Brevet FR2699838A1 — publié le 19940701

PROCEDE DE CINTRAGE D'UN A8rENBLAGE DE PROFILES NETALLIQUES ET DE TOLES MINCES L'invention concerne un procédé de cintrage d'un assemblage de profilés et de tôles minces ainsi que les articles ou produits réalisés grâce à ce procédé. L'invention s'intéresse plus particulièrement au cintrage à court rayon. Quand on cintre une pièce métallique, il y a recomposition de l'équilibre mécanique du matériau autour de la fibre neutre de la pièce. La fibre neutre d'une pièce cintrée est un plan virtuel dans lequel le matériau resterait neutre mécaniquement. Entre l'intérieur du cintre et cette fibre neutre, il y a compression du matériau et entre la fibre neutre et l'extérieur du cintre, il y allongement du matériau. De plus, pour un même rayon de cintrage, l'allongement du matériau est une fonction croissante de l'épaisseur de la pièce cintrée. Dans le cas où la pièce métallique à cintrer présente de grandes variations d'épaisseur, plusieurs phénomènes sont observables Dans un premier cas, la partie la plus mince est localisée à proximité ou dans la fibre neutre moyenne de la pièce métallique. De ce fait, le cintrage s'effectue convenablement, les allongements et les compressions des parties les plus épaisses pouvant s'effectuer sans entrave. Dans un deuxième cas, la partie la plus mince est localisée au dessous de la fibre neutre moyenne de la pièce métallique. Du fait de la limite en compression imposée par la partie la plus mince, les parties les plus épaisses au même niveau seront elles aussi limitées en compression. De ce fait, on observe un déplacement de la fibre neutre moyenne vers l'intérieur du cintrage générant des déformations des parties épaisses vers l'intérieur du cintrage, ces parties ne pouvant pas s'allonger comme la nouvelle position de la fibre neutre les y oblige. On arrive alors à un blocage de la pièce dans la rainure du rouleau cintreur. Dans un troisième cas, la partie la plus mince est localisée au dessus de la fibre neutre moyenne de la pièce métallique, la partie la plus mince ayant un allongement inférieur aux parties les plus épaisses. Soit cette partie mince entrainée par l'allongement des parties les plus épaisses dépasse sa limite de rupture et se fend dans la région de cintrage. Soit cette partie mince résiste à l'allongement des parties plus épaisses déplaçant de ce fait la fibre neutre moyenne vers l'extérieur du cintrage, générant des déformations des parties plus épaisses vers l'extérieur du cintre, ces parties ne pouvant pas se compresser comme la nouvelle position de la fibre neutre les y oblige. La pièce s'échappe alors de la rainure du rouleau cintreur. Dans ce dernier cas, si la partie mince ne se rompt pas et si l'on dispose d'un matériel de citrage adéquat, on peut contrôler la compression des parties épaisses sans déformation par augmentation des épaisseurs des dites parties épaisses. Cela nécessite un matériel spécifique et couteux comprenant une rainure du rouleau cintreur en forme de queue d'aronde et des moyens pour pouvoir dissocier la pièce cintrée du rouleau cintreur une fois le cintrage effectué. Toutes les difficultés de cintrage d'une pièce monobloc à plusieurs épaisseurs décrites ci-dessus ou d'une pièce en plusieurs parties définitivement solidarisées entre elles avant cintrage, ont poussé les fabricants à réaliser de telles pièces en plusieurs parties ; de cintrer chaque partie de façon indépendante et de ne les solidarisées entre elles qu'une fois cintrées. En supposant que la pièce soit formée de deux profilés d'épaisseurs différentes reliés par une tôle mince, cela multiplie par trois les opérations de cintrage et nécessite un montage de la pièce difficile nécessitant un ajustage précis du fait que les parties n'ont pas été cintrées ensemble. Le but de la présente invention est de réduire le nombre d'opérations et le rapport temps/qualité pour le cintrage d'un assemblage de pièces ayant des épaisseurs différentes. L'invention concerne donc un procédé de cintrage d'un ensemble d'au moins un profilé métallique et d'au moins une tôle mince métallique autour d'un axe de cintrage transversal à un axe longitudinal de l'ensemble comprenant préalablement au cintrage une étape d'assemblage à plat de la tôle mince avec le profilé suivant l'axe longitudinal de l'ensemble de telle façon que le profilé soit libre de glisser par rapport à la tôle mince suivant l'axe longitudinal de l'ensemble tout en étant bloqué par rapport à la tôle mince dans toute autre direction. L'invention concerne en outre un profilé destiné à être assemblé avec une tôle plane par sertissage comprenant les étapes suivantes Pliage d'un bord longitudinal de la tôle mince suivant une ligne de pliage parallèle à l'axe longitudinal de l'ensemble vers l'intérieur, respectivement l'extérieur de la tôle mince de sorte que le bord longitudinal plié de largeur prédéterminée forme un angle d'environ 450 avec un plan général d'assemblage; Pliage d'une bordure longitudinale du profilé suivant une ligne de pliage parallèle à l'axe longitudinal de l'ensemble vers l'extérieur, respectivement l'intérieur, du profilé de sorte que la bordure longitudinale pliée, de même largeur prédéterminée que le bord de la tôle, forme un angle d'environ 450 avec le plan général d'assemblage;; Positionnement de la tôle mince et du profilé par coopération de la face interne du bord longitudinal de la tôle avec la face interne de la bordure longitudinale du profilé ; et Sertissage contrôlé du bord et de la bordure par application d'une force de compression contrôlée perpendiculaire au plan général d'assemblage, rabattant le bord et la bordure dans le plan général d'assemblage. Le profilé comprend une extrémité longitudinale dans le plan général d'assemblage prolongée d'un côté par la bordure longitudinale plié et de l'autre côté par une butée longitudinale d'arrêt perpendiculaire destinée à guider le bord de la tôle de sorte que le sertissage s'effectue sur toute la largeur prédéterminée et que soit interdit tout mouvement relatif transversal des parties constitutives de l'ensemble. L'invention concerne enfin tous les articles ou produits ayant été réalisés selon le procédé décrit plus haut et/ou avec au moins un profilé tel que décrit plus haut. L'avantage le plus évident de cette invention est de permettre le cintrage d'un ensemble de plusieurs épaisseurs tout en laissant chaque partie constitutive de l'ensemble se compresser ou s'allonger selon ces caractéristiques dimensionnelles et mécaniques. Un autre avantage de cette invention est le gain de temps et la facilité de montage dans la réalisation de l'assemblage et du cintrage. D'autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui va suivre en référence aux figures annexées dans lesquelles Les figures 1 à 3 sont des représentations schématiques en coupe des différentes étapes de l'opération d'assemblage selon un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 4 est une représentation schématique en coupe d'un assemblage comprenant deux profilés et une tôle mince selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Le procédé de cintrage d'un ensemble de profilés métalliques 2 et de tôles minces métalliques 3 comprend deux grandes étapes, à savoir l'assemblage glissant à plat des profilés avec les tôles, et le cintrage de l'ensemble coulissant réalisé. La description qui suit va porter sur l'assemblage d'un profilé et d'une tôle puis le cintrage de l'ensemble réalisé. Il est évident que ce qui sera décrit avec une tôle mince 1 et un profilé 2 reste valable pour un ensemble ayant une ou plusieurs tôles 1 s'intercalant chacune(s) entre deux profilés 2. La première opération consiste à assembler l'ensemble profilé 2 - tôle mince 1 suivant un axe longitudinal 10 de l'ensemble tel que le profilé 2, respectivement la tôle 1 soit libre de glisser par rapport à la tôle mince 1, respectivement le profilé 2, suivant l'axe longitudinal 10 de l'ensemble tout en étant bloqué par rapport à la tôle mince 1, respectivement le profilé 2, dans toute autre direction. Dans une réalisation préférée, représentée figures 1 à 3, l'opération d'assemblage se fait par sertissage suivant les étapes suivantes on réalise le pliage d'un bord longitudinal 4 de la tôle mince 1 suivant une ligne de pliage parallèle à l'axe longitudinal 10 de l'ensemble. Ce pliage effectué vers l'intérieur de la tôle mince, respectivement vers l'extérieur, est tel que le bord 4 forme un angle 6 préférentiellement mais non limitativement compris entre 30 et 350 avec un plan général d'assemblage 9. Ce bord a une largeur prédéterminée. Ce genre de pliage est réalisé couramment par des machines connues de l'homme du métier. On réalise le pliage d'une bordure longitudinale 8 du profilé 2 suivant une ligne de pliage parallèle à l'axe longitudinal 10 de l'ensemble. Ce pliage effectué vers l'extérieur du profilé 2, respectivement l'intérieur, est tel que la bordure 8 forme un angle 7 d'environ 450 avec le plan général d'assemblage 9. Cette bordure a sensiblement la même largeur prédéterminée que le bord 4. Tout comme pour le bord 4, ce genre de pliage est couramment réalisé par des machines-outil connues de l'homme du métier. Dans une variante du mode de réalisation, la filière du profilé a été prévue pour que le profilé sorte directement du filage avec la bordure au bon angle préférentiellement mais non limitativement compris entre 30 et 35o Dans le plan d'assemblage 9, le positionnement à plat de la tôle mince 1 et du profilé 2 est réalisé par coopération de la face interne du bord longitudinal 4 de la tôle 1 avec la face interne de la bordure longitudinale 8 du profilé 2 (figure 2). Ce type de positionnement est réalisable avec des dispositifs de mise en place tels que tapis roulant et manutentionnaires hydrauliques ou électriques connues de l'homme du métier. La quatrième étape concerne le sertissage proprement dit de la tôle mince 1 avec le profilé 2. Le sertissage est réalisé par application d'une force de compression 16 perpendiculaire au plan général d'assemblage 9. La force de compression est contrôlée de sorte que le bord 4 et la bordure 8 soient rabattus dans le plan général d'assemblage tout en laissant la possibilité d'un coulissement de la tôle 1 par rapport au profilé 2 suivant l'axe longitudinal 10 de l'ensemble. Ce type de sertissage contrôlé peut être réalisé par le passage en continu de l'ensemble positionné entre deux rouleaux conformés dont l'écart est contrôlé en vue d'obtenir les conditions de sertissage citées plus haut.Dans la réalisation préférée de l'invention, le profilé 2 présente une extrémité longitudinale 12 dans le plan général d'assemblage 9, cette extrémité étant prolongée d'un côté par la bordure 8 pliée et de l'autre côté par une butée d'arrêt 13 longitudinale perpendiculaire au plan général d'assemblage 9, destinée à servir de guide au bord 4 de la tôle mince 1 de sorte que le sertissage s'effectue sur toute la largeur prédéterminée et à interdire tout mouvement relatif transversal des parties constitutives de l'ensemble 3. La deuxième opération consiste à cintrer l'ensemble 3 à plat coulissant autour d'un axe de cintrage 15 transversal par rapport à l'axe longitudinal 10. Le cintrage s'effectue de façon classique par enroulement de l'ensemble 3 autour d'un rouleau disposant de rainuresguide. L'ensemble 3 à plat coulissant trouve là toute son utilité car du fait du coulissement du profilé 2 par rapport à la tôle 1, chacun des éléments constitutifs de l'ensemble 3 peut s'allonger ou se compresser indépendamment des autres quelque soit la position de la fibre neutre moyenne de l'ensemble 3. Dans la réalisation préférée de l'invention, le procédé comprend une étape de lubrification préalable au cintrage et destiné à assurer un meilleur glissement des parties constitutives de l'ensemble 3 à plat. Le lubrifiant utilisé peut être un corps gras. Dans la réalisation préférée de l'invention, le lubrifiant est une couche de résine 11 non polymérisée à température ambiante intercalée, lors de l'opération d'assemblage, entre les faces internes de la bordure 8 du profilé 2 et du bord 4 de la tôle 1. Dans une éta#pe ultérieure au cintrage, l'ensemble 3 cintré et lubrifié par la résine est chauffé à une température supérieure ou égale à celle de polymérisation de la résine entraînant une solidarisation définitive des éléments constitutifs de l'ensemble. La résine peut être par exemple non limitatif de la résine époxyde polymérisable à 1500C. Le procédé selon l'invention est entièrement automatisable a l'aide de machines-outil couramment utilisées par l'homme du métier réalisant le cintrage préalablement à l'assemblage. Ce procédé permet une production en continu d'ensembles cintrés en plusieurs endroits, l'axe de cintrage pouvant être perpendiculaire a l'axe longitudinal ou simplement transversal sans être nécessairement perpendiculaire. De plus ces ensembles cintrés sont rendus indissociables par simple chauffage à une température supérieure ou égale à celle de la polymérisation de la résine utilisée. Les ensembles cintrés peuvent être utilisés dans tous les domaines nécessitant des armatures légères cintrées et renforcées par endroit. De tels domaines sont, par exemples non limitatifs, la fabrication de bagages ou la fabrication d'encadrements métalliques Bien que seul un mode de réalisation préféré de l'invention ai été décrit, il est évident que toute modification apportée par l'homme du métier dans le même esprit ne sortirait pas du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de cintrage d'un ensemble d'au moins un profilé métallique (2) et d'au moins une tôle mince (1) métallique autour d'un axe de cintrage (15) transversal à un axe longitudinal (10) dudit ensemble, caractérisé en ce que, préalablement au cintrage, on assemble à plat la tôle mince (1) avec le profilé (2) suivant l'axe longitudinal (10) de telle façon que le profilé (2) soit libre de glisser par rapport à la tôle mince (1) suivant l'axe longitudinal (10) tout en étant bloqué par rapport à la tôle mince (1) dans toute autre direction. 2. Procédé de cintrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'assemblage se fait par sertissage comprenant les étapes suivantes Pliage d'un bord longitudinal (4) de la tôle mince (1) suivant une ligne de pliage parallèle à l'axe longitudinal (10) vers l'intérieur, respectivement l'extérieur de la tôle mince (1) de sorte que le bord longitudinal plié (4) de largeur prédéterminée forme un angle (6) compris entre 30 et 350 avec un plan général d'assemblage (9), Pliage d'une bordure longitudinale (8) du profilé (2) suivant une ligne de pliage parallèle à l'axe longitudinal (10) vers l'extérieur, respectivement l'intérieur, du profilé (2) de sorte que la bordure longitudinale (8) pliée de même largeur prédéterminée que le bord (4) de la tôle (1) forme un angle 7 compris entre 30 et 350 avec le plan général d'assemblage (9), Positionnement de la tôle mince (1) et du profilé (2) par coopération de la face interne du bord longitudinal (4) de la tôle (1) avec la face interne de la bordure longitudinale (8) du profilé (2) ; et Sertissage contrôlé du bord (4) et de la bordure (8) par application d'une force de compression contrôlée perpendiculaire au plan général d'assemblage (9), rabattant le bord et la bordure (8) dans le plan général d'assemblage (9) de telle manière que le profilé (2) et la tôle mince (1) coulissent l'un par rapport à l'autre 3.Procédé de cintrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de pliage de la bordure longitudinale (8) du profilé (2) est réalisée pendant le filetage du profilé, le profilé sortant de sa filière avec la bordure (8) au bon angle. 4. Procédé de cintrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de lubrification préalable au cintrage pour assurer un meilleur glissement des parties constitutives de l'ensemble (3). 5. Procédé de cintrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans l'étape de lubrification, un corps gras est utilisé comme lubrifiant 6. Procédé de cintrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans l'étape de lubrification, une couche de résine (11) non polymérisable à température ambiante est utilisé comme lubrifiant, cette couche (11) étant intercalée entre les faces internes de la bordure (8) du profilé (2) et du bord (4) de la tôle mince (1) lors de l'étape de positionnement. 7. Procédé de cintrage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de solidarisation définitive de l'ensemble cintré, ultérieurement, à l'étape de cintrage, par chauffage de l'ensemble cintré à une température supérieure ou égale à celle de la polymérisation de la résine (11). 8. Procédé de cintrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ensemble comprend deux profilés (2) disposés de part et d'autre de la tôle mince (1) suivant l'axe longitudinal de l'ensemble (10). 9. Procédé de cintrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ensemble comprend plusieurs -tôles minces (1) entre lesquelles sont intercalés des profilés (2) suivant l'axe longitudinal de l'ensemble (10). 10. Procédé de cintrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'axe de cintrage (15) est perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'ensemble (10). 11. Procédé de cintrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'ensemble plat (3) est cintré en plusieurs endroits. 12. Profilé destiné à être assemblé et cintré selon le procédé de cintrage de l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte une extrémité longitudinale (12) dans le plan général d'assemblage (9) prolongée d'un côté par la bordure (8) longitudinale plié et de l'autre côté par une butée longitudinale d'arrêt (13) perpendiculaire destinée à guider le bord (4) de sorte que le sertissage s'effectue sur toute la largeur prédéterminée et que soit interdit tout mouvement relatif transversal des parties constitutives de l'ensemble (3).