Brevet FR2507931A1 — publié le 19821224

1. La présente invention concerne une poulie à gorges multiples en forme de V constituée d'une tôle légère, des- tinée à être utilisée avec une courroie comportant plusieurs V dans des systèmes d'entraînement et, plus particulière- ment, un procédé perfectionné de fabrication d'une poulie à gorges multiples en forme de V, comportant une paroi de moyeu et une paroi de flasque cylindrique ayant plusieurs gorges en forme de V en une même pièce avec la paroi de moyeu. Comme cela est décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique N O 3 977,264, les poulies de l'art anté- rieur comportant plusieurs gorges en forme de V, telles que décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3.368 376 au nom de Previte, ont des parois de formation de gorges qui sont plus fines que le métal mère du flas- que de poulie dans lequel les gorges sont formées, qui ont une épaisseur non uniforme à cause des contours an- gulaires intérieur et extérieur différents des gorges en V, et qui par inhérence impliquent l'étalement du métal dans les parois des gorges en V Cela se traduit par une résistance mécanique et une rigidité insuffisantes de la poulie, provoquant des fendillements fâcheux dans la pou- lie lors de son fonctionnement sous des charges élevées. Pour éviter les inconvénients venant d'être dé- 2, crits, on a proposé une structure de poulie à gorges mul- tiples en V faite à partir de t 8 le, ayant des parois de formation de gorges plus épaisses' travaillées à froid, repoussées par rouleau, comportant une pluralité de gorges en forme de V, relativement peu profondes, dans une paroi de flasque de poulie s'étendant axialement comme cela est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3.977 264 au nom de Sproul, Pendant les étapes de fabrica- tion de la poulie de Sproul, des parois comportant des gorges en forme de V arrondies constituant les vallées et les crêtes au stade de l'ébauche sont axialement serrées et comprimées ensemble de façon à former une paroi de flas- que de forme sinueuse dans laquelle le métal est travail- lé par rouleau, comprimé, déplacé et extrudé dans diverses parties de façon à former les gorges de poulie en forme de V Dans des procédés de fabrication de cette nature, des parties se gauchissent inévitablement entre les surfaces intérieures arrondies des parois de vallées plus épaisses, ce qui se traduit par des fendillements fâcheux dans la pa- roi de flasque aux gorges en forme de V pendant la marche sous des charges élevées, Dans le but d'éviter les problèmes similaires ren- contrés dans l'art antérieur, on a proposé d'augmenter l'épaisseur de la partie appropriée de la paroi du flasque cylindrique, d'une ébauche de poulie sans augmenter celle de la partie de moyeu de l'ébauche de poulie de sorte que la partie de la paroi du flasque sera plus épaisse que le métal de base utilisé pour former l'ébauche de poulie, com- me cela est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Améri- que n 4 273,547 au nom de Bytzek Pendant le processus d'augmentation de l'épaisseur du métal de base, la partie de la paroi de flasque est partiellement écrasée dans une di- rection axiale, et la périphérie extérieure de cette partie partiellement écrasée est soumise à une opération de roula- ge alors que sa périphérie intérieure est supportée suivant une configuration s'étendant axialement en ligne droite de manière à former les gorges de poulies en forme de V dans la partie de la paroi du flasque d'épaisseur renforcée Dans 3. une formation de cette nature d'un flasque de poulie à gorges multiples en forme de V, d'épaisseur renforcée, il est cependant difficile d'écraser uniformément la partie de paroi du flasque cylindrique sans gauchissement du métal, et il est en outre difficile-de former avec précision par roulage les gorges de poulie en forme de V dans la paroi du flasque de plus grande épaisseur sans qu'il y ait des parties s'engageant les unes dans les autres Les difficul- tés augmenteront si le processus d'écrasement est destiné à augmenter l'épaisseur de la partie de paroi du flasque dans une surface plus grande C'est pour cette raison qu'il apparaît que si on écrase la partie de paroi du flasque de façon irrégulière, il se produira un gauchissement in- désirable de la paroi, se traduisant par des fendillements dans la poulie à gorges multiples en forme de V pendant qu'elle fonctionne sous des charges élevées. Un objet de la présente invention est, par consé- quent, un procédé perfectionné permettant de former un flasque de poulie à gorges multiples en V de manière pré- cise sans provoquer un gauchissement du métal travaillé à froid pendant le processus de fabrication de la poulie. Un autre objet de la présente invention est un pro- cédé perfectionné permettant de former au moins une paire de parois de flasque de poulie parallèles comportant des gorges multiples en forme de V ou une paroi de flasque de poulie comportant des gorges multiples en forme de V avec un seul flasque de poulie en forme de V de manière simple sans provoquer un gauchissement du métal travaillé à froid pendant le processus de fabrication de la poulie. Selon un aspect de la présente invention, on pré- voit une poulie comportant des gorges multiples en forme de V formée à partir d'une plaque circulaire plate en tôle d'épaisseur prédéterminée, qui comprend une paroi de moyeu formée par compression de la partie centrale de la plaque plate mère et ayant une épaisseur prédéterminée in- férieure à celle de la plaque plate mère, et une paroi de flasque de poulie cylindrique formée par étirage d'une par- tie de flasque périphérique plate et circulaire de la pla- que plate mère après formation de la paroi de moyeu, la paroi de flasque de poulie comportant dans sa périphérie extérieure une pluralité de gorges en forme de V. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un procédé de fabrication d'une poulie compor- tant des gorges multiples en V à partir d'une plaque cir- culaire plate de tôle ayant une épaisseur prédéterminée, procédé qui comprend les étapes suivantes: la compression de la partie centrale de la pla- que plate mère de façon a former une ébauche en forme de coupe en une pièce avec un flasque périphérique circulaire plat de même épaisseur que la plaque plate mère, l'ébauche ayant une épaisseur prédéterminée inférieure à celle de la plaque plate mère, la formation d'une paroi de moyeu à partir de l'ébauche en forme de coupe d'une même épaisseur que celle de l'ébauche; l'étirage du flasque périphérique circulaire plat pour le transformer en paroi de flasque cylindrique ayant la même épaisseur que la plaque plate mère; et la formation d'une pluralité de gorges en forme de V dans la paroi de flasque cylindrique. Dans la pratique réelle du procédé, il est pré- férable qu'après l'étape d'étirage du flasque périphérique circulaire plat, la paroi de flasque cylindrique soit radia- lement serrée vers l'intérieur de façon à former un premier épaulement annulaire conique contigu à la paroi de moyeu, et la paroi de flasque cylindrique serrée est cambrée ra- dialement vers l'extérieur à son extrémité ouverte de façon à former une second épaulement annulaire conique, La présente, invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci joints dans lesquels; La figure 1 est une vue en coupe partielle d'une plaque circulaire plate en tôle ayant une épaisseur pré- déterminée, à partir de laquelle on peut former une poulie comportant des gorges multiples en forme de V; 5. La figure 2 est une vue en coupe partielle repré- sentant les poinçons et les matrices d'une presse de for- mation de la partie centrale de la plaque plate mère de la figure 1; La figure 3 représente une vue en coupe partiel- le d'une ébauche de forme sphérique avec un flasque péri- phérique circulaire plat formé par compression de la pla- que plate mère, La figure 4 est une vue en coupe partielle re- présentant des poinçons et des matrices de la presse de for- mation d'une paroi de moyeu à partir de l'ébauche de forme sphérique représentée en ftgure 3; La figure 5 est une vue en coupe partielle repré- sentant une bague de matrice et des poinçons de la presse d'étirage du flasque périphérique circulaire plat de la paroi de moyeu dans une direction axiale dans le but de former une paroi de flasque cylindrique; La figure 6 est une vue en coupe partielle repré- sentant un poinçon, un mandrin et des matrices de la pres- se permettant de serrer radialement vers l'intérieur la paroi de flasque cyltndrique étirée de façon à former un épaulement annulaire conique contigu à la paroi de moyeu; La figure 7 est une vue en coupe partielle repré- sentant une bague de poinçon, des segments de retenue radiaux un mandrin et des matrices de la presse permettant de cam- brer radialement vers l'extérieur une extrémité ouverte de la paroi de flasque cylindrique serrée dans le but de former un épaulement annulaire extérieur conique; Les figures 8 et 9 représentent les étapes succes- sives de la formation de gorges multiples en forme de V dans la paroi de flasque cylindrique serrée; La figure 10 est une vue en coupe partielle à grande échelle représentant le contour de la paroi de flas- que cylindrique roulée, comprenant les gorges multiples en forme de V pratiquée dans la poulie de la figure 9; La figure il est une vue en coupe partielle à gran- de échelle d'une modification de la poulie à gorges multi- ples en forme de V; et 6, La figure 12 est une vue en coupe partielle à grande échelle d'une autre variante de poulie à gorges mul- tiples en forme de V. Dans les procédés de fabrication d'une poulie à gorges multiples en forme de V selon la présente inven- tion, on utilise une plaque circulaire plate 1 en tôle représentée en figure 1, laquelle a, par exemple, un dia- mètre prédéterminé pour une poulie à gorges multiples en forme de V d'un diamètre de 100 mm et une épaisseur pré- déterminée de 3,2 mm appropriée à la formation de gorges multi- ples en V dans la paroi du flasque de poulie au stade final du processus de fabrication Au premier stade de fabrica- tion de la poulie à gorges multiples en V, la plaque circu- laire plate 1 en tale est montée sur une matrice annulaire inférieure 20 et centrée à sa périphérie extérieure de la manière usuelle lorsque la presse est ouverte, Une matrice annulaire supérieure 21 est déplacée axialement vers la ma- trice inférieure 20 de façon M assujettir la partie périphé- rique extérieure de la plaque 1 en position, comme cela est représenté en figure 2 Successivement, la plaque 1 immobi- lisée est comprimée uniformément à sa partie centrale sous une pression d'environ 60 tonnes entre des poinçons supé- rieur et inférieur 22 et 23 pendant le mouvement descendant du poinçon supérieur 22 de façon à former une ébauche 2 de forme sphérique en une pièce avec un flasque périphérique circulaire plat la ayant la même épaisseur t 1 que la pla- que plate mère 1 Après formation de l'ébauche de forme sphé- rique 2,la matrice supérieure 21 et le poinçon 22 sont dépla- cés vers le haut, et l'ébauche 2 est frappée de la manière usuelle par le mouvement ascendant d'un axe d'impact (non représenté), Comme le montre la figure 3, l'ébauche de for- me sphérique 2 a une épaisseur prédéterminée t 2 d'environ 1,6 mm qui est la moitié de l'épaisseur t du flasque péri- phérique plat la, Au second stade de la fabrication de la poulie A gorges multiples en y, l'ébauche 2 est montée sur une ma- trice inférieure 24 a, comme représenté en figure 4, matri- ce qui comporte à sa partie inférieure un coussin classi- que (nonreprésenté), et le flasque périphérique plat la de l'ébauche 2 est centré à sa périphérie extérieure de la ma- nière usuelle et assujetti en position entre des bagues supérieure et inférieure de matrice 26 et 24 Ainsi, un poinçon intérieur 25 est déplacé axialement vers la matri- ce inférieure 24 a et comprime l'ébauche 2 sous une pression d'environ 110 tonnes à la fin de sa course descendante, de manière à former une paroi de moyeu 3 en une pièce avec le flasque périphérique la La paroi de moyeu 3 a sensible- ment la même épaisseur que l'ébauche de forme sphérique 2. Au troisième stade de fabrication de la poulie à gorges multiples en V, comme représenté par les lignes imaginaires de la figure 5, le flasque périphérique circu- laire plat la est monté sur une bague de matrice 27 et cen- tré par contact de la paroi de moyeu 3 avec la paroi de ca- vité correspondante d'une matrice intérieure 29, Ainsi, un poinçon supérieur 28 est déplacé axialement vers la matri- ce inférieure 29 et bute contre la paroi de moyeu 3 de façon à étirer le flasque périphérique la pour le trans- former en paroi de flasque cylindrique 4 sous une pression d'environ 50 à 60 tonnes, La paroi de flasque cylindrique étirée 4 est enlevée par mouvement ascendant d'un axe d'im- pact (non représenté) après que le poinçon 28 ait été dépla- cé jusqu'à sa position d'élévation, Comme représenté en figure 6,1 a paroi de flasque cylindrique étirée 4 en une pièce avec la paroi de moyeu 3 est montée sur une bague de matrice 30 et un élément d'im- pact 30 a est successivement assujetti en position par un mandrin 32, Ainsi, un poinçon annulaire 31 est déplacé vers le bas dé façon à serrer r Adialement vers l'intérieur la paroi de flasque cylindrique sous une pression d'environ tonnes de façon à former un épaulement annulaire conique a contigu à la paroi de moyeu 3, Pour serrer la paroi de flasque cylindrique 4, le poinçon annulaire 31 comporte à sa périphérie intérieure une partie annulaire à gradin 31 a et une surface annulaire conique de serrage 31 b, Au stade ultérieur, la paroi de flasque 5 et la paroi de moyeu 3 serrées sont montées sur une matrice inférieure 33 a et un 8, élément d'impact 33, comme représenté en figure 7 La pa- roi de moyeu 3 est assujettie par un mandrin 34 dans la di- rection axiale et la paroi de flasque serrée 5 est assujet- tie par des segments de matrice en plusieurs pièces 35 dans une direction radiale Dans cette condition d'assu- jettissement, une extrémité supérieure ouverte de la paroi de flasque serrée 5 est cambrée radialement vers l'exté- rieur par un bord annulaire de couteau d'une matrice supé- rieure 34 a de façon à former un épaulement annulaire exté- rieur conique 5 b Après la formation de l'épaulement 5 b, on perce dans le centre de la paroi de moyeu 3 un trou-de la manière classique pour montage sur des matrices tournan- tes à rouleau, et on peut percer d'autres trous destinés à servir de trous de boulon. Dans les figures 8 et 9 on a représenté une opéra- tion de repoussage par rouleaux de gorges multiples en for- me de V au cours de laquelle le métal de la paroi de flas- que serrée 5 est travaillé par rouleau de façon à former une pluralité de gorges de poulie en forme de V 12 a, 12 b, 12 c Cette opération peut être exécutée dans des matrices de repoussage à rouleau qui comprennent une matrice infé- rieure 36, un mandrin 37 coaxial à la matrice inférieur 36, un support annulaire d'ébauche 37 a, et un rouleau de re- poussage 11 en forme de V, monté en un endroit contigu au mandrin 37 et à la matrice inférieure 36 de manière à se rapprocher et à s'éloigner de l'axe de repoussage En fonc- tionnement, le mandrin 37 est séparé, et la paroi de flas- que cylindrique 5 et la paroi de moyeu 3 sont montées sur la matrice inférieure 36, étant centrés par contact avec la paroi de cavité de la matrice inférieure 36 Le mandrin 37 et le support d'ébauche 37 A sont déplacés axialement vers la matrice inférieure 36, assujettissant entre eux la pa- roi de flasque 5 et la paroi de moyeu 3 La matrice 36, le mandrin 37, le support d'ébauche 37 a et la paroi de flasque 5 et la paroi de moyeu 3 ainsi assujettis, sont mis en rota- tion, et le rouleau de repoussage 11 est déplacé vers la périphérie extérieure du flasque 5, Ainsi, des gorges de poulie en forme de V 12 a, 12 b, 12 c sont formées dans la pa- 9. roi de flasque 5 d'une manière précise, comme cela est représenté en figure 9 Pendant l'opération de formation des gorges, une certaine quantité de métal s'écoule dans les parois formant les gorges, et cet écoulement de métal permet de renforcer lesdites parois sans provoquer aucun gauchissement de la paroi de flasque 5 La figure 10 repré- sente le contour de la paroi de flasque cylindrique 5 dans laquelle sont formées les gorges 12 a, 12 b, 12 c en forme de V, dans laquelle la distance entre une ligne imaginaire et la périphérie intérieure de la paroi de flasque 5 repré- sente l'épaisseur originale t 1 de la plaque plate mère 1, et l'épaisseur de la paroi de moyeu 3 est indiquée par la référence t 2 car elle a la même épaisseur que l'ébauche sphérique 2 de la figure 3. Dans la pratique réelle de la présente invention, si le diamètre de la plaque plate mère 1 de la figure 1 est déterminé de façon appropriée de manière à agrandir la pro- fondeur de compression de -la paroi de moyeu 3 de la figure 4, une seule gorge 16 en forme de V pour courroie unique en V peut être formée par roulement avant ou pendant l'opération de formation des gorges décrite précédemment, comme cela est représenté en figure 11 Dans cette figure, la référence 13 représente une paroi de moyeu correspondant à la paroi de moyeu 3, et la référence 15 indique une paroi de flasque de poulie à gorges multiples en V correspondant au flasque de poulie 5 à gorges multiples en V Zn variante, dans le cas oa le diamètre de la plaque plate mère 1 de la figure 1 est déterminé de manière appropriée pour agrandir le flasque périphérique circulaire plat la de l'ébauche sphérique 2 de la figure 3, une paire de parois de flasque 17 et 18 paral- lèles à gorges multiples en V peut être formée pendant l'opé- ration de formation des gorgea décrite précédemment, La présente in Venti Qn n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparattront à l'homme de l'Art, 10. REVENDICATIONS 1 Poulie à gorges multiples en V formée à par- tir d'une plaque circulaire plate en tôle ayant une épais- seur prédéterminée, caractérisée en ce qu'elle comprend; une paroi de moyeu ( 3) formée par compression de la partie centrale de la plaque plate mère ( 1) et ayant une épaisseur prédéterminée (t 2) inférieure à l'épaisseur (t 1) de la plaque plate mère; et une paroi de flasque de poulie cylindrique ( 4) formée par étirage d'une partie de flasque périphérique cir- culaire plate (la) de la plaque plate mère ( 1) après forma- tion de la paroi de moyeu ( 3), cette partie de flasque de poulie comportant à sa périphérie extérieure une pluralité de gorges en forme de V ( 12 a, 12 b, 12 c). 2 Poulie selon la revendication 1, caractérisée en ce que le paroi de moyeu ( 3) comporte à sa périphérie cylindrique une seule gorge en forme de V ( 16) contiguë à la paroi de flasque de poulie cylindrique ( 15), 3 Poulie à gorges multiples en V formée à partir d'une plaque circulaire plate de tôle ayant une épaisseur prédéterminée, caractérisée en ce qu'elle comprend: une paroi de moyeu ( 3) formée par compression de la partie centrale de la plaque plate mère ( 1) et ayant une épaisseur prédéterminée (t 2) inférieure à l'épaisseur (t 1) de la plaque plate mère; et une paire de parois de flasque de poulie cylin- drique, parallèles ( 17, 18), formées par étirage d'une par- tie de flasque périphérique circulaire plat (la) de la pla- que plate mère ( 1) après formation de la paroi de moyeu ( 3), chaque paroi de flasque comportant à sa périphérie extérieu- re une pluralité de gorges en forme de V, 4 Procédé de fabrication d'une poulie à gorges multiples en forme de V à p Artir d'une plaque circulaire plate de tôle ayant une épaisseur prédéterminée, caractéri- sé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la compression de la partie centrale de la pla- que plate mère ( 1) de façon à former une ébauche en forme de coupe ( 2) en une pièce avec un flasque périphérique cir- il. culaire plat (la) ayant la même épaisseur que l'épaisseur (t 1 > de la plaque plate mère ( 1), cette ébauche en forme de coupe ( 2) ayant une épaisseur prédéterminée (t 2) inférieu- re à l'épaisseur (t 1) de la plaque plate mère; la formation d'une paroi de moyeu ( 3) à partir de l'ébauche en forme de coupe ( 2) d'une même épaisseur que celle de l'ébauche en forme de coupe ( 2); l'étirage du flasque périphérique circulaire plat (la) pour constituer une paroi de flasque cylindrique ( 4 > ayant la même épaisseur que l'épaisseur (t 1) de la pla- que plate mère; et la formation d'une pluralité de gorges en V ( 12 a, 12 b, 12 c) dans la paroi de flasque cylindrique ( 4). Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'après l'étape d'étirage du flasque périphérique circulaire plat (la), la paroi de flasque cylindrique ( 4) est serrée radialement vers l'intérieur de façon à former un premier épaulement annulaire conique ( 5 a) contigu à la paroi de moyeu ( 3), et la paroi de flasque cylindrique ser- rée ( 5) est cambrée radialement vers l'extérieur à son ex- trémité ouverte de façon à former un second épaulement annu- laire conique ( 5 b>. 6 Procédé selon les revendications 4 ou 5, carac- térisé en ce que pendant l'étape de compression de la par- tie centrale de la plaque plate mère ( 1), l'ébauche en forme de coupe est transformée en ébauche de forme sphérique ( 2).