Brevet FR2622486A1 — publié le 19890505

La présente invention est relative à un mandrin d'en- roulement pour une bande de tôle, présentant une fente de ser- rage axiale destinée à recevoir le début de bande entre une barre de serrage, guidée mobile en déplacement radial dans un support, et un contre-appui qui est placé en amont de la barre de serrage dans le sens de l'enroulement de la bande et qui surplombe la surface de serrage inclinée de la barre de serrage et un segment de paroi latérale placé en aval de la barre de serrage, monté sur le support dans la région de son bord qui est le plus éloigné de la barre de serrage et qui est pressé élastiquement contre la barre de serrage en direction radiale, et qui, avec la barre de serrage, forme une portion de surface de paroi latérale au moins sensiblement dépourvue de décroche- ment. Dans un mandrin d'enroulement de ce genre qui est dé- jà connu (DE-A- 2 239 904), il est prévu deux segments de paroi latérale qui sont montés oscillants sur l'arbre du mandrin dans la région de leurs bords qui sont les plus éloignés l'un de l'autre, et qui, dans la région de leurs bords dirigés l'un vers l'autre, sont pressés contre une barre de serrage axiale prévue entre eux, à l'aide d'empilements radiaux de rondelles Belleville. Cette barre de serrage peut être déplacée radiale- ment vers l'extérieur par voie hydraulique à l'encontre d'une force de rappel et, en combinaison avec l'un des deux segments de paroi latérale, elle forme une fente de serrage destinée à recevoir le début de la bande de tôle à enrouler. Etant donné que, lorsqu'on serre le début de la bande de tôle entre la bar- re de serrage et le segment de paroi latérale qui forme le contre-appui, ce segment de paroi latérale s'écarte davantage que l'autre segment de paroi latérale, qui est directement en appui contre la barre de serrage d'une distance égale à l'é- paisseur du début de bande, il se forme un décrochement à la jonction entre ce segment de paroi latérale, qui constitue un contre-appui pour le serrage de la bande, et la barre de ser- rage, tandis que le segment de paroi latérale situé en aval dans le sens de l'enroulement représente, avec la barre de ser- rage, une portion de surface latérale au moins sensiblement dé- pourvue de décrochements, de sorte que ce décrochement de la paroi latérale dont la hauteur dépend de l'épaisseur de la 2 262?486 bande considérée assure une compensation de l'épaisseur de la bande au moment o la deuxième spire s'enroule sur la première spire de la bande, puisque le segment de paroi latérale qui est placé en amont de la barre de serrage dans le sens de l'enrou- lement fait saillie au-dessus de la surface circonférentielle de la barre sur une hauteur à peu près égale à l'épaisseur de la bande. Le fait que le segment de paroi latérale se raccorde sans décrochement à la barre de serrage crée ainsi une transi- tion progressive qui se raccorde au diamètre maximum de l'en- roulement du mandrin d'enroulement, ce qui devrait exclure les détériorations de la bande dans la région des premières spires, même dans le cas de fortes tensions de la bande. Toutefois, cette construction connue présente un inconvéniant consistant dans le fait que le serrage de la bande doit se contenter d'un contre-appui qui peut pivoter à l'encontre de la force d'un ressort, ce qui limite les forces de serrage qui peuvent être développées. Par ailleurs, une construction comportant deux segments de paroi latérale que l'on peut faire pivoter l'un en sens inverse de l'autre au moyen d'une barre de serrage inter- posée n'est pas appropriée pour les mandirns expansibles dont les segments expansibles doivent être réglés par un mouvment de même sens par l'intermédiaire d'un dispositif d'expansion. A ce sujet, il convient de tenir compte du fait que les empilements radiaux de rondelles Belleville, destinés à solliciter les seg- ments de la paroi, doivent prendre appui sur l'arbre du mandrin par l'intermédiaire de vis de fixation radiales. Pour compenser le décrochement dû au début de la pre- mière spire et qui agit sur les spires suivantes, il est connu par ailleurs (DE-O- 1 574 444), de placer, en aval du disposi- tif de serrage qui fixe le début de bande dans une fente de serrage, une barre d'appui que l'on peut faire monter et des- cendre et que l'on peut faire pivoter dans une cuvette de por- tée du mandrin d'enroulement pour assurer la compensation d'é- paisseur désirée. Dans cette construction, le serrage du début de bande n'est pas affecté par la compensation d'épaisseur de bande, de sorte que l'on peut également exercer de grandes for- ces de serrage. Toutefois, un inconvénient consiste en ce que, du fait que la barre d'appui est mobile par pivotement, la transition menant au rayon maximum du mandrin d'enroulement doit se produire dans la région de cette barre d'appui, et en ce que le déplacement de la barre d'appui est lié à un déplace- ment de la cuvette d'appui, laquelle doit être actionnée en supplément du dispositif de serrage, ce qui accroît considéra- blement la complexité de la construction. L'invention se donne donc pour but d'éliminer ces in- convénients et de perfectionner un mandrin d'enroulement du genre décrit au début avec des moyens simples de telle manière que, non seulement, on puisse obtenir de fortes tensions de bandes, mais que l'on puisse en outre réaliser une construction peu encombrante qui soit en particulier bien appropriée pour les mandrins expansibles possédant des segments expansibles qui se déplacent dans le même sens. L'invention résout le problème posé par le fait que le contre-appui est solidaire du support dans ses déplacements de réglage. Le fait de prévoir un contre-appui solidaire du sup- port évite la limitation des forces de serrage qui agissent sur le début de bande et évite de cette façon la limitation de la tension de la bande, parce que le seg-ment de paroi latérale ca- pable de céder élastiquement et qui forme le contre-appui dans les autres constructions est ainsi supprimé. Ce fait représente par ailleurs une condition nécessaire pour la réalisation d'une telle compensation d'épaisseur de la bande dans les mandrins expansibles qui s'écartent radialement de l'arbre du mandrin expansible sous l'action d'un dispositif d'expansion. Le sup- port, le contre-appui et le segment de paroi latérale soumis à une contrainte élastique peuvent alors former ensemble l'un des segments expansibles d'un mandrin expansible et la liaison éta- blie entre le contre-appui et le support permet alors d'obtenir un mode de construction d'autant plus plat. Pour obtenir une forme de construction particulière- ment plate à partir d'un petit nombre de pièces, et selon une autre caractéristique de l'invention, le segment de paroi laté- rale appuyé sur la barrette de serrage peut former un ressort de flexion encastré d'un côté. Ce ressort de flexion, qui est assemblé solidairement en rotation au support dans la région du bord axial qui est le plus éloigné de la barrette de serrage, rend en effet inutiles les ressorts radiaux qui seraient néces- saires en son absence, ainsi que leurs appuis, de sorte que le déplacement radial de l'extrémité du segment expansible direc- tement appuyée contre la barrette de serrage, déplacement qu'on cherche à obtenir, peut être réalisé d'une façon particulière- ment simple, par l'intermédiare d'une sollicitation de la bar- rette de serrage, sans compromettre la compensation de l'épais- seur de la bande. La course de déplacement radial de la bar- rette de serrage est certes raccourcie par le début de bande introduit dans la fente de serrage, d'une valeur qui correspond à l'épaisseur de la bande, ce qui détermine le décrochement de la surface de la paroi latérale dans la région de transition entre le contre-appui et la barre de serrage. Par ailleurs, dans chaque position de réglage du segment de paroi latérale, on est certain d'obtenir une transition sans décrochement sur le segment expansible suivant. Pour ne pas compromettre la formation d'une transi- tion sans décrochement entre la barre de serrage et le segment de paroi latérale situé en aval par le déplacement relatif en- tre la barre de serrage et le segment de paroi latérale, et se- lon une autre caractéristique de l'invention, la barre de ser- rage peut présenter un bossage de portée formant un axe d'arti- culation, et qui est engagé en formant une liaison par sûreté de forme dans un évidement de portée du segment de paroi laté- rale. Cette prise par sûreté de forme garantit un entraînement positif du segment de paroi latérale par la barre de serrage et, par conséquent, l'obtention de la transition sans décroche- ment qu'on vise à obtenir entre les deux éléments. Le mouvement de rotation, qui se produit entre le segment de paroi latérale et la barre de serrage en présence de la sollicitation radiale de la barre de serrage, est rendu possible sans forces contrai- gnantes par le tourillon de portée, parce que le bossage de portée forme un axe d'articulation pour le segment de paroi la- térale. La forme de construction plate permet d'adopter la compensation de l'épaisseur de la bande selon l'invention dans le cas de mandrins expansibles dans lesquels le support, la barre de serrage, le contre-appui et le segment de paroi laté- rale forment avantageusement en combinaison l'un de plusieurs segments expansibles, dont le dispositif d'expansion peut être activé hydrauliquement en commun avec la barre de serrage. Etant donné que le support, la barre de serrage, le contre-ap- pui et le segment de paroi latérale, forment un segment expan- sible, la compensation d'épaisseur reste indépendante du mouve- ment de réglage des segments expansibles réalisé au moyen du dispositif d'expansion, qui attaque le support. L'expansion du mandrin d'enroulement a lieu, d'une façon générale, avant ou pendant l'enroulement des premières spires de la bande, de sor- te que le dispositif d'expansion agissant sur les segments ex- pansibles peut être activé par voie hydraulique, de préférence conjointement avec la barre de serrage, de sorte que ceci sup- prime la nécessité de prévoir des commandes séparées pour le serrage de la bande et pour la compensation de l'épaisseur de la bande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des des- sins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, divers modes de réalisation du mandrin. Sur ces dessins: La figure 1 représente un détail du mandrin d'enroulement selon l'invention par une vue en coupe schématique, dans la position d'expansion; La figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, mais avec les segments rétractés; La figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la barre de serrage dans la région d'un ressort de rap- pel; La figure 4 est une vue en coupe de la barette de serrage, dans la région de son guidage; La figure 5 représente une variante de construction d'un man- drin d'enroulement selon l'invention, par une vue en coupe d'un segment d'expansion; et La figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. Dans l'exemple de réalisation selon 1 et 2, le man- drin d'enroulement représenté est essentiellement composé d'un arbre de mandrin expansible i sur lequel les segments expansi- bles 2 sont montés mobiles en déplacement radial, ces segments pouvant être actionnés au moyen d'un dispositif d'expansion 6 2622486 constitué par un mécanisme-à coins. A la différence des man- drins expansibles de ce genre qui sont classiques, l'un des segments expansibles 2 forme un support 4 pour un segment 5 de paroi latérale, qui est relié rigidement au support 4 dans la région de son bord arrière 7, considéré dans le sens de l'en- roulement qui est indiqué par la flèche 6 et, en raison de sa disposition unilatérale solidaire du support, ce segment forme un ressort de flexion encastré d'un côté qui prend appui sur une barre de serrage axiale 9 dans la région de son extrémité avant libre 8 et, à savoir, sous une précontrainte déterminée, de sorte que l'extrémité libre 8 du segment 5 de paroi latérale accompagne obligatoirement le déplacement radial de la barre de serrage 9 vers l'intérieur, en raison de la précontrainte du ressort de flexion. Dans la position rétractée des segments 2 expansi- bles, la barre de serrage 9 forme, en combinaison avec un contre-appui 10, solidaire du support, une fente 11 de serrage axial destinée à recevoir le début de la bande de tôle à enrou- ler. Comme le montre le dessin, le contre-appui 10 surplombe la surface de serrage inclinée 12 de la barre de serrage 9. La barre de serrage 9 est montée mobile en transition radiale dans le contre-appui 10 ou dans le support 4 au moyen de broches 13 de guidage (figure 4), réparties sur la longueur axiale de la barre de serrage 9, et elle peut être repoussée radialement vers l'extérieur par l'intermédiaire de pistons 14, à l'encontre de la force de ressorts de rappel 15 (figure 3), l'activation des pistons 14 pouvant avoir lieu conjointement avec l'activation du dispositif d'expansion 3. En présence de cette activation du mandrin d'enroulement, d'une part, les seg- ments expansibles 2 sont mis en expansion et, d'autre part, la barrette de serrage 9 est mise en pression contre le contre-ap- pui 10, comme ceci est visible sur la figure 1. Sous l'effet de ce déplacement radial de la barrette de serrage 9, l'extrémité libre 8 du segment 5 de paroi latérale est repoussée en même temps vers l'extérieur, de sorte qu'on est certains d'obtenir une transition sans décrochement entre la barre de serrage 9 et le segment 5 de paroi latérale situé en aval, même dans la po- sition d'expansion, dans la région de la paroi latérale. L'en- traînement du segment 5 de paroi latérale par la barre de ser- rage 9 est favorisé par un bossage de portée 16 arrondi, prévu sur la barre de serrage 9, qui s'engage, en formant une liaison par sûreté de forme, dans un évidement de portée 17 correspon- dant du segment 5 de paroi latérale et forme ainsi un axe d'ar- ticulation entre la barre de serrage 9 et le segment 5 de paroi latérale. Si, après avoir introduit un début de bande dans la fente de serrage 11, on met le mandrin d'enroulement en expan- sion, le début de bande se trouve bloqué dans la fente de ser- rage 11 entre la barre de serrage 9 et le contre-appui 16, sous l'effet de l'expansion des segments 2 expansibles, la course de réglage de la barre de serrage étant limitée par le début de bande engagé dans la fente de serrage 11, et un décrochement se formant entre la surface latérale de la barre de serrage 9 et le contre-appui 10, ce décrochement dépendant de l'épaisseur de la bande. La deuxième spire de la bande à enrouler peut, de cette façon, être enroulée sans qu'il ne se forme de décroche- ment entre la surface latérale du contre-appui 10 et la pre- mière spire de la bande, puisque le décrochement, qui est formé entre la barre de serrage 9 et le contre-appui 10, est juste- ment compensé par le début de bande. La transition de la barre de serrage 9 au segment 5 de paroi latérale reste exempte de décrochement, quelle que soit la position de la barre de ser- rage 9. Lors de la contraction des segments expansibles 2, le déroulement du mouvement se produit dans l'ordre de succession inverse, le début de bande étant libéré par la barre 9 de ser- rage sollicitée par les ressorts de rappel 15. Le comportement des ressorts de flexion précontraints du segment 5 de paroi la- térale détermine un mouvement de rappel simultané du segment 5 expansible dans la position de départ représentée sur la fi- gure 2. Dans la variante de construction selon les figures 5 et 6, le segment 5 de paroi latérale n'est pas constitué par un ressort de flexion encastré à une extrémité, mais, au contrai- re, il est monté oscillant dans une cuvette dé portée 19 du support 4, par l'intermédiaire d'une barrette oscillante, dans la région du bord arrière 7. L'application élastique.de ce seg- ment 5 de paroi latérale contre la barre de serrage 9 est as- 8 2622486 surie ici par des broches 20 chargées par des ressorts qui sont reliés solidairement en traction au segment 5 de paroi latérale et prennent appui, par l'intermédiaire d'un empilement de ron- delles Belleville 21, sur le fond d'un trou borgne 22 ménagé dans le support 4. Le segment 5 de paroi latérale peut donc ici aussi accompagner les mouvements de réglage de la barre de ser- rage 9, pour assurer la compensation de décrochement que l'on désire obtenir lors de l'enroulement de la première spire de la bande. REVENDICATIONS 1. Mandrin d'enroulement pour une bande de tôle, pré- sentant une fente de serrage axiale destinée à recevoir le dé- but de bande, formée entre une barre de serrage guidée mobile en déplacement radial dans un support, et un contre-appui qui est placé en amont de la barre de serrage dans le sens de l'en- roulement de la bande et qui surplombe la surface de serrage inclinée de la barre de serrage, et un segment de paroi laté- rale placé en aval de la barre de serrage, monté sur le support dans la région de son bord qui est le plus éloigné de la barre de serrage, et pressé Plastiquement contre la barre de serrage en direction radiale, et qui, avec la barre de serrage, forme une portion de surface latérale au moins sensiblement dépourvue de décrochement, caractérisé par le fait que le contre- appui (10) est solidaire du support (4) dans ses déplacements de réglage. 2. Mandrin d'enroulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le segment (5) de paroi latérale, qui est appuyé sur la barre de serrage (9), forme un ressort de flexion encastré d'un côté. 3. Mandrin d'enroulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la barre de serrage (9) présente un bossage de portée (16), qui forme un axe d'articulation et qui est engagé, en formant une liaison par sûreté de forme, dans un évidement de portée (17) du segment (5) de paroi latérale. 4. Mandrin d'enroulement selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que le support (4) forme, avec la barre de serrage (9), le contre-appui (10) et le segment (5) de paroi latérale, l'un de plusieurs segments expansibles (2), dont le dispositif d'expansion (3) peut être activé hydrauliquement, conjointement avec la barre de serrage (9).