Brevet FR2680712A1 — publié le 19930305

Procédé d'envidage de fil dont le diamètre se modifie périodiquement en rouleaux à spires concentriques. L'invention concerne un procédé d'envidage de fil trempé par laminage, ayant subi un traitement de revenu ou ayant été traité thermiquement d'une autre façon, notamment d'acier pour ressort, constitué de séquences biconiques à diamètres se modifiant périodiquement, en rouleaux à spires concentriques, une séquence biconique comportant une section centrale cylindrique ayant un grand diamètre de fil à10 laquelle se raccordent, de part et d'autre, des transitions coniques ou conformées différemment de même type ou de type différent, qui se poursuivent par des sections cylindriques de même diamètre ou de diamètres différents qui sont inférieurs au diamètre de la section centrale. L'envidage de fils en rouleaux à spires concentriques pour faciliter le transport et pour gagner de la place au stockage s'effectue tant par cintrage plastique qu'élastique de l'âme du fil. Des fils en acier pour ressort à diamètre constant, pour fabriquer des ressorts hélicoïdaux, peuvent être envidés de cette façon dans des installations d'envidage, par exemple dans des bobines en panier, sans difficulté en des rouleaux à spires concentriques. Pour des fils d'acier pour ressort, dont le diamètre se modifie périodiquement sur des parties constantes, dénommés ci-après séquences biconiques, et qui sont transformés de préférence en ressorts hélicoïdaux à caractéristique élastique progressive, dont les spires, lors de la compression élastique, viennent les unes dans les autres et améliorent ainsi les caractéristiques de conduite des automobiles et permettent également de gagner du poids, les sections ayant les diamètres de fil les plus grands se cintrent, lors de l'envidage élastique, bien moins que celles ayant les diamètres les plus petits Il s'ensuit qu'il se forme des spires de rayons de courbure différents qui donnent un aspect en forme de fleur et qui nécessitent, par rapport à des spires enroulées concentriquement, un plus grand volume avec les inconvénients qui en résultent de transport et de stockage Des spires ainsi enroulées ne peuvent être disposées concentriquement que si les diamètres du fil, la longueur des séquences et le diamètre extérieur et intérieur de bobines en panier sont adaptés les uns aux autres. Au EP-PS 0 215 006, on propose donc un procédé et un dispositif de cintrage circulaire et d'enroulement de fils déjà décrit en rouleaux annulaires, en déformant le fil constitué de séquences biconiques plastiquement avant l'envidage, de façon que le fil subisse, dans les sections de diamètres les plus petits, un cintrage plus prononcé que dans les tronçons ayant le diamètre le plus grand. Cette solution a l'inconvénient que le fil d'acier pour ressort, notamment à l'état recuit, c'est-à-dire lorsqu'il a une grande résistance doit, avant l'enroulement à froid en un ressort, être cintré plastiquement et dressé sur une machine automatique qui convient à cet effet, à la fois dans les tronçons de grand diamètre et dans ceux de petit diamètre Cela exige une adaptation constante des galets de dressage au diamètre de fil, ce qui ne peut s'effectuer que par une commande coûteuse. Au EP-PS O 266 491, on propose de précintrer également en continu et d'une manière plastique le fil dont le diamètre se modifie périodiquement mais, contrairement au mode opératoire décrit précédemment, le rayon de courbure des cintrages plastiques des sections de fil les plus épaisses est, à l'état exempt de tension, plus petit que le rayon de courbure des cintrages plastiques des sections les plus 5 minces, c'est-à-dire que les diamètres du fil les plus épais subissent un cintrage plastique plus intense que les plus minces. On cherche ainsi à obtenir que, lors du dévidage avec un réglage constant des galets de dressage sur le grand diamètre du fil, on obtienne un dressage suffisant à la fois des parties épaisses et de celles de diamètre petit Mais, comme le fil précintré plastiquement, d'une manière continue, doit être également décintré plastiquement de manière continue à l'aide des galets de cintrage, donc doit être déformé plastiquement en une ligne droite afin de pouvoir l'enrouler ultérieurement en ressort, dont l'axe d'enroulement est à 900 par rapport à l'axe de cintrage d'origine, on ne peut exclure des défauts, notamment parce que les conditions du décintrage, dans l'appareil de dressage, dépendent du rapport du grand diamètre au petit diamètre du fil. L'invention vise un procédé de précintrage de fil trempé par laminage, ayant subi un traitement de revenu ou un traitement thermique d'une autre sorte et ayant, sur la longueur, un diamètre se modifiant périodiquement, notamment un fil en acier pour ressort, de façon à pouvoir effectuer sans difficulté l'envidage du fil en rouleaux à spires concentriques et à n'avoir besoin, avant l'enroulement en ressorts, que d'un processus de dressage limité pour obtenir30 des géométries de ressorts sans défauts. On y parvient, suivant l'invention, par un procédé qui consiste, avant l'envidage, à précintrer plastiquement et avec un rayon de courbure R 1 le fil constitué de séquences biconiques dans les sections centrales cylindriques, et à l'envider d'une manière purement élastique dans les transitions et dans les sections cylindriques adjacentes de plus petit diamètre de fil. Un perfectionnement de l'invention consiste à précintrer plastiquement, avant l'envidage, le fil constitué de séquences biconiques dans les sections centrales cylindriques et dans les sections adjacentes non cylindriques, jusqu'à un diamètre limite dx, et à envider, d'une manière purement élastique, en-dessous du diamètre limite dx et dans les sections adjacentes cylindriques. Il est prévu, suivant l'invention, de courber moins fortement les transitions cintrées plastiquement jusqu'au diamètre limite dx que la section centrale cylindrique. Il fait partie de l'invention que le rayon de courbure R 1 du cintrage plastique de la section centrale cylindrique soit supérieur ou égal au rayon Ri de la limite intérieure d'une bobine en panier et inférieure ou égal au rayon Ra de la limite extérieure d'une bobine en panier. Les avantages procurés par l'invention sont notamment que, comme cela n'était pas habituel jusqu'ici, le fil est précintré plastiquement d'une manière continue pour obtenir des spires concentriques et qu'en conséquence les processus de décintrage et de dressage, avant l'enroulement en un ressort, ne sont limités qu'aux sections ayant le diamètre de fil le plus grand. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté au dessin et décrit, d'une manière plus précise, dans ce qui suit. Au dessin la figure 1 représente le contour d'une séquence biconique, la figure 2 représente le contour d'une séquence biconique cintrée, suivant l'invention, à l'état détendu, la figure 3 est une vue en plan (schématique) d'un fil cintré, suivant l'état de la technique, et envidé dans une bobine à corbeille en des spires concentriques, et la figure 4 illustre schématiquement le dressage et l'enroulement d'un fil cintré suivant l'invention et envidé en spires concentriques. La figure 1 représente le contour d'une séquence 12 biconique La séquence 12 biconique est constituée d'une section 3 centrale cylindrique de diamètre de fil d 3 et de10 longueur 13, à laquelle se raccordent, de part et d'autre, des transitions 2, 4 coniques de longueurs 12 et 14 Le diamètre d 3 du tronçon 3 central se réduit au cours des transitions 2, 4 aux diamètres d 1 et d 5 des sections cylindriques adjacentes de longueurs li et 15.15 Les sections 1 et 5 peuvent avoir des longueurs 11 et 15 et diamètres d 1, d 5 identiques ou différents; de même, les transitions 2, 4 adjacentes peuvent avoir des longueurs égales ou différentes et, en outre, être constituées en segments de conicités différentes et/ou être arrondies ou autre. La figure 2 représente une séquence 12 cintrée plastiquement par le procédé suivant l'invention à l'état sans tension La section 3 centrale cylindrique, ayant le diamètre d 3 le plus grand, se présente, en raison de la25 déformation plastique, sous la forme d'un arc d'angle au centre a et de rayon de courbure R 1 Les parties coniques adjacentes des transitions 2, 3 sont cintrées plastiquement jusqu'à un diamètre limite dx, sous la forme d'un arc d'angle au centre a' et de rayon de courbure R 1 ', R 1 ' étant supérieur à R 1, c'est-à-dire que ces parties coniques sont moins précintrées que la section 3 centrale. A partir du diamètre limite dx, les transitions 2, 3 coniques ne sont plus, tout comme les sections 1, 5 cylindriques adjacentes de la séquence 12, déformées plastiquement Après le cintrage plastique, on obtient une séquence 12 biconique à l'état sans tension constituée d'une section 3 cintrée, de rayon de courbure R 1, ainsi que des transitions 2,3 cintrées plastiquement également jusqu'au diamètre limite dx et ayant le rayon de courbure R 1 ' le plus grand et de parties restantes des transitions 2, 3 qui ne sont pas déformées plastiquement et qui s'y raccordent et des sections 1, 5 cylindriques Lors de l'envidage, les sections qui ne sont pas déformées plastiquement sont cintrées d'une manière purement élastique, de sorte qu'à l'état sans tension elles reprennent la forme d'une droite de rayon de courbure R 2 =o Suivant l'invention, il est également prévu qu'en cas de besoin, seule la section 3 centrale cylindrique soit précintrée plastiquement avant l'envidage et que les transitions 2, 3 adjacentes, ainsi que les sections 1, 5 cylindriques ne subissent que des déformations purement élastiques lors de l'envidage. La figure 3 est une vue en plan, à titre de comparaison, d'un fil précintré, suivant l'état de la technique et envidé en un rouleau de fil 6 concentrique dans une bobine en corbeille 13 Des spires enroulées de cette façon ne peuvent être disposées concentriquement que si le diamètre du fil, la longueur de la séquence et les diamètres extérieur et intérieur des bobines en corbeille sont adaptés25 les uns aux autres. Lors du bobinage du fil précintré, suivant l'invention, dans la bobine en corbeille 13 tournante, le début mince du fil se place à l'intérieur à la limite extérieure de la bobine en corbeille 13, de sorte que la section 1 mince cylindrique et la transition 2 conique sont déformées élastiquement jusqu'au diamètre limite dx Ensuite, la transition 2 précintrée plastiquement à partir du diamètre limite dx, ainsi que la section 3 cylindrique précintrée également plastiquement et de rayon R 1 sont introduites pratiquement sans tension dans la bobine en corbeille 13, ce qui peut donner un cintrage supplémentaire légèrement élastique Les parties plus minces de la transition 4 conique et de la section 5 cylindrique viennent ensuite avec un cintrage élastique Lorsque l'envidage se continue, des sections de fils minces sous tension de cintrage élastique alternent avec des sections de fils plus épais précintrés plastiquement et sans tension; on obtient ainsi, dans l'ensemble, un rouleau de fil à spires concentriques, en règle générale circulaire. Il est prévu, suivant l'invention, que le rayon de courbure Ri du tronçon 3 central cylindrique soit compris entre le rayon Ri de la limite intérieure et le rayon Ra de la limite extérieure d'une bobine en corbeille 13, c'est-à- dire que Ri A la figure 4, un rouleau de fil 6, obtenu suivant l'invention, est dévidé autour d'un axe 7, le fil 4 étant décintré et dressé par des galets dresseurs 8 montés parallèlement à l'axe 7, dans les sections 3 centrales déformées plastiquement, ainsi que dans les transitions 2, 4 s'y raccordant jusqu'au diamètre limite dx, et étant enroulé par les tiges ou galets 9 d'enroulement de la machine automatique à enrouler 10, suivant le même axe de cintrage et dans la direction de cintrage et de dressage, en ressorts hélicoïdaux 11 Le décintrage plastique s'effectue dans le25 même plan de cintrage que le précintrage suivant l'invention. Le travail de dressage est nécessaire seulement dans les sections de fil ayant un diamètre supérieure à dx, tandis que les sections de fil d'un diamètre inférieur à dx sont guidées de toute façon par les galets dresseurs 8. REVENDICATIONS 1 Procédé d'envidage de fil trempé par laminage, ayant subi un traitement de revenu ou ayant été traité thermiquement d'une autre façon, notamment d'acier pour ressort, constitué de séquences biconiques à diamètres se modifiant périodiquement, en rouleaux à spires concentriques, une séquence biconique comportant une section centrale cylindrique ayant un grand diamètre de fil auquel se raccordent, de part et d'autre, des transitions coniques ou10 conformées différemment de même type ou de type différent, qui se poursuivent par des sections cylindriques de même diamètre ou de diamètres différents qui sont inférieurs au diamètre de la section centrale, caractérisé en ce qu'il consiste, avant l'envidage, à précintrer, plastiquement et avec un rayon de courbure Ri le fil constitué de séquences biconiques dans les sections centrales cylindriques, et à l'envider d'une manière purement élastique dans les transitions et dans les sections cylindriques adjacentes de plus petit diamètre de fil.20 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à précintrer plastiquement, avant envidage, le fil constitué de séquences biconiques dans les sections centrales cylindriques et dans les sections adjacentes non cylindriques, jusqu'à un diamètre limite dx, et à envider, d'une manière purement élastique, en-dessous du diamètre limite dx et dans les sections adjacentes cylindriques. 3 Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à courber moins fortement les transitions cintrées plastiquement jusqu'au diamètre limite dx que la section centrale cylindrique. 4 Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le rayon de courbure R 1 du cintrage plastique de la section centrale cylindrique est supérieur ou10 égal au rayon Ri de la limite intérieure d'une bobine en panier et inférieure ou égale au rayon Ra de la limite extérieure d'une bobine en panier.