Brevet FR2675413A1 — publié le 19921023

La présente invention concerne un dispositif pour pratiquer des entailles sur des portions d'extrémité d'éléments tubulaires destinés à la fabrication de pots d'échappement de véhicules La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif permettant de pratiquer au moins une entaille longitudinale sur une portion d'extrémité de la paroi qui définit un élément tubulaire, lequel sera désigné ci-après plus brièvement par "tube". On sait qu'il peut être nécessaire de pratiquer des entailles du type décrit sur une portion d'extrémité d'un tube, par exemple lorsque l'on souhaite raccorder ce tube, à peu près hermétiquement, à un second tube de même diamètre, en insérant une extrémité du second tube dans une extrémité du premier Dans ce cas, il est d'usage de pratiquer un évasement sur une portion d'extrémité de l'un des tubes et de doter cette portion évasée de quelques entailles longitudinales de manière à en favoriser son éventuelle déformation élastique périphérique, pour permettre ainsi l'insertion, par recouvrement, dans cet évasement d'une portion d'extrémité du second tube, contre laquelle la portion évasée et entaillée est éventuellement serrée ensuite au moyen d'un collier Ces entailles, suivant la technique connue, sont effectuées au moyen de dispositifs de coupe qui, agissant sur la surface ex- térieure de la portion d'extrémité du tube, en enlèvent, par sectionnement, quelques minces bandes, par action directe vers l'axe du tube. Cette manière de procéder comporte divers inconvénients En effet, après enlèvement des bandes citées, il est inévitable qu'à l'intérieur du tube il reste des bavures qui, si on ne les élimine pas, d'une part (avec une déformation possible de la portion de tube entaillée) rendent impossible (ou difficile) l'accouplement avec l'autre tube et, d'autre part, empêchent une adhérence parfaite de la surface intérieure de l'évasement contre la portion périphérique de l'autre tube qu'elle contient, et ne garantissent donc pas un raccord suffisamment hermétique entre les deux tubes. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif permettant d'effectuer, sur une portion d'extrémité d'un élément tubulaire, des incisions du type décrit, sans donner lieu aux inconvénients que présentent les dispositifs de type connu cités. Ce but est atteint avec un dispositif suivant l'invention, tel que défini en préambule, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de support pour une portion d'extrémité d'un élément tubulaire, au moins une lame s'étendant à peu près radialement par rapport à la portion d'extrémité, pour effectuer une entaille relative sur la portion d'extrémité, ainsi que des moyens de déplacement de la lame, suivant une direction à peu près radiale par rapport à la portion d'extrémité, entre une première position dans laquelle la lame présente une partie coupante maintenue dans la portion d'extrémité et tournée vers la surface intérieure de celle-ci, et une seconde position dans laquelle la partie coupante de la lame est extérieure par rapport à la portion d'extrémité. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit Une forme de réalisation préférée de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique en plan d'une installation comportant un dispositif suivant les principes de l'invention, et la figure 2 est une vue en coupe d'une partie du dispositif de la figure 1. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une installation destinée à l'usinage de tubes ou de corps tubulaires 2, utilisés en particulier pour la fabrication de pots d'échappement pour véhicules Cette installation comprend une unité de stockage 3 de tubes 2 rectilignes, une unité de pliage 4 des tubes 2 permettant de modif ier, de manière connue, la forme des tubes 2, par exécution d'un nombre donné de pliages latéraux, une machine à évaser 5 de type connu permettant de déformer une portion d'extrémité 6 ' de chaque tube 2, en l'élargissant par exécution d'un évasement 6 (voir aussi la figure 2), un dispositif à entailler 7 permettant de pratiquer un nombre déterminé d'entailles 8 longitudinales sur les portions d'extrémité 6 ' des tubes 2 pourvues de l'évasement 6, une seconde machine à évaser 9 de type connu permettant de déformer la seconde portion d'extrémité 6 ' de chaque tube 2, en l'élar- gissant, par exécution d'un évasement 10, ainsi qu'une unité de stockage 11 des tubes 2 finis. La machine à évaser 9 pourrait aussi être supprimée et, dans tous les cas, les évasements 10 qu'elle produit présentent un diamètre inférieur à celui des évasements 6 cités Un opérateur peut contrôler, par une console 12 de type connu, l'activité de l'installation 1 et le transfert des tubes 2, effectué manuellement ou automatiquement de manière connue, entre les différentes unités constituant l'installation 1. Comme le montre la figure 2, le dispositif de coupe 7 comprend un socle 13 Dans une paroi 14 de ce socle, verticale et perpendiculaire au plan de la figure, il est pratiqué un trou 15 à axe horizontal dans lequel est insérée coaxialement l'extrémité droite (par référence à la figure 2) d'un manchon 16 Ce manchon 16 est pourvu, au droit d'une de ses portions intermédiaires, d'une bride 17 reliée à la surface gauche de la paroi 14 et loge, à l'intérieur, un corps tubulaire 18 solidaire du manchon et de même longueur Le corps d'un effectueur linéaire, solidaire de l'extrémité gauche du corps tubulaire 18, est constitué d'un vérin 19 hydraulique ou pneumatique, ayant une ligne d'action horizontale et coaxiale au corps tubulaire 18; à son arbre de sortie 20 est relié un corps 21 en forme de tige, désigné ci-après aussi par moyen de translation, qui s'étend à l'intérieur du corps tubulaire 18 et dont l'extrémité droite ressort du corps tubulaire 18 Dans la description qui suit, il est fait référence à des moyens de coupe permettant d'opérer sur les évasements 6 cités, associés pour l'actionnement au corps 21 en forme de tige et en nombre égal au nombre d'entailles 8 que l'on souhaite effectuer sur chaque évasement 6 Un seul de ces moyens est visible sur la figure 2 et, pour des raisons de simplicité, seul celui-ci sera décrit en détail, les autres moyens de coupe éventuels étant identiques. Le corps 21 en forme de tige comprend un corps cylindrique 22, logé coulissant dans le corps tubulaire 18 et relié par sa base à l'arbre 20 Ce corps cylindrique 22 présente à sa partie supérieure une cavité 23 logeant une clavette 24 qui s'engage, de manière à coulisser, dans une cavité 25 correspondante, ménagée dans la partie supérieure du corps tubulaire 18 et s'étendant sur toute la longueur de celui-ci Fait aussi partie du corps 21 une tige 26 reliée à la base droite du corps cylindrique 22 et présentant une partie tronconique 27 de base plus grande, tournée vers le vérin 19 (à gauche sur la figure 2) raccordé, du côté opposé, à un corps cylindrique 28 se terminant à l'extérieur du corps tubulaire 18 Ce corps cylindrique 28 est pourvu en couronne, à l'exclusion de son tronçon d'extrémité de droite, de plusieurs entailles radiales 29, en nombre égal aux entailles que l'on souhaite obtenir sur les extrémités 6 ' des tubes 2, par exemple trois à 120 , dont une seule est visible sur la figure 2 et est décrite en détail, pour simplifier En particulier, l'entaille 29 représentée se trouve sur le plan de la figure 2 et présente un bord radialement intérieur 29 ', défini par une surface inclinée comme la génératrice supérieure du tronçon tronconique 27 et qui est raccordée à celui-ci. A la surface droite de la paroi 14 est assemblée, par des vis 30 (dont une seule est représentée), une bride 31 solidaire d'un manchon 32 s'étendant vers la droite sur la figure 2 Cette bride 31 est coaxiale au manchon 32 et est pourvue à l'intérieur, à proximité de la paroi 14, d'un épaulement annulaire 33 dans lequel est logé, entre la surface intérieure de la bride 31 et la surface extérieure d'une portion d'extrémité droite du manchon 16, un corps annulaire 34 constituant la portion gauche (figure 2), de plus grand diamètre, d'un solide de révolution 35 Ce solide de révolution 35 présente une première partie cylindrique 36 reliée au corps annulaire 34 et adhérant à une portion de la surface intérieure du manchon 32, ainsi qu'une seconde partie cylindrique 37 de diamètre inférieur, reliée à l'extrémité droite de la partie cylindrique 36 Le solide de révolution 35 est traversé coaxialement par une cavité tronconique 38, dont la grande base est tournée vers le vérin 19 Des portions correspondantes du solide de révolution 35, disposées, en service, en concordance avec les entailles 29, sont pourvues d'entailles radiales 39 correspondantes (dont une seule est visible sur la figure 2 et décrite ci-après, pour simplifier) qui s'étendent entre la cavité 38 et la surface extérieure du solide 35, sur toute la partie cylindrique 36 ainsi que sur une portion (à gauche sur la figure 2) de la partie cylindrique 37 A l'extrémité droite de la partie cylindrique 37 (figure 2) est relié, coaxialement, par des vis 40 (dont une seule est représentée), un corps annulaire 41 de même diamètre extérieur, dans la cavité intérieure duquel est guidé coulissant le corps cylindrique 28 du corps 21 en forme de tige. Comme le montre la figure 2, à l'extrémité droite du manchon 32 est relié, par des vis 42, un moyen de support du tube 2 à usiner, comportant une bride de fixation 43 et un manchon 44 qui s'étend en porte-à-faux à partir de la bride 43 et qui est logé à peu près sans jeu à l'intérieur du manchon 32 Le diamètre intérieur de ce manchon 44 approche par excès le diamètre extérieur des évasements 6 cités des tubes 2, et une portion d'extrémité gauche du manchon 44 est traversée, à sa partie inférieure, par un doigt 45 radial, dirigé vers l'axe du manchon 44. Une portion de gauche (figure 2) du manchon 44 est pourvue5 en couronne d'une pluralité d'entailles 46 radiales traversantes, dont la fonction sera expliquée ci-après, ménagées en nombre et suivant une position correspondant à ceux des entailles 39 et dont par conséquent une seule est représentée sur la figure 2; des ouvertures 47 traversan-10 tes correspondantes (dont une seule aussi est visible sur la figure 2) sont pratiquées radialement à travers le manchon 32, sur l'extérieur des entailles 46 En coïn- cidence avec les ouvertures 47, à travers la bride 31, il est pratiqué des trous radiaux 48 correspondants (dont un seul est visible sur la figure 2) dans chacun desquels est logé, de manière coulissante, un corps 49 en forme de godet, dont la concavité est tournée radialement vers l'extérieur Ce corps 49 en godet contient coaxialement un ressort hélicoïdal 50 dont l'extrémité la plus extérieure radialement prend appui contre l'extrémité libre d'une vis 51 correspondante, vissée radialement dans un élément annulaire 52 rendu solidaire, par des vis 53 (dont une seule est représentée), de la portion droite de la bride 31 dont il constitue essentiellement une portion. Par rotation de la vis 51, il est possible de modifier l'état de compression du ressort hélicoïdal 50 et donc la force avec laquelle ce ressort 50 est en mesure de pousser le corps 49 en forme de godet vers l'axe du manchon 32 Dans chaque entaille 39 du solide de révolution 35 est logé, de manière coulissante, un moyen de coupe, constitué par une lame 54 présentant, sur le plan de la figure 2, une forme à peu près en parallélogramme avec deux côtés parallèles à l'axe du ressort hélicoïdal 50 et deux côtés parallèles au bord 29 ' de l'entaille 29 du corps cylindri- que 28. Un côté inférieur, non affûté de cette lame 54, appelé également ci- après moyen de butée et désigné par 56, est placé en appui contre le bord 29 ' de l'entaille 29; une portion gauche non affûtée (voir la figure 2) du côté supérieur de la lame 54 est placée en appui contre la paroi de base du corps 49 en forme de godet; le côté gauche de la lame 54 prend appui contre une paroi du corps annulaire 34 et son côté droit est en butée contre le corps annulaire 41 La portion de la lame 54, active pour la coupe, est constituée uniquement, comme cela ressortira plus claire- ment par la suite, par une partie 55 radialement extérieure de la lame 54 L'ensemble constitué par le vérin 19, par son arbre de sortie 20 et par le corps 21 en forme de tige est également appelé ci-après moyen de déplacement de la lame/des lames 54, tandis que l'ensemble constitué par le corps 49 en forme de godet et par le ressort 50 est également appelé ci-après moyen de butée de la lame 54. En fonctionnement, pour la réalisation d'une entaille 8 sur l'évasement 6 d'un tube 2, cet évasement 6 doit être introduit, comme le montre la figure 2, dans le manchon 44 qui sert de matrice, avec son extrémité libre en appui contre le doigt 45 qui sert de référence de fin de course Au cours de ce positionnement, le vérin 19 maintient son arbre 20 dans sa position en retrait, de manière à maintenir le corps 21 en forme de tige dans la position représentée sur la figure 2 Dans cette situation, chaque lame 54 reste dans sa position la plus basse, c'est- à-dire la plus intérieure radialement, sous la pression du corps 49 en forme de godet soumis à l'action du ressort hélicoïdal 50, et ne touche pas la surface intérieure de l'évasement 6. Le vérin 19 est ensuite actionné de manière à entraîner le déplacement, dans le sens de la flèche (par référence à la figure 2), du corps 21 en forme de tige, auquel fait suite un coulissement identique du bord 29 ' de l'entaille 29, sous chaque lame 54 A cause de l'incli- naison décrite du bord 29 ', ce coulissement engendre un déplacement vers le haut de la lame 54 qui s'engage, par sa propre partie 55 coupante, dans une portion de la surface intérieure de l'évasement 6, pratiquant progressivement sur cet évasement 6 une entaille 8, en coïncidence avec chaque entaille 46 Lorsque la lame 54 s'est engagée par sa propre partie 55 dans l'entaille 46 dont l'épaisseur, mesurée suivant une direction perpendiculaire au plan de la figure 2, approche par excès l'épaisseur de la lame 54, mesurée selon la même direction, l'exécution de l'entaille 8 peut être considérée comme achevée et la matière enlevée de l'évasement 6 peut être éliminée de manière connue par l'ouverture 47 Il est à noter que l'entaille 46 citée définit en substance, à cause de sa fonction de coopération avec la lame 54, un moyen à contre-lame, en ce sens qu'elle permet une action de coupe correcte et propre de la lame 54, ce qui fait que précisément le manchon 44 supporte non seulement le tube 2, mais sert également de matrice pour l'opération de coupe. Le vérin 19 replace donc son arbre 20 dans la position en retrait de gauche et la lame 54 retourne dans sa position abaissée, sous la pression du corps 49 en forme de godet Le tube 2 qui a été doté d'une ou de plusieurs entailles 8 (suivant le nombre de lames 54) est ensuite enlevé du dispositif 7 et acheminé vers la machine 9, et un nouveau tube 2 peut être placé dans la position de coupe précédemment décrite. Il ressort à l'évidence de ce qui précède qu'en modifiant le nombre de lames 54 et le nombre d'entailles 29, 39, 46 correspondantes ainsi que celui des ouvertures 47 qui, en service, se trouvent toutes alignées dans les mêmes positions radiales, on peut obtenir simultanément un nombre quelconque d'entailles 8, dans les positions radiales souhaitées Le dispositif 7 décrit remédie évidemment aux inconvénients décrits en référence à l'art antérieur, puisque les entailles 8 sont pratiquées dans les évasements 6 avec une action dirigée radialement vers l'extérieur des évasements 6, en ce sens que la lame 54, pendant l'opération de coupe, se déplace suivant une direction radiale par rapport à la portion d'extrémité 6 ', entre une position dans laquelle sa propre partie coupante est maintenue dans la portion d'extrémité 6 ', et une position dans laquelle la partie coupante 55 est extérieure à cette portion d'extrémité 6 ' En conséquence, même s'il devait se former des bavures (ce qui est improbable par le fait que l'action des lames 54 s'effectue avec l'aide d'une matrice de coupe définie par le manchon 44), celles-ci se formeraient à l'extérieur de l'évasement 6 et ne poseraient donc pas de problèmes lors de l'insertion dans celui-ci de l'extrémité d'un autre tube.15 Il est à noter enfin que le dispositif 7 décrit présente une structure extrêmement rationnelle qui permet d'usiner des tubes de diamètre différent, en remplaçant uniquement un nombre minime de pièces, généralement l'élément 44 et, éventuellement, les lames 54, ce qui peut20 se faire simplement en enlevant respectivement les vis 42 et 40, le tout sans faire intervenir ni concerner la partie mobile de commande définie par le corps 21 en forme de tige et par le vérin 19 correspondant. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour pratiquer des entailles sur des portions d'extrémité d'éléments tubulaires, carac- térisé en ce qu'il comporte des moyens de support ( 44) pour 5 une portion d'extrémité ( 6 ') d'un élément tubulaire ( 2), au moins une lame ( 54) s'étendant à peu près radialement par rapport à la portion d'extrémité ( 6 '), pour effectuer une entaille relative ( 8) sur la portion d'extrémité ( 6 '), ainsi que des moyens de déplacement ( 19 à 21) de la lame10 ( 54), suivant une direction à peu près radiale par rapport à la portion d'extrémité ( 6 '), entre une première position dans laquelle la lame ( 54) présente une partie coupante ( 55) maintenue dans la portion d'extrémité ( 6 ') et tournée vers la surface intérieure de la portion d'extrémité ( 6 '), et une seconde position dans laquelle la partie coupante ( 55) de la lame ( 54) est extérieure par rapport à la portion d'extrémité ( 6 '). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement comprennent un effectueur linéaire ( 19) dont la ligne d'action est parallèle à l'axe de la portion d'extrémité ( 6 ') et des premiers moyens de translation ( 21) de la lame ( 54), reliés à l'effectueur linéaire ( 19) et présentant une surface ( 29 ') inclinée par rapport à l'axe de la portion d'extré- mité ( 6 ') et disposée en contact avec des moyens de butée ( 56) faisant partie de la lame ( 54). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des seconds moyens de translation ( 49 50) de la lame ( 54), permettant de déplacer la lame ( 54) selon une direction à peu près radiale par rapport à la portion d'extrémité ( 6 ') et dans un sens opposé au sens suivant lequel la lame ( 54) se déplace sous l'action des premiers moyens de translation ( 21). il 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens à contre-lame ( 46) fixes, disposés sur le côté opposé de la partie coupante ( 55) de la lame ( 54), par5 rapport à la portion d'extrémité ( 6 ')de l'élément tubulaire ( 2). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens à contre-lame ( 46) sont définis par des entailles radiales traversantes, correspon-10 dantes, pratiquées longitudinalement à travers les moyens de support ( 44), de manière que ces derniers définissent une matrice de coupe, pouvant coopérer avec la lame ( 54). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de support comportent un manchon ( 44) dont l'axe est parallèle à la ligne d'action de I'effectueur linéaire ( 19) et qui peut loger coaxialement, à l'intérieur, la portion d'extrémité ( 6 ') d'un élément tubulaire ( 2).