un support (non représenté). De façon plus précise, on peut faire varier la position du second organe de pliage de coins B dans la direction de la largeur de la tôle 12 façonnée en U. On peut faire varier la position du troisième organe de pliage de coins C dans le sens de la longueur de la tôle 12 façonnée en U. On peut faire varier la position du quatrième organe de pliage de coins D a la fois dans la direction de la longueur et dans la direction de la largeur de la tôle 12 façonnée en U. Ces déplacements sont commandés par un organe de réglage de position (non représenté) constitué par une tige filetée entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur et par un élément taraudé en prise avec la tige filet#e On pPut ainsi régler les positions des organes de pliage de coins A et D suivant la largeur et la longueur de l'élément en forme de caisson. Pour fabriquer un élément en forme de caisson en utilisant les organes de pliage de coins A à D, on commence par plier à angle droit les côtés opposés d'une tôle, par exemple d'une tôle d'acier ayant une épaisseur comprise entre 0,27 et 3,2 mm environ à l'état non plié, par façonnage a la presse ou au cylindre pour obtenir une tôle 12 façonnée en U, comme représenté sur la Fig. 7. On place ensuite le fond 13 de la tôle 12 façonnée en U sur l'élément de support de fond 14 des organes de pliage de coins A à D en disposant les parties d'extrémité du fond 13 sur les éléments de pliage vers le haut 33 et les parties d'extrémité des parties latérales 15 sur les faces intérieures des matrices de compression respectives 26. On commande ensuite les vérins de serrage 11 actionnes par fluide pour faire pivoter vers le bas les bras de serrage respectifs 8 et saisir le fond 13 et les parties latérales 15 aux quatre coins de la tôle 12 façonnée en U entre les éléments de support de fond respectifs 14, les éléments de support latéraux 16 et les organes de serrage 10, comme représenté sur la Fig. 8 Les vérins de levage 20 sont ac tionnés simultanément dans le sens de l'abaissement des contre-matrices 21, par l'intermédiaire des bras de maintien 18, sur le fond 13 de la tôle 12 façonnée en U. Les contre-matrices 21 sont alors appliquées contre les surfaces intérieures des parties latérales de la tôle 12. Comme représenté sur la Fig. 9 et la Fig. 10, les vérins 32 de formation de plis, actionnés par fluide, sont dilatés pour exercer une pression sur les matrices 26 respectives afin de former, dans chaque partie d'extrémité des parties latérales 15 de la tôle 12 fa Sonnée en U, un pli vertical 37 ayant une section essentiellement en V, ce pli s'étendant suivant une ligne de pliage verticale prescrite 36 sensiblement perpendiculaire au fond 13. Les matrices 36 forment également un pli diagonal 40 ayant une section essentiellement en V, ce pli s'étendant suivant une ligne de pliage diagonale 39 reliant l'extrémité intérieure 38 de la ligne de pliage verticale prescrite 36 au point extérieur du coin de la partie latérale 15. On contracte ensuite les vérins 32 actionnes par fluide. On commande ensuite les vérins 20 ac+;on- nés par fluide pour soulever les contre-matrices 21 par l'intermédiaire des bras de maintien 18. Les matrices de pression triangulaires 26 sont pivotées de 30 à 80 degrés vers l'intérièur de la tôle 12 façonnée en U par les vérins de rotation 31 actionnes par fluide, comme représenté sur la Fig. 13. On plie ainsi vers l'intérieur, suivant le pli 37, la partie triangulaire médiane 15 A entre la ligne de pliage verticale prescrite 36 et la ligne de pliage diagonale 39 pour lui donner essentiellement une forme de L. En même temps, on plie la partie triangulaire médiane 15A et la partie triangulaire extérieure 15B de la partie latérale 15, en forme de V suivant le pli diagonal 40. Après cela, on contracte le vérin de translation 7, actionne par fluide, de chaque organe de pliage de coins pour déplacer vers l'extérieur le bâti 6 coulissant transversalement ainsi que le vérin de rotation 31, le cylindre 32 de formation de plis et la matrice de pression 26 montés sur ce bâti. On amène alors la matrice de pression 26 sur la face extérieure de la partie latérale 15, comme représenté sur la Fig. 14. On contracte en outre le vérin de rotation 31 actionne par fluide. Le vérin de pliage vers le haut 35, actionne par fluide, est alors dilaté pour soulever et faire tourner l'élément de pliage vers le haut 33. On plie ainsi vers le haut les parties d'extrémité opposées de la tôle 12 façonnée en U pour former des parties d'extrémité relevées 41, comme représenté sur la Fig. 15 et la Fig. 16. La surface intérieure de la partie d'extrémité 41 recouvre la partie 3 en forme de coin qui est constituée par la partie triangulaire médiane 15A et la partie triangulaire extérieure 15B repliées l'une sur l'autre. Dès que cela est effectué, le vérin de pliage vers le haut 35 est contracte pour faire pivoter vers le bas l'élément de pliage vers le haut 33. Ensuite, le vérin de serrage 11, actionné par fluide, est dilaté pour soulever l'organe de serrage 10. L'élément en forme de caisson qui a été façonné au cours des opérations précédentes est chasse des organes de pliage de coins A a D. Après cela, on dilate le vérin de translation 7, actionné par fluide, pour ramener le bâti 6 coulissant transversalement dans sa position initiale. Lorsqu'on fabrique l'élément métallique en forme de caisson conforme à la présente invention, on peut, si on le désire, supprimer aa rsirure ve#'ticale 22, la saillie verticale opposée 24 et, par suite, le pli vertical 37 de la partie latérale 15. Au cas ou l'élément métallique en forme de caisson est façonne a partir d'une plaque mince en acier ayant une épaisseur comprise entre 0,27 et 1,2 mm, on peut prendre des dispositions pour exercer une pression sur la matrice 26 au moyen du vérin 31 actionne par pression pour former les plis 37 t 40 en supprimant le vérin de formation de pli 32.En outre, une tôle mince pouvant aisément subir une déformation élastique aux extrémités des parties latérales étant utilisée, la matrice de pression 26 peut être pivotée dans sa position initiale à partir de la position de la Fig. 13, simplement en contractant le vérin de rotation 31, actionné par pression, sans ramener le bâti 6 couliSsant transversalement. Lorsqu'on met en place la tôle 12 façonnée en U sur les quatre organes de pliage de coins A a D, il est préférable de prévoir un arrêt qui détermine la position en direction longitudinale de la tôle 12 en venant en prise avec une partie d'extrémité du fond de cette tôle. Chacun des vérins actionnes par fluide mentionnés précédemment peut être un vérin pneumatique ou un vérin hydraulique. Cependant, lorsqu'on doit plier une tôle d'acier ayant une épaisseur comprise entre 1,3 et 3,2 mm pour réaliser un élément en forme de caisson, il est pré férable d'utiliser un vérin hydraulique pour le vérin 32 actionné par fluide. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour fabriquer un élément mé tallique en forme de caisson à partir d'une tôle (12) façonnée en U, cet élément comportant une partie de fond rectangulaire (13) et deux parties latérales (15) remontant à partir de côtés opposés de la par tie de fond (13),procédé caractérisé en ce qu'il consiste à former un pli diagonal (40) dans chaque zone d'extrémité des parties latérales (15), ce pli (40) s'étendant depuis l'extrémité intérieure d'une ligne de pliage verticale prescrite (36) essentiellement perpendiculaire au côté de la partie de fond (13) jusqu'au point d'angle extérieur de la zone d'extrémité de la partie latérale (15), à presser vers l'intérieur une partie triangulaire médiane (15A) située entre le pli diagnonal (40) et la ligne de pliage verticale prescrite (36), a plier l'une vers l'autre cette partie triangulaire médiane (15A) et une partie triangu laire extérieure (15B) suivant la ligne de pliage verticale prescrite (36) et le pli diagonal (40) et a plier vers le haut des parties d'extré mité opposées (41) de la tôle (12) façonnée en U, sensiblement à angle droit par rapport à la partie de fond (13). 20) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à réaliser une tôle (12) fa çonnée en -U en pliant a angle droit des parties d'extrémité opposées d'une tôle rectangulaire plane. 3 ) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme le pli diagonal (40) dans la partie laté- rale (15) de la tôle (12) en U au moyen d'une matrice de pression (26) comportant une saillie (25) de formation de pli diagonal a bord vif et d'une contre-matrice (21) comportant une rainure (23) de formation de pli diagonal opposée. 4 ) - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, former un pli vertical suivant la ligne de pliage prescrite de la partie latérale (15) de la tôle (12) façonnée en U, au moyen d'une matrice de pression (26) compor tant une saillie (24) de formation de pli vertical a bord vif et d'une contre-matrice (21) comportant une rainure opposée (22) de formation de pli vertical. 50) - Machine pour fabriquer un élément métallique en forme de caisson à partir d'une tôle (12) façonnée en U, cet élément comportant une partie de fond rectangulaire (13), deux parties latérales (15) montant à partir de côtés opposés de la partie de fond (13), caractérisée en ce qu'elle comporte un bâti principal (4), un élément de support de fond (14) et des éléments de support latéraux (16) prévus sur le bâti principal (4) pour porter la face inférieure de la partie de fond (13) et la surface extérieure des parties latérales (15) de la tôle (12), un bras de serrage (8) et un bras de maintien (18) dont les extrémités extérieure respectives sont montées à pivot sur le bâti principal (4), un organe de serrage (10) étant fixe sur l'extrémité intérieure du bras de serrage (8) pour saisir la partie de fond (13) et les parties latérales (15) de la tôle (12) en coopération avec l'élément de support de fond (14) et les éléments de support latéraux (16), une contre-matrice (21) montée à poste fixe à l'extrémité avant du bras de maintien (18), cette contre-matrice comportant une rainure (23) de formation de pli diagonal, une matrice de pression (26) montée en opposition à la surface extérieure d'une partie latérale (15) de la tôle (12) façonnée en U et comportant une saillie (25) de formation de pli diagonal coopérant avec la rainure (23) de formation de pli diagonal de la contrematrice (21) pour réaliser un pli diagonal (40) dans la partie latérale (15) de la tôle (12), un élément (33) de pliage vers le haut monte à pivot sur le bâti puicipa; (4) pour pii#; vers le haut une partie d'exlmité de la partie de fond (13) de la tôle (12). 60) - Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que la matrice de pression (26) est constituée par un élément triangulaire comportant sur sa face active la saillie (25) de formation de pli diagonal, le côté vertical de cette matrice de pression triangulaire (26) étant monté à rotation sur un arbre vertical (28). 70) - Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le côté vertical de la matrice de pression (26) est monté à rotation sur un arbre (28) monté verticalement sur un bâti coulissant (6) se déplaçant vers la partie latérale (15) de la tôle (12) et à l'écart de cette partie. 80) - Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que la contre-matrice (21) comporte une rainure (22) de formation de pli vertical, la matrice de pression (26) comportant une saillie (24) de formation de pli vertical opposée à la rainure (22). 9 ) - Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'organe de serrage (10) est muni d'une couche antiglissement (17) sur les zones de surface venant en contact avec la partie de fond (13) et les parties latérales (15) de la tôle (12). 100) - Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le bras de serrage (8), le bras de maintien (18), la matrice de pression (26) et l'élément (33) de pliage vers le haut sont agencés pour pivoter sous l'action de vérins actionnes par fluide, le bâti coulissant (6) étant agencé pour être de- placé par un vérin actionné par fluide.