Brevet FR2632217A1 — publié le 19891208

Dispositif et procédé de fabrication d'une poulie à gorge à partir d'un disque circulaire en tôle L'invention concerne la fabrication d'une poulie à gorge, ou poulie fendue, à partir d'un disque circulaire en tôle. Les poulies à gorge sont le plus souvent obtenues à partir de deux disques en tôle, estampés ou emboutis, qui sont assemblés entre eux. Il est connu également de fabriquer de telles poulies en une seule pièce par usinage à partir d'une ébauche. Etant donné que ces deux types de fabrication entraînent des prix de revient élevés, il a par ailleurs été proposé de fabriquer des poulies à gorge à partir d'un seul disque en tôle. Pour cela, dans une première opération, on fend le disque sur sa tranche pour former deux lèvres délimitant une gorge et, dans une seconde opération, on amène la gorge à la forme désirée en formant deux bords tombés. La première opération est réalisée au moyen d'une molette de découpe, tandis que la seconde opération est effectuée au moyen d'une molette de formage. Les bords tombés ou rabattus, qui sont définis par les bords libres des deux lèvres, permettent de rigidifier la poulie. Un procédé de fabrication d'une poulie à gorge à partir d'un disque circulaire en tôle est connu en particulier d'après le Brevet GB 1 024 282 Toutefois, avec cette solution connue, on constate que, a l'issue de l'opération de formage par la molette de formage, la gorge de la poulie n'est pas parfaitement usinée au moins dans certaines parties de celle-ci. Il faut alors faire subir à la gorge de la poulie une troisième opération d'usinage pour rectifier et polir son profil interne. Il est en effet nécessaire que la surface interne de la gorge soit parfaitement lisse pour éviter, lors du service de la poulie, une usure prématurée de la courroie qui coopère avec cette poulie. C'est, en conséquence, un but de l'invention de procurer un dispositif de fabrication d'une poulie à gorge à partir d'un disque circulaire en tôle qui permet d'éviter les inconvénients des dispositifs connus. C'est, en particulier, un but de l'invention de procurer un tel dispositif qui permet de fabriquer une poulie à gorge dont la surface de la gorge est parfaitement lisse. C'est encore un but de l'invention de procurer un procédé qui permet de fabriquer une telle poulie à gorge uniquement en deux opérations. Selon un premier aspect, llinvention concerne un dispositif de fabrication d'une poulie à gorge à partir d'un disque circulaire en tôle, ce dispositif comprenant une molette de coupe propre à fendre le disque sur sa tranche pour former deux lèvres délimitant une gorge et une molette de formage propre à conformer la gorge à la forme désirée en ménageant deux bords tombés. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, la molette de formage comprend un moyeu monté à rotation autour d'un axe et possédant deux bords d'usinage propres à conformer respectivemeut les bords des lèvres de la gorge ainsi qu'une couronne d'usinage montée à rotation coaxiale sur le moyeu et propre à conformer le fond de la gorge. Lors de lropératiofl de formage, le moyeu et la couronne de la molette de formage peuvent prendre des vitesses de rotation différentes si bien que le fond de la gorge et les bords des lèvres peuvent être usinés simultanément sans risquer d'abîmer l'état de surface de la matière. On obtient ainsi directement en deux opérations une gorge dont le profil interne est parfaitement lisse, si bien qu'il n'est pas nécessaire de procéder à une opération finale de rectification. Avantageusement, les deux bords d'usinage sont définis respectivement par les tranches de deux flasques, un flasque dépendant du moyeu et un flasque rapporté sur le moyeu pour former une gouttière annulaire pour recevoir la couronne. Selon une autre caractéristique de l'invention, la molette de formage comprend des otganes de roulement intercalés entre le fond de la gouttière annulaire et la couronne d'usinage. Avantageusement, la couronne d'usinage possède, en section droite, une forme correspondant sensiblement à la forme désirée de la gorge. La section droite de la couronne peut être de forme générale triangulaire, cette couronne possédant alors deux parois généralement tronconiques symétriques par rapport à un plan médian. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les deux parois tronconiques sont concaves pour donner une forme convexe aux deux lèvres lors de l'opération de formage, et combattre l'élasticité du matériau, afin d'obtenir deux lèvres absolument rectilignes. Avantageusement, le dispositif comprend une broche propre à entraîner en rotation le disque circulaire autour de son axe, une molette de coupe montée à rotation libre autour d'un axe parallèle à l'axe de la broche et une molette de formage montée à rotation libre autour d'un axe parallèle à l'axe de la broche, ainsi que des moyens pour déplacer l'une après l'autre la molette de coupe et la molette de formage en direction de la périphérie du disque. Avantageusement, les axes respectifs de la molette de coupe et de la molette de formage sont disposés de part et d'autre de l'axe de la broche. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la molette de coupe et la molette de formage sont portées par un chariot déplaçable suivant une direction orthogonale à l'axe de la broche, dans un sens ou dans l'autre. Sous un autre aspect, l'invention concerne une molette de formage propre à faire partie du dispositif tel que défini précédemment. Enfin, l'invention concerne également un procédé de fabrication d'une poulie à gorge à partir d'un disque circulaire en tôle, dans lequel on fend le disque sur sa tranche pour former deux lèvres délimitant une gorge et on conforme ensuite la gorge à la forme désirée en ménageant deux bords tombés. Selon l'invention, pour la conformation de la gorge, on utilise une molette telle que définie ci-dessus. Dans la description qui suit, donnée seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un disque en tôle préalablement à l'opération de tranchage; - la figure 2 est une vue en coupe du disque tel qu'obtenu après l'opération de tranchage; - la figure 3 est une vue en coupe du disque préalablement à l'opération de formage; - la figure 4 est une vue en coupe de la poulie obtenue à la suite des deux opérations; - la figure 5 est une vue de face de la molette de formage; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5; - la figure 7 est une vue en coupe partielle de la molette de formage dans une autre forme de réalisation; - la figure 8 illustre le montage du disque sur une broche; et - la figure 9 est une vue partielle de dessus d'un dispositif comprenant une broche, une molette de découpe et une molette de formage. Pour fabriquer une poulie à gorge conformément à l'invention, on part d'un disque circulaire 10 formé d'une tale, par exemple en acier doux ayant 3 à 4 mm d'épaisseur. Le diamètre de ce disque correspond approximativement à celui de la poulie à fabriquer et peut, par exemple, être compris entre 5 et 50 cm ou davantage. Ce disque comporte une tranche périphérique 12 dont la largeur correspond à l'épaisseur du disque. Le disque 10 possède en outre un trou central 14 ayant, par exemple, un diamètre de l'ordre de 13 mm. Pour réaliser la première opération, ou opération de découpe ou tranchage, on entraîne le disque en rotation autour de son axe 16 et on déplace une molette de coupe 18, montée à rotation libre autour de son axe 20, en direction de la tranche 12 du disque. Les axes 16 et 20 étant parallèles et le plan médian de la molette 18 étant confondu avec le plan médian du disque 10, le tranchant 22 de la molette 18 vient fendre le disque à mi-épaisseur pour former ainsi deux lèvres 24 et 26 (figure 2) qui délimitent entre elles une gorge 28 ayant, dans l'exemple, la forme d'un V. Au cours de la seconde opération, ou opération de formage, (figure 3), le disque 10 est toujours entraîné en rotation autour de son axe 16 et on utilise une molette de formage 30 montée à rotation libre autour d'un axe 32 parallèle à l'axe 16. La molette 30, qui sera décrite en détail en référence aux figures 5 et 6, est déplacée en direction de la gorge 28, le plan médian de la molette 30 étant confondu avec le plan médian du disque 10. Après cette opération, on obtient une poulie 34 (figure 4) dans laquelle les lèvres 24 et 26 se terminent par deux bords libres 36 et 38 formant des bords tombés ou rabattus. Conformément à l'invention, la molette 30 comprend (figures 5 et 6) un moyeu 40 monté à rotation libre autour de l'axe 32, par exemple au moyen d'un arbre tournant 42, et une couronne 44 montée à rotation libre sur le moyeu 40, autour du même axe 32. Du moyeu 40 dépend un premier flasque 46 possédant un bord d'usinage 48, de forme arrondie, défini par la tranche dudit flasque. Sur le moyeu peut être rapporté un second flasque 50, symétrique du flasque 46, par rapport au plan médian de la molette. Ce flasque 50 possède un bord d'usinage 52, également de forme arrondie, délimité par la tranche dudit flasque. Le flasque 50 peut être fixé sur le moyeu 40 au moyen de huit boulons 54 (figures 5 et 6). Ces boulons sont introduits à travers le flasque 46 et sont ensuite vissés, par leur extrémité filetée, dans des passages filetés correspondants 56 prévus dans le flasque 50.Les flasques 46 et 50 délimitent avec le moyeu 40 une gouttière annulaire 58 qui sert de logement à une multiplicité d'organes de roulement 60, dans l'exemple des rouleaux cylindriques, qui sont intercalés entre le fond de la gouttière 58 et la couronne 44. Cette couronne possède, en section droite, la forme générale d'un triangle possédant un premier côté 61 définissant une paroi cylindrique en contact avec les rouleaux 60 et deux autres côtés 62 et 64 définissant respectivement deux parois généralement tronconiques. Les côtés 62 et 64 se raccordent entre eux par une partie arrondie 66 et se raccordent respectivement au côté 61 par deux épaulements 68 et 70. Lorsque la molette 30 est amenée en direction du fond de la gorge 28 (figure 3) les bords d'usinage 48 et 52 de la molette viennent conformer progressivement les bords libres 36 et 38 des lèvres 24 et 26, tandis que la molette 44 vient conformer le fond de la gorge 28. Etant donné que le moyeu 40 est monté à rotation libre sur son axe 32 et que la couronne 44 est également montée à rotation libre par rapport au moyeu 40, le moyeu 40 et la couronne 44 peuvent prendre des vitesses de rotation différentes si bien que l'on obtient un usinage parfait de l'intérieur de la gorge. Si, au contraire, on utilisait une molette de formage monobloc, comme dans le cas de la technique antérieure, on ne pourrait obtenir un état de surface parfait. On se réfère maintenant à la figure 7 qui montre la section de la couronne 44 dans une autre forme de réalisation. Dans ce cas particulier, les parois tronconiques 62 et 64 sont légèrement concaves ceci afin de combattre l'élasticité du matériau qui, lors du retrait de la molette, redonne la géométrie des deux lèvres absolument rectilignes. On se réfère maintenant à la figure 8. Le disque 10 est enfilé, par son trou central 14, sur un arbre 72 entraîné en rotation par une broche appropriée (non représentée) et terminé par une partie filetée 74. Le disque 10 est maintenu serré entre deux formes d'appui 76 et 78 également enfilées sur l'arbre 72. Elles présentent respectivement deux bords tronconiques 80 et 82 destinés à former appui lors de la formation des lèvres 24 et 26 délimitant la gorge 28. Le contour des parois 80 et 82 est représenté en trait interrompu sur les figures 1 et 3. Les formes d'appui 76 et 78 sont maintenues serrées l'une vers l'autre par un écrou 84 qui coopère avec la partie filetée 74. La forme d'appui 78 possède un logement propre à recevoir l'écrou 84 et limité par un bord tronconique 86 sur lequel vient s'appuyer un bord tronconique de forme conjuguée faisant partie d'une pièce 88.Cette dernière est portée par une contre-pointe (non représentée) exerçant une pression dans le sens de la flèche F1. On se réfère maintenant à la figure 9. Les formes d'appui 76 et 78 sont ici portées par la broche 90 d'un tour d'usinage, le disque 10 pouvant ainsi être entraîné en rotation autour de l'axe 92 du tour. A ce tour est associé un chariot 94 déplaçable dans une direction de préférence horizontale, orthogonale à celle de l'axe 92 de rotation de la broche. Ce chariot peut être déplacé soit dans le sens de la flèche F2, soit dans le sens de la flèche F3. Sur le chariot 94 est monté un support 96 sur lequel est montée à rotation libre la molette de coupe 18 autour de son axe 20, lequel est disposé parallèlement à l'axe 92 de la broche. Sur le chariot 94 est également monté un support 98 sur lequel est montée à rotation libre la molette de formage 30 autour de son axe 32, ce dernier étant également parallèle à l'axe 92 de la broche. Comme montré à la figure 9, les axes 20 et 32 sont disposés de part et d'autre de l'axe 92 et les axes 20, 32 et 92 sont coplanaires. Le disque 10 étant entraîné en rotation par la broche du tour, on déplace d'abord le chariot 94 dans le sens de la flèche F2 de manière à amener la molette de coupe 18 en direction de la tranche du disque 10 pour réaliser la première opération. Ensuite, on déplace le chariot 94 dans le sens de la flèche F3 pour amener la molette de formage 30 en direction de la gorge 28 et réaliser la seconde opération. Les supports 96 et 98 sont disposés de telle manière que les plans médians des molettes 18 et 30 sont confondus. Bien entendu, ce chariot doit disposer de moyens de réglage permettant d'ajuster sa position dans une direction parallèle à l'axe 92 de manière que les plans médians des molettes 18 et 30 passent rigoureusement dans le plan médian du disque 10. Les commandes de déplacement du chariot 94 sont de préférence automatiques. Après mise en place du disque 10 sur la broche du tour, les opérations de découpe et de formage peuvent être effectuées dans des temps très courts, généralement inférieurs à 1 minute. Pour faciliter le tranchage du disque et la conformation de la gorge, il est préférable de projeter de l'huile de coupe sur le disque ou sur les molettes au cours des deux opérations. Le dispositif et le procédé de l'invention peuvent s'appliquer à la fabrication de poulies ayant des diamètres généralement compris entre 5 et 50 cm, ou davantage. Une même molette de formage peut servir à la fabrication de poulies de différents diamètres, mais possédant les mêmes formes de gorges. Si l'on veut modifier la forme de la gorge de la poulie, il suffit alors de remplacer la molette de formage par une autre molette correspondant aux caractéristiques désirées de la gorge. La gorge de la poulie peut présenter des formes diverses, par exemple des formes en V ou en U, à fond plat, arrondi ou pointu, etc. La poulie à gorge ainsi obtenue peut être ensuite adaptée sur un moyeu suivant les procédés connus, par exemple par soudage sur le moyeu, vissage sur le moyeu etc... Revendications 1. Dispositif de fabrication d'une poulie à gorge à partir d'un disque circulaire en tôle, comprenant une molette de coupe (18) propre à fendre le disque sur sa tranche pour former deux lèvres (24, 26) délimitant une gorge (28), ainsi qu'une molette de formage (30) propre à conformer la gorge (28) suivant la forme désirée en ménageant deux bords tombés (36, 38), caractérisé en ce que la molette de formage (30) comprend un moyeu (40) monté à rotation autour d'un axe (32) et possédant deux bords d'usinage (48, 52) propres à conformer respectivement les bords des lèvres (24, 26) de la gorge (28), ainsi qu'une couronne d'usinage (44) montée à rotation coaxiale sur le moyeu (40) et propre à conformer le fond de la gorge (28). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux bords d'usinage (48, 52) sont définis respectivement par les tranches de deux flasques : un flasque (46) dépendant du moyeu (40) et un flasque (50) rapporté sur le moyeu pour former une gouttière annulaire (58) propre à recevoir la couronne (44). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la molette de formage (30) comprend des organes de roulement (60) intercalés entre le fond de la gouttière annulaire (58) et la couronne d'usinage (44). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couronne d'usinage (44) possède, en section droite, une forme correspondant sensiblement à la forme désirée pour la gorge (28) de la poulie. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couronne d'usinage (44) possède une section droite de forme générale triangulaire et présente deux parois généralement tronconiques (62, 64) symétriques par rapport à un plan médian. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux parois tronconiques (62, 64) sont concaves. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une broche (90) propre à entralner en rotation le disque (10) autour de son axe, une molette de coupe (18) montée à rotation libre autour d'un axe (20) parallèle à l'axe (92) de la broche et une molette de formage (30) montée à rotation libre autour d'un axe (32) parallèle à l'axe (92) de la broche, ainsi que des moyens (94) pour déplacer l'une après l'autre la molette de coupe (18) et la molette de formage (30) en direction de la tranche du disque (10). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'axe (20) de la molette de coupe (18) et l'axe (32) de la molette de formage (30) sont disposés de part et d'autre de l'axe (92) de la broche. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la molette de coupe (18) et la molette de formage (32) sont portées par un chariot (94) déplaçable dans une direction orthogonale à l'axe de rotation (92) de la broche, dans un sens ou dans 11 autre. 10. Molette de formage propre à faire partie d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9. 11. Procédé de fabrication d'une poulie à gorge à partir d'un disque circulaire en tôle, dans lequel on fend le disque (10 > sur sa tranche (12) pour former deux lèvres (24, 26) délimitant une gorge (28) et on conforme ensuite la gorge en ménageant deux bords tombés (36, 38), caractérisé en ce que, pour la conformation de la gorge, on utilise une molette de formage (30) comprenant un moyeu (40) monté à rotation autour d'un axe (32) et possédant deux bords d'usinage (48, 52) propres à conformer respectivement les bords des lèvres (24, 26) de la gorge ainsi qu'une couronne d'usinage (44) montée à rotation coaxiale sur le moyeu (40) et propre à conformer le fond de ladite gorge.