Brevet FR2687334A1 — publié le 19930820

La présente invention concerne une planeuse pour tôles. Elle s'applique en particulier aux tôles bobinées qui sont déroulées et planées préalablement à des opéra- tions de découpage ou d'emboutissage. Les différentes étapes de mise en forme d'une tôle, notamment le laminage, créent des contraintes internes dans la tôle Ces contraintes engendrent des moments fléchissants provoquant des défauts de planéité, en particulier des courbures de la tôle dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. Le planage de la tôle a pour but d'équilibrer les contraintes internes de compression et d'extension pour annuler ou réduire les moments fléchissants qui en résultent. On connaît dans l'état de la technique des planeuses du type comprenant des rouleaux planeurs inférieurs et supérieurs, d'axes sensiblement parallèles, les rouleaux planeurs inférieurs coopérant avec la surface inférieure de la tôle et les rouleaux planeurs supérieurs coopérant avec la surface supérieure de la tôle, les rouleaux inférieurs et supérieurs étant décalés dans la direction longitudinale de défilement de la tôle, la tôle défilant entre les rouleaux en subissant longitu- dinalement une succession de flexions alternatives. A la sortie de la planeuse, la courbure de la tôle dans le sens longitudinal est éliminée ou est devenue négligeable Par contre la tôle présente généra- lement une courbure transversale qui n'a pas été éliminée par les flexions successives dans le sens longitudinal de la tôle. L'invention a pour but d'éliminer la courbure de la tôle dans le sens transversal en utilisant des moyens simples, faciles à adapter aux différents types de tôles à planer. A cet effet l'invention a pour objet une planeuse du type précité caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux rouleaux planeurs successifs, l'un supérieur et l'autre inférieur, dont les surfaces de contact avec la tôle sont bombées dans la direction axiale des rou- leaux. Suivant d' autres caractéristiques de 1 'invention: les rouleaux bombés comprennent une âme cylin- drique rigide recouverte d'une enveloppe souple fixée de manière étanche aux deux extrémités axiales de l'âme de façon à délimiter une chambre de remplissage par un fluide entre l'enveloppe et l'âme; l'enveloppe est en matériau souple par exemple en élastomère; la chambre est remplie d'un liquide; la pression de remplissage de la chambre de chaque rouleau bombé est variable de façon à faire varier la courbure dans la direction axiale du rouleau de la surface externe de l'enveloppe; la surface de contact avec la tôle des rouleaux bombés délimite dans un plan axial des rouleaux un arc dont le rayon de courbure Rt vérifie la relation: Rt défilement de la tôle au niveau des rouleaux bombés. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-dessous en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en éléva- tion d'une planeuse selon l'invention; la figure 2 est une vue schématique en coupe partielle à grande échelle d'un rouleau bombé entrant dans la constitution de la planeuse de la figure 1, la coupe étant prise suivant un plan axial du rouleau bombé. On voit à la figure 1 une planeuse selon l'inven- tion désignée par la référence générale 10. La planeuse 10 comporte des rouleaux planeurs supérieurs 14 et inférieurs 16, d'axes X parallèles, entre lesquels défile une tôle 12 dans la direction longitudinale et le sens indiqué par la flèche F sur la figure 1. Pour des raisons de clarté, on n'a pas représenté les éléments de la figure 1 à la même échelle En parti- culier, l'épaisseur e de la tôle est exagérée par rapport à la dimension des rouleaux. Les rouleaux planeurs supérieurs 14 coopèrent avec la surface supérieure de la tôle 12 et les rouleaux planeurs inférieurs 16 coopèrent avec la surface infé- rieure de la tôle 12 Les rouleaux supérieurs 14 et inférieurs 16 sont décalés dans la direction longitudi- nale F de défilement de la tôle, et font subir à la tôle une succession de flexions vers le haut et vers le bas, en considérant la figure 1. La planeuse 10 est divisée de façon imaginaire en deux parties, une partie amont A et une partie aval B La limite entre ces deux parties est représentée sur la figure 1 par une ligne verticale L en traits mixtes. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, la partie amont A de la planeuse comporte quatre rouleaux supérieurs 14 A et trois rouleaux inférieurs 16 A, tous ces rouleaux étant de type connu Les rouleaux 14 A,16 A sont cylindriques et présentent une section constante circulaire de rayon R dans la direction de l'axe X des rouleaux. L'écartement entre les rouleaux supérieurs 14 A et les rouleaux inférieurs 16 A est réglable en fonction des caractéristiques de la tôle que l'on veut planer Lors de son passage entre ces rouleaux 14 A,16 A, la tôle subit des flexions alternatives, d'amplitude réglable, dans sa direction longitudinale de défilement L'amplitude des flexions est réglée en faisant varier l'écartement entre les rouleaux supérieurs 14 A et inférieurs 16 A par des moyens connus. La partie aval B de la planeuse comporte un rouleau supérieur 14 B et un rouleau inférieur 16 B selon l'invention Ces deux rouleaux 14 B,16 B sont identiques, le rouleau 14 B étant représenté à plus grande échelle sur la figure 2. On a également représenté sur la figure 1, en sortie de la planeuse 10, un rouleau de guidage 18 de type connu. Comme on peut le voir sur la figure 2 le rouleau 14 B comporte une âme 20 cylindrique rigide, par exemple en acier, ayant pour axe l'axe X de l'ensemble du rouleau 14 B L'âme 20 est recouverte d'une enveloppe 22 souple dont les bords sont fixés à joint étanche aux deux extrémités 24,26 de l'âme 20 de façon à délimiter une chambre 28 étanche entre l'enveloppe 22 et l'âme 20 du rouleau La chambre 28 peut être remplie par un fluide, en particulier par un liquide, à une pression réglable. L'enveloppe 22 est en élastomère, par exemple en caoutchouc durci par vulcanisation. La surface externe 22 E de l'enveloppe 22 est en contact avec la surface de la tôle et a une forme bombée dans la direction de l'axe X, l'axe X étant perpendicu- laire à la direction de défilement de la tôle. La surface externe 22 E de l'enveloppe 22 délimite dans un plan axial du rouleau, en particulier dans le plan de la figure 2, un arc dont le rayon de courbure Rt est fonction de la pression du fluide dans la chambre 28. La surface des rouleaux bombés ( 14 B,16 B) en contact avec la tôle est donc une surface torique d'axe X engendrée par l'arc de rayon de courbure Rt. La courbure externe de l'enveloppe 22 permet de déformer la tôle dans sa direction transversale de façon à éliminer les défauts de planéité dans cette direction. L'écartement entre le rouleau bombé inférieur 16 B et le rouleau bombé supérieur 14 B est réglable à l'aide de moyens connus identiques à ceux utilisés pour les rou- leaux planeurs de type connu. Pour obtenir l'élimination définitive des défauts de planéité dans la direction transversale de la tôle, les rouleaux 14 B,16 B sont adaptés pour faire subir à la tôle des déformations plastiques Ces déformations plastiques sont obtenues lorsque le rayon de courbure Rt de l'enveloppe 22 vérifie la relation: Rt limite d'élasticité de ce matériau. Les rouleaux planeurs bombés 14 B,16 B ont une longueur qui est adaptée à la largeur de la tôle 12 Pour un rayon de courbure Rt donné, on peut planer une tôle dont la largeur maximale est de a Rt, a étant inférieur ou égal à a, en utilisant des rouleaux bombés de longueur inférieure ou égale à 2 Rt. Le rayon des rouleaux bombés, mesuré dans un plan transversal par rapport à leur axe X, varie le long de cet axe X Afin de ne pas faire subir à la tôle des déformations plastiques dans son sens longitudinal de défilement, le rayon minimal Rm, des rouleaux bombés, mesuré aux extrémités 24,26 des rouleaux, doit vérifier la relation: Rm 2 Ee 2 co En effet, cette relation permet que les déforma- tions de la tôle générées par les rouleaux bombés 14 B, 16 B, dans la direction longitudinale de celle-ci, se fassent dans le domaine élastique, donc en dehors du domaine plastique. Des exemples de dimensionnement des rouleaux bombés 14 B,16 B sont donnés dans le tableau ci-dessous pour différentes tôles caractérisées par leurs paramètres e,E et ao. e (mm) E (M Pa) Ia O (M Pa)j Rm(mm) | Rt(mm) I Largeur (mm) I I I I itôle maxi 1 200 000 200 500 500 1000 0,8 200 000 200 400 400 400 0,5 200 000 200 250 250 250 1 200 000 300 330 330 330 0,8 200 000 300 270 270 270 0,5 200 000 300 170 170 170 Etant donné que le rayon de courbure Rt de la surface externe 22 E de l'enveloppe 22 peut être réglé en faisant varier la pression de remplissage de la chambre 28, les rouleaux bombés 14 A,14 B s'adaptent très facile- ment à différents types de tôles. En considérant la figure 1, on voit que les rouleaux planeurs bombés 14 B,16 B sont décalés vers le haut par rapport à l'ensemble des rouleaux planeurs 14 A,16 A de la partie amont A de la planeuse Ainsi, dans la partie aval B de la planeuse la ligne de défilement de la tôle 12 est surélevée par rapport à la ligne de défilement de la tôle dans la partie amont A de la planeuse Ce décalage de niveau des rouleaux bombés 14 B, 16 B par rapport aux autres rouleaux planeurs permet d'obtenir une meilleure application de la tôle sur la surface de contact des rouleaux bombés. Dans l'exemple décrit, le rouleau bombé inférieur 16 B est en amont du rouleau bombé supérieur 14 B En variante, dans le cas d'un rouleau bombé inférieur 16 B disposé en aval du rouleau bombé supérieure 14 B, on peut décaler les rouleaux bombés vers le bas par rapport aux autres rouleaux planeurs de façon à optimiser le contact entre la tôle et les rouleaux bombés. L'invention ne se limite à l'exemple de réalisa- tion que l'on vient de décrire En particulier, la partie amont A de la planeuse peut comporter un plus grand nombre ou un plus petit nombre de rouleaux planeurs de type connu De plus, la partie aval B de la planeuse peut comporter un plus grand nombre de rouleaux planeurs bombés On peut également disposer des rouleaux planeurs de type connu en amont et en aval des rouleaux bombés On peut encore disposer les rouleaux bombés en amont des autres rouleaux planeurs. Au lieu de décaler les rouleaux bombés vers le haut par rapport au reste des rouleaux planeurs, on peut les décaler vers le bas ou bien ne pas les décaler de manière que la ligne de défilement de la tôle soit toujours sensiblement au même niveau. Par ailleurs, l'enveloppe des rouleaux bombés peut être rigide et indéformable Le rouleau bombé peut également être constitué d'un seul matériau indéformable, par exemple de l'acier, la surface bombée de contact avec la tôle étant usinée directement dans ce matériau indé- formable. REVENDICATIONS. 1 Planeuse pour tôles du type comprenant des rouleaux planeurs inférieurs ( 16,16 A,16 B) et supérieurs ( 14,14 A,14 B), d'axes (X) sensiblement parallèles, les rouleaux planeurs inférieurs ( 16,16 A,16 B) coopérant avec la surface inférieure d'une tôle ( 12) et les rouleaux planeurs supérieurs ( 14,14 A,14 B) coopérant avec la surface supérieure de la tôle ( 12), les rouleaux infé- rieurs ( 16,16 A,16 B) et supérieurs ( 14,14 A,14 B) étant décalés dans la direction longitudinale de défilement de la tôle, la tôle défilant entre les rouleaux en subissant longitudinalement une succession de flexions alternati- ves, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux rouleaux planeurs ( 14 B,16 B) successifs, l'un supérieur ( 14 B) et l'autre inférieur ( 16 B), dont les surfaces de contact ( 22 E) avec la tôle ( 12) sont bombées dans la direction axiale des rouleaux. 2 Planeuse selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les rouleaux bombés ( 14 B,16 B) comprennent une âme ( 20) cylindrique rigide recouverte d'une enve- loppe ( 22) souple fixée de manière étanche aux deux extrémités axiales ( 24,26) de l'âme ( 20) de façon à délimiter une chambre ( 28) de remplissage par un fluide entre l'enveloppe ( 22) et l'âme ( 20). 3 Planeuse selon la revendication 2, caractéri- sée en ce que l'enveloppe ( 22) est en matériau souple par exemple en élastomère. 4 Planeuse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la chambre ( 28) est remplie d'un liquide. Planeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisée en ce que la pression de remplissage de la chambre ( 28) de chaque rouleau bombé ( 14 B,16 B) est variable de façon à faire varier la cour- bure dans la direction axiale du rouleau ( 14 B,16 B) de la surface externe ( 22 E) de l'enveloppe ( 22). 6 Planeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce que la surface ( 22 E) de contact avec la tôle des rouleaux bombés ( 14 B,16 B) délimite dans un plan axial des rouleaux un arc dont le rayon de courbure Rt vérifie la relation: Rt limite d'élasticité de ce matériau. 7 Planeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisée en ce que le rayon externe minimal Rn des rouleaux bombés ( 14 B,16 B), mesuré dans un plan transversal par rapport à l'axe des rouleaux, vérifie la relation: Rm 2 Ee, e étant l'épaisseur de la tôle, E étant 2 ao le module d'Young du matériau de la tôle et ca étant la limite d'élasticité de ce matériau. 8 Planeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisée en ce que les rouleaux planeurs bombés ( 14 B,16 B) sont disposés en aval des autres rou- leaux planeurs ( 14 A,16 A), en sortie de la planeuse. 9 Planeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisée en ce que les rouleaux planeurs bombés ( 14 B, 16 B) sont disposés en amont des autres rouleaux planeurs ( 14 A,16 A), en entrée de la planeuse. Planeuse selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisée en ce que les rouleaux planeurs bombés ( 14 B,16 B) sont décalés vers le haut ou vers le bas par rapport aux autres rouleaux planeurs ( 14 A,16 A) de façon à surélever ou surbaisser la ligne de défilement de la tôle au niveau des rouleaux bombés ( 14 B,16 B).