Brevet FR2519890A1 — publié le 19830722

La présente invention concerne un procédé et des dispositifs ré fabrication de manivelles do pédalier de cycles munies chacune à une extrémité d'un oeilleton de fixation d'une pédale et, à l'extrémité opposée, d'un oeilleton destiné à recevoir l'axe de manivelle, et éventuellement une roue à chaine. Selon la pratique industrielle ces manivelles sont fabriquées è partir d'un tronçon de tige ronde que l'on façonne à la température ambiante, essentiellement sans enlèvement de matière. De ce tronçon qui, sur toute se longueur, présente la même section, on soumet à/début de refoulement l'extrémité qui sert à former l'oeilleton pour l'axe du pédalier, et on réduit le diamètre du reste du tronçon.Puis on.continue de refouler la dite extré- mité- en meme temps qu'on la déforme latéralement afin de lui donner ensuite, par formage à la presse, la forme pr-;ue finie d'un oeilleton d'axe de manivelle ; on effectue l'ébarbage et on commence à refouler l'autre extrd- mité pour former l'oeilleton de pédale, puis cette ébauche est aplatie et l'on perce les oeilletons. Sauf le perçage des oeilletons, toutes les opérations énumérées ci-dessus sont effectuées avec une machin2- outil multiple comportant six jeux d'outils juxtaposés. Lors de 1 réduction en diamètre de la tige ronde il se forme toutefois, à l'extrémité de celle-ci servant à former l'oeilleton de pédale, dans la face de cisaillage frontale, une concavité qui, lorsque l'on façonne cette extrémité pour former l'oeilleton de pédale, est pour le moins la cause d'une orientation défavorable des fibres dans le champ de cet oeilleton. Pour éviter cet inconvénient il faut jusqu'à présent interrompre le processus de fabrication après la réduction de diamètre de la tige et, par enlèvement de matière, donner à l'extrémité devenue concave de cette tige une forme convexe avant que ne soit formé l'oeilleton de pédale. Cette façon de précéder augmente le coOt de fabrication dans une mesure non néglipeable. Le problème auquel l'invention apporte une solution étsit donc d'améliorer le procédé décrit en préambule de telle sorte qu'en augmentant le degrd de remplissage de l'outil de formage de l'oeilleton de pédale et en améliorant l'orientation des fibres dans cet oeilleton l'interruptin du processus de fabrication, considérée inévitable jusqu'd présent, ne soit plus nécessaire et qu'une fabrication à meilleur compte soit possible. La solution à ce problème consiste, conformément à l'invention, en ce que préalablement à toutes ces opérations on forme par filage à la presse une calotte à l'extrémité de la tige servent à former l'oeilleton de pédale et, a l'extrémité de la tige servant à former l'oeilleton d'axe de manivelle, Ru moins une nervure dirigée en travers de l'étendue longitudinale de la tige, après quoi on extrsit de la matrice de la presse à filer l'extrémité de la tige sur laquelle a été formée la dite calotte, en prenant prise sur la dite nervure. Faisant suite à des propositions faites au sein de l'entreprise, il a déjà été essayé de former une calotte sur la tige ronde par filage complet en avant effectué à la presse, opération au cours de laquelle la tige ronde était supportée latéralement, sur toute se longueur, par la matrice, ceci afin d'éviter son flambage ; ensuite, la tige ronde devait être éjectée hors de la matrice. Mais cette éjection ne fut pas possible par suite de la très grande solidarisation par friction, engendrée lors du filage, entre la tige ronde et la matrice, ei bien que le formage de le nervure selon l'invention est une condition aine qua non pour pouvoir pouvoir extraire la tige ronde de la matrice de la presse à filer. Il s'est rdvéld avantageux, dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, de former uns nervure circulaire de forme au meins approximativement annulaire fermée. Afin, malgré les étapes supplémentaires prévues selon le procédé conforme à l'invention, de puuvoir exécuter à bon compte toute la fabrication avec seule- ment six opérations successives, il est avantageux de réunir en unc opération commune l'ébarbage de l'oeilleton d'axe formé à la presse et le début de refoulement de l'ex- trémité de tige servant à former l'oeilleton de pédale. Un dispositif préféré pour former la calotte et une nervure à prévoir sur l'extrémité opposée à le calot te comprend @ d'une part une première partie monobloc de matrice destinée à être fixée à un bati et comportant une empreinte de formage en forme d'alésage borgne dont la section est adaptée à celle de la tige ronde et qui se terminé par un fond concave, d'autre part une deuxième partie de matrice comportant une empreinte de formage en forme d'alésage traversant cette partie et dont la section, adaptée à celle de la tige ronde, présente une paroi dans laquelle est ménagé. une rainure annulaire circulaire, la longueur axiale de l'empreinte de formage de la première partie de matrice étant plus grande que celle de l'empreinte de forme de la deuxième partie de matrice, cette dernière pouvant être reliée à un poussoir et étant supportée de façon à pouvoir entre adppliquée contre la face d'extrémité de la première partie do matrice qui présente l'em- bouchure de l'empreinte de formage, de telle sorte que les empreintes des deux parties de la matrice soient coaxiaux, un éjecteur étant par ailleurs prévu pour être déplacé par repport à la deuxième partie de matrice et être introduit dans l'empreinte de formage de cette dernière. Dans cette disposition il est en outre avantageux que le fond de l'empreinte de formage de la première partie de matice soit traversé par un canal de mise à l'atmosphare débouchant dans la dite empreinte. Un dispositif préféré pour effectuer en une seule opération l'ébarbage de l'oeilleton d'axe formé à la presse et le début de refoulement de l'extrémité de tige servant à former l'oeilleton de pédale est caractérisé par une matrice qui, dans la direction de l'avance d'un pou8soirs et derrière une bague de coupe d'ébarbage, comporte un mandrin de serrage orienté dans la même direction que ce poussoir et pouvant saisir la tige de l'ébauche de manivelle à J'arrière de l'oeilleton d'exe prérefoulé, ce mandrin pouvant, sous l'influence du poussoir , être déplacé contre la force d'un ressort dans ladirection de l'avance de ce poussoir, tandis qu'en regard de ce mandrin se trouvent une enclume orientée coaxialoment au poussoir ainsi qu'un éjecteur déplaçable contre la direction de l'avance du poussoir contre la force exercée sur cet éjecteur par des ressorts de rappel, des évidements en forme de calotte se complétant pour constituer une em- preinte de formage de l'osllieton de pédale étant ménagés tant dans la dite enclume que dans les faces d'extrémité, tournées vers cette dernière, des mâchoires du mandrin. Pour sssurer des forces de serrage élevées et une grande longévité, il est nécessaire que le mandrin se compose de plusieurs mors disposés symétriquement par rapport à l'axe du poussoir, et d'une douille de serrage qui enserre ces mors et est en forme de tronc de cône intérieur allant en s'amincissant dans la direction de 11 avance du poussoir, cette douille étant montée dans le bâti de la matrice avec possiblité de coulissement, , contre la force de ressorts, dans la direction de l'avance du poussoir. Dans cette disposition les faces extérieures des mors sont tronconiques pour correspondre au tronc de cOne intérieur de la douille de serrage. Le procédé selon l'invention et des exemples d'exécu- tion dos dispositifs pour le mettre en oeuvre sont décrits ci-après en se référant au dessin annexé ; sur ce dernier - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un outil de filege utilisé pour exécuter la preniière étapo du procédé, - les figures 2 à 4 sont des vues en élévation d'é bauches de manivelle de pédalier de cycle selon d'autres étapes de ce procédé, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'ébarbage et de prérefoulement de l'oeil- leton de pédale, et - la-figure 6 montre la forme définitive d'une manivelle de. pédalier mais avec des oeilletons non encore alésés. Au cours de le promizbre étape du procédé (voir fig. 1) a été formée dans un outil de filage, sur m tronçon de tige ronde 1, à l'extrémité de ce tronçon servant à former l'oeilleton de pédale, une calotte sphérique 2 dont le volume est suffisamment grand pour qu'à cette extrémité ne puisse se former, durant les étapes suivantes du procédé, une concavité tournée vers l'intérieur. En outre, à proximité de l'extrémité du tronçon de tige ronde 1 opposée à la calotte 2, a été formée, au moyen de l'outil de filage, une nervure annulaire ferme 3 dont les flancs sont arrondis, et ce sans modifier notablement la forme et les dimensions de la tige rondo 1. Ces deux façonnages ont été exécutés avec une matrice en deux parties 4,5 et un poinçon 6 qui exerce des efforts de compression axiale sur la tige ronde 1. Ls première partie 4 de la matrice a une empreinte 7 de forme cylindrique allongée analogue à un alésage borgne et dont le dismètre est adapté à celui de la tige ronde. Cette empreinte compote un fond concave 8 traversé par un étroit canal de mise à l'etmospherc 9 débouchant dans l'empreinte 7. La deuxième partie 5 de la matrice est traversée par une empreinte cylindrique 10 dont le diambtre est égal à celui de l'empreinte 7. Dans la paroi de l'empreinte 10 est ménagée une rainure annulaire fermée 11 à flancs arrondis. La longueur axiale de l'empreinte 7 est environ le quadruple de celle de l'empreinte 10. La première partie 4 de la matrice est fixe dens l'espace tandis que la partie 5 de celle-ci est reliée au poinçon (non représenté) d'une presse, de telle sorte que lorsque ce poinçon descend la partie 5 de la matrice vient prendre appui sur la partie 4 de celle-ci, les empreintes 7 et 10 de le matrice étant @@ientées coaxialement l'une par rapport à l'autre. Il faut en outre que la course du poinçon soit plus grande que le longueur de l'empreinte 7, afin que lors de la remontée du poinçon celui-ci soit en mesure, par l'intermédiaire de la partie 5 de le matrice, d'extraire de la partie 4 de celle-ci le tronçon de tige ronde 1. Ensuite, la partie de cette tige qui se trouve dans la partie 5 de la matrice est expulsée de l'empreinte 10 au moyen du poussoir 6 fixé au poinçon de le presse. La figure 2 montre une ébauche de manivelle de pédale lier de cycle qui a été prérefoulée à son extrémité servant former l'oeilleton destiné à recevoir l'axe du pédalier, tandis que sur le reste de sa longueur le diamètre de cstte ébauche a été réduit. Au cours d'une opération ultérieure (voir fig.3) la dite extrémité prérefoulée a été refoulée davantage et, en même temps, déplacée latéralement. La figure 4 montre une ébauche de manivelle ae pédalier de cycle sur laquelle 1' oeilleton 13 destiné à recevoir l'axe du pédalier a, par façonnage à la presse, reçu sa forme presque définitive Avec le dispositif représente à la fig.5 la nervure 14 visible à la fig.4 est enlevée par cisaillage en mOme temps qu'est formé l'oeilleton de pédale 15. La fig.6 montre la manivelle de pédalier aplatie après cette opération de cisaillege et de formege. Les opérations expliquées ci-dessus en se référant aux fig.2,3,4 et 6 sont connues. Le dispositif représenté à la fig.5 se compose d'une matrice qui, dens la direction dc l'avance d'un poussoir 16, comporte, à la suite d'une bague d'6barbage 17 au travers de laquelle l'ébauche de manivelle orientée dans le sens de la longueur de ce poussoir 16 est repoussée par ce dernier, un mandrin de serrage et une enclume 18 ainsi qu'un éjecteur 19. Le mandrin de serrage se compose d'une part de quatre mors 20 en forme de segments, disposés avec symétrie de rotation par rapport à la direction du déplacement du poussoir 16 et qui enserrent la tige de l'ébauche de manivelle à l'arrière de l'oeilleton 13 de celle-ci, et d'une douille de serrage 21 qui entoure ces mors. Cette douille est déplaçable dans le bati 22 en direction de l'avance du poussoir 16 et contre la force d'un ressort. Dans l'enclume 18 et dans les faces d'extrémité des mors 20 tournées vers cette enclume sont prévus des dvide- avents 23 qui se complètent mutuellement pour former une empreinte de façonnage de l'oeilleton de péd-ale. La douille de serrage 21 forme un cône intérieur 24 allant en s'amincissant dans la direction de l'avance du poussoir 16 et les faces extérieures des mors 20 sont adaptées à ce cône intérieur de telle sorte que ces mors peuvent, sur toute leur longueur, s'appliquer sous l'action d'une force contre une ébauche de manivelle introduite entre eux. Un enfonceur 25 parallèle au poussoir 16 peut être engagé dans la matrice et agir sur les mors 2 & Dans la position initiale la douille de serrage 21, sous l'action des éléments à effet de ressort (non repré sent6Bau dessin) qui la sollicitent, est au contact de l'é- paulement 26 du bQti 22, et les mors 20 ont été, par des éléments à effet de ressort également non représenté, repoussés dans la position ouverte. Après que la nervure 14 a été enlevée par cisaillage comme dit ci-dessus, les mors 20 se trouvent en regard de la tige de l'ébauche de manivelle, de aorte que ai le poussoir 16 continue d'avancer, cilles se trouvent déplacées tcut d'abord par rapport à la douille de serrage 21 au moyen de l'enfonceur 25 qui avance lui aussi, et bloquent de ce fait la dite ébauche dont l'extrémité servant à former l'oeilleton de pédale 15 est en avancée au-delà des mors 20, en direction de l'encloue 18. En continuant de faire avancer le poussoir , les mors 20 etls douille 21 qui bloquent l'ébauche de manivelle sont entraînés en meme temps et l'oeilleton de pédale 15 se trouve alors refoulé entre les évidements 23 de l'enclume 18 et des mors 20. Lorsque cette opération de refoulement est terminée, le poussoir 16 et l'enfonceur 25 doivent être ramenés en arrière, et la douille de serrage 21 se trouve elle aussi renvoyée dans se position initiale de façon automatique par les ressorts de renvoi. En outre, le mandrin soumis à l'action de ressorts ds renvoi peut lui aussi s'ouvrir et l'éjecteur 19, lui aussi soumis à l'action d'un ressort de renvoi, peut alors éjecter l'ébauche de manivelle de l'ensemble de la malice l'ouverture du mandrin se trouve favorisée par l'intermé- diaire de l'oeilleton de pédale façonné comme dit ci-dessus. Toutes les caractéristques nouvelles décrites ci-dessus et/ou représentées au dessin sont, prises individuellament ou en toute combinaison, considérées essentielles à la réalisation de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de manivelles de pédalier de cycles munies chacune à une extrémité d'un ceilleten de fixation d'une pédale et, à l'extrémité opposée, d'un oeilleton destiné à recevoir au moins l'axe de manivelle, qui consiste à soumettre à un début do refoulement celle des extrémitée d'une tige ronde de section égale sur toute sa longueur qui sert à former l'oeilleton d'axe de manivelle, à réduire en diamètre le reste de cette tige, à continuer de refouler la dite extrémité en la déformant latéralement pour lui donner à la presse la forme presque finie de l'oeilleton d'axe de manivelle, à ébarber, à commancer de refouler l'autre extrémité de la tige pour y former l'oeilleton de pédale, et enfin à aplatir cette ébauche et à percer les oeilletons, ce procédé étant remarquable en ce que préalablement à toutes ces opérations on forme par filage à le presse une calotte (2' à l'extrémité de la tige (1) servant à former l'oeilleton de édale (15) et, à l'extrémité (12) de la tige servant à former l'oeil- leton d'axe de manivelle (13), au moins uno nervure (3) dirigée en travers de l'étendue longitudinale de la tige, après quoi on extrait de la matrice (4) de la presse à filer l'extrémité de la tige sur laquelle a été formée la dite calotte (2), en prenant prise sur la dite nervure (3). 2. Procédé selon la revendication 1, remarquable en ce que l'on forme une nervure circulaire (3) de forme au moins approximativement annulaire farmée. 3. Procédé selon la revendication lou 2, remarquable en ce que l'on réunit en une opération commune l'6bar- bage de l'oeilleton d'axe (13) formé à la presse et le dI- but de refoulement de l'extrémité de tige servant à former l'oeilleton de pédale (15). 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les vevendications l et 2 ensemble, remarquable en ce qu'il comprend d'une part une première partie monobloc de matrice (4) destinée à être fixée à un bâti et comportant une preinte de formage (7) en forme d'alésage borgne dont le section est adaptée à celle de la tige ronde et qui se termine par un fond concave (8), d'autre part une deuxième partie de matrice (5) portant une empreinte traversant cette partie et dont la section, adaptée à celle de le tige ronde, présente une paroi dans laquelle est ménagée une rainure annulaire circulaire (11), la longueur axiale de l'empreinte de formage (7) de la première partie de matrice (4) étant plus grande que celle de l'empreinte de formage (10) de la deuxième partis de matrice (5), cette dernière pouvant être reliée à un poussoir et étant supportée de façon à pouvoir être appliquée contre la face d'extrémité de la première partie de matrice (4) qui pre- sente l'embouchure de l'empreinte de fermage (7), de telle sorte que les empreintes (7,10) des dux parties (4,5) de la matrice soient coaxiaux, u n éjecteur (6) étant par ailleurs prévu pour être déplacé par rapport à la deuxième partie de matrice (5) et être introduit dans l'empreinte do formage (10) de cotte dernière. 5. Dispositif selon la revendication 4, remarquable en ce que le fond (8) de l'empreinte de formage (7) de la premi ère partie de matrice (4) est traversé par un canal de mise à l'atmosphère (9) débouchant dans le dite empreinte. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon le revendication 3, remarquable en ce qu'il comporte une matrice qui, dans la direction de l'avance d'un poussoir (16) et derrière une bague de coupe d'ébarbage (17), comporte un mandrin de serrage orienté dans la m.ame direction que ce poussoir et pouvant saisir la tige de l'ébauche de manivelle à l'arrière de l'oeilleton d'axc (13) prXre- foulé, ce mandrin pouvant, sous l'influence du poussoir (16), être déplacé contre la force d'un ressort dans la direction de l'avance de ce poussoir, tandis qu'en regard de ce mandrin se trouvent une enclume (18) orientée coaxialelent au poussoir (16) ainsi qu'un éjecteur (19) ddpla- çable contre la direction de l'avance du poussoir (16) contre la force exercée sur cet éjecteur par des ressorts de rappel, des évidements (23) en forme de calotte se com pétant pour constituer une empreinte de formage de l'oeilleton de pédale étant ménagés tant dans la dite enclume (18) que dans les faces d'extrémité, tournées vers cette dernière* des mors (20) du mandrin. 7. Dispositif selon la revendication 6, remarquable en ce que le mandrin se compose de plusieurs mors (20) disposés symétriquement par rapport à l'axe du poussoir (16), et d'une douille de serrage (21) qui enserre ces mors at est en forme de tronc de cOne intérieur (24) allant en s'amincissent dans la direction do l'avance du poussoir (16), cette douille étant montée dans le bâti (22) de la matrice avec possibilité de coulissement, contre la force de ressorts, dans le direction de l'avance du poussoir (16). 8Dispositif selon la revendication 7, remarquable en ce-que les faces extérieures des mors (20) sont tronconiques pour correspondre au tronc de cône intérieur (24) de la douille de serrage (21).