Brevet FR2698804A1 — publié le 19940610

"Dispositif pour le guidage des secteurs actifs d'une machine à rétreindre". La présente invention est relative aux machines à rétreindre comprenant des secteurs radiaux munis d'une partie active curviligne formant une matrice à géométrie variable et travaillant, en combinaison avec un noyau et un presse flan, pour provoquer, sans formation de plis et avec régulation de l'épaisseur, la réduction de diamètre ou la réalisation d'une denture dans une pièce tubulaire. Une telle machine est décrite en particulier dans le brevet français 1526283 et ses trois certificats d'additions 2 081 297, 2 185 458 et 2281180. Les deux derniers certificats d'addition décrivent des moyens destinés à assurer le guidage des secteurs à proximité de la zone de travail et comprenant un guide qui, coaxial au noyau et au presse flan, comporte des ouvertures longitudinales parallèles traversées avec précision par les secteurs. A l'usage, il s'avère que le guidage localisé à proximité de la partie active de chaque secteur n'empêche pas le flambage de ce secteur, entre le guide et leur articulation, sous l'effet des réactions radiales s'exerçant sur ces secteurs. Ce flambage modifie la géométrie de chaque secteur, affecte la position de sa partie active par rapport à la pièce tubulaire et conduit à des imprécisions et, voire même, à des composantes tangentielles tendant à faire tourner la pièce pendant son rétreint, ce qui est rédhibitoire dans la fabrication des poulies crantées et de toutes pièces comportant des dentures ou créneaux. La présente invention a pour but de remédier à cela en fournissant un dispositif de guidage des secteurs qui, assurant la division angulaire et la direction de chaque secteur, s'oppose à tout flambage du secteur, soit réglable pour compenser les usures et ajuster les jeux à leur valeur minimale et réduise les frottements, donc les échauffements, les usures et la formation des jeux. A cet effet, le dispositif de guidage selon l'invention est composé - d'une part, d'une couronne externe venant à proximité des boîtiers d'articulation et comportant des lumières longitudinales de dégagement, traversées sans contact par les secteurs, - d'autre part, de coins radiaux calés entre deux plateaux de la couronne, avec possibilité de réglage de leur position radiale et venant, par leurs faces latérales pentues, au contact des faces des secteurs juxtaposés, ce contact s'effectuant sur plus de la moitié de la longueur de chaque secteur, depuis sensiblement son extrémité active, - de plus, dans chaque intervalle entre les coins, de deux noix en forme de segment cylindrique, disposées de part et d'autre du secteur correspondant sur lequel elles coulissent par leur face plane, alors que leur dos convexe s'articule dans un patin en appui, avec possibilité de réglage du jeu fonctionnel, sur le plateau correspondant, tandis que chaque boîtier d'articulation est indépendant des autres boîtiers et est monté dans le bâti avec possibilité de réglage de sa position radiale, et que chaque secteur est constitué par une lame indépendante du tourillon du boîtier précité, mais dont le talon est lié à ce tourillon. Avec ce dispositif, chaque secteur, non influencé par son boîtier d'articulation, est parfaitement guidé, en division et direction, par les deux coins qui l'entourent et viennent en contact avec lui sur la plus grande partie de sa longueur. Il en résulte que, malgré les efforts de réaction, le flambage des secteurs est rendu impossible sur la plus grande partie de leurs longueurs. Par ailleurs, grâce à l'articulation par les noix de chaque secteur entre les coins et au mouvement de travail qui est communiqué à ces noix par le déplacement de l'ensemble du guide, le frottement de chaque secteur avec ces coins est un frottement de rotation générant moins l'échauffement, d'usure et de jeu que le frottement de glissement décrit dans l'art antérieur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention dans le cas de son application à une machine à rétreindre verticale. Figures 1 et 2 sont des vues en coupe transversale passant par les secteurs, montrant la partie supérieure d'une machine à rétreindre verticale lorsque ces secteurs sont, respectivement, en début et en fin de travail, Figure 3 est une vue partielle en coupe transversale montrant, à échelle agrandie, les secteurs avec leurs moyens de guidage et d'articulation, Figures 4 et 5 sont des vues partielles en coupe longitudinale montrant, à échelle agrandie, et suivant deux plans de coupe décalés, les moyens de guidage des secteurs et leur palier d'articulation, Figure 6 est une vue en perspective avec coupe partielle montrant le mode de montage d'un coin, Figure 7 est une vue en perspective avec coupe partielle montrant les éléments d'articulation d'un secteur dans le guide, Figure 8 est une vue en perspective avec coupe partielle montrant les éléments essentiels d'un palier d'articulation. Le bâti de cette machine à rétreindre comprend plusieurs tables fixes dont seules celles 2a et 2b sont représentées aux figures 1 et 2, et une frette 3. Cette dernière porte les paliers d'articulation 4 des secteurs 5. Dans les tables 2a-2b, coulisse une tige axiale 6, portant un noyau 7, et des tiges 8 portant une couronne de commande 9. La table 2b supporte un presse flan 10 sur lequel coulisse la couronne 9 et qui est apte à accueillir le noyau 7, comme montré à la figure 1. La tige axiale 6 est reliée à des moyens, non représentées, tel qu'un vérin hydraulique, apte à la déplacer longitudinalement et à déplacer le noyau 7. Un embiellage 12 transmet le mouvement de la tige 7, avec une loi de mouvement déterminée, aux tiges 8, afin d'entraîner la couronne 9 commandant le mouvement des secteurs 9, pendant le déplacement de la pièce 13 par le noyau 7. Les divers secteurs 5, formant, par leurs faces actives curvilignes et convexes, une matrice à géométrie variable, sont associés à des moyens de guidage, désignés de façon générale par 14 et assurant leur division et leur direction. Selon l'invention, ces moyens de guidage sont composés, comme le montrent plus en détails les figures 4 et 5, d'une couronne extérieure 15 solidaire d'un plateau intérieur supérieur 16 et d'un plateau intérieur inférieur 17. Pour assurer le guidage en translation du guide 14, la couronne 15 est montée coulissante dans une bague 18 solidaire de la frette 3, tandis que le plateau 17 est monté coulissant sur le presse flan 10. Le plateau inférieur 17 comporte, comme montré plus en détails aux figures 6 et 7, une première série de rainures radiales 18 régulièrement espacées, entre lesquelles est disposée une deuxième série de rainures radiales 19, également régulièrement espacées. Il en est de même pour le plateau 16 comportant une première série de rainures radiales 20 entre lesquelles sont intercalées des rainures radiales 22. Les rainures 19 et 20 sont destinées à recevoir des patins respectivement 23 et 24, en appui sur des noix, respectivement 25 et 26, en forme de segments cylindriques. Chaque noix 25 prend appui, par son dos convexe, contre une face d'appui concave du patin correspondant et, par sa face plane, sur les bords, respectivement supérieur et inférieur, du secteur 5 constitué par une lame. Les jeux fonctionnels sont réglés par deux vis 27 vissés longitudinalement dans le plateau 16 et plaquant les patins 24 sur l'empilage formé par la noix 26, la lame 5, la noix 25, les patins 23 et le plateau 17. Comme le montre plus en détails la figure 4, le guidage assuré par les noix 25 et 26 s'effectue sur plus de la moitié de la longueur de chaque lame 5, à partir de son bord actif Sa. Les rainures 18 et 20 des plateaux 17 et 16 reçoivent les talons 27a27b ménagés aux extrémités, respectivement inférieure et supérieure, de coins 27, s'insérant dans le guide 14 entre les lames 5. Comme montré plus en détails à la figure 3, chaque coin comporte deux faces latérales pentues, respectivement 27c et 27d, qui viennent en contact avec les faces juxtaposées des lames 5 entre lesquelles il s'insère. Le réglage du jeu fonctionnel J entre chaque coin et ses lames juxtaposées est assuré au moyen d'une cale longitudinale 28 comportant une face pentue 28a (figure 6) venant en appui avec une face pentue 29 ménagée sur le dos du coin, c'est à dire sur sa face qui est à l'opposé du noyau 7. Dans la forme d'exécution représentée, cette face 29 constitue le fond d'une rainure verticale 30 constituant logement pour la cale 28. A l'opposé de la face pentue 28a, cette cale comporte une face 28b venant en appui contre la face interne 15a de la couronne 15. Le déplacement radial en direction du centre du guide de chaque coin 27 est assuré au moyen d'une vis 32 qui, comme montré aux figures 5 et 6, est vissée longitudinalement dans le plateau inférieur 17 et vient en appui sur l'extrémité inférieure de la cale pour la déplacer longitudinalement. Une vis 33, vissée dans le plateau supérieur 16, et venant prendre appui sur le talon 27b supérieur de chaque coin 27 assure le blocage du coin après réglage. La figure 3 montre que chaque lame 5, constituant un secteur actif, est guidée sur plus, de la moitié de sa longueur et à proximité de sa zone active Sa, par les faces pentues des deux coins qui lui sont associés. Cette construction présente de nombreux avantages. En effet, elle permet d'abord de régler précisément la position géométrique de chaque lame, tant en division qu'en direction par rapport à l'axe longitudinal de la machine, tout en s'opposant à tout flambage de chaque lame, compte tenu de la position et de la grande longueur des faces de contact, tout en offrant une possibilité de réglage des jeux fonctionnels. A cela, il faut ajouter que, grâce à l'articulation des supports dans le guide 14, lors du déplacement du guide, le contact entre chaque lame et les faces pentues des coins 27, est un frottement de rotation, et non un frottement de glissement, c'est à dire un frottement entraînant moins d'usure et moins d'échauffement. La figure 3 montre que chaque lame 5 traverse librement la couronne 15 par des lumières 35 dont les parois ne viennent pas en contact avec les faces latérales et est attelée au tourillon 36, de son palier d'articulation dans la frette, par des moyens lui laissant une certaine liberté de mouvement, c'est à dire n'influençant pas sur l'orientation qui lui est donnée par les coins 27. Comme le montrent plus en détails les figures 3, 4 et 8, chaque tourillon 36 comporte, en regard du guide, une rainure à fond plat 37 délimitant une chape pour l'engagement de l'extrémité postérieure 5b de la lame 5 du secteur correspondant. Les ailes 38 de la chape coopèrent avec des moyens de liaison qui, dans la forme d'exécution représentée, sont constitués par deux lames métalliques élastiques 39 qui, fixées, par leur extrémité extérieure et en 40, sur le tourillon 36, comporte, à leur extrémité intérieure, tournée vers le guide, un pion transversal 41. Comme montré à la figure 3, chaque pion 41 traverse un alésage ménagé dans l'aile 38 de la chape et vient s'engager dans un cran 42 ménagé sur la partie postérieure de chaque lame. La figure 3 montre, qu'en fonctionnement, la face plane postérieure 5b de chaque lame 5 vient en appui contre le fond de la rainure 37 ménagée dans le tourillon 36 qui, de ce fait, absorbe la totalité de l'effort de réaction et détermine, par sa position, la position de la face active Sa de chaque lame. Avant de décrire les moyens de réglage de la position radiale de chaque palier par rapport à la frette, il faut noter que le jeu fonctionnel entre les faces latérales de chaque lame 5 et les faces en vis à vis de la chape 38 est suffisant pour éviter que les ailes de la chape influencent la position de la lame. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chacun des paliers d'articulation 3 est indépendant des autres paliers et est constitué par un corps de palier 45, visible figures 4 et 8, comportant un logement semi cylindrique 46 servant de cage à des aiguilles 47 ou à tout autre moyen équivalent guidant la rotation du tourillon 36 qui lui est associé. Ce corps est associé à deux capots latéraux 48, fixés sur lui par des vis, non représentés. Ces capots maintiennent les différents moyens de guidage en rotation du tourillon qui n'ont pas à être décrits ici. Sur sa partie extérieure, le corps 45 comporte une face pentue 49 qui est destinée à coopérer avec une face pentue complémentaire 50 ménagée sur une cale 52. Comme le montre plus en détails la figure 8, cette cale présente, en section transversale, la forme générale d'un "U" dont les deux ailes viennent coiffer la partie extérieure du corps 45. Chaque palier d'articulation 3 est disposé entre les plateaux, inférieur 53 et supérieur 54, de la frette 3. Dans ces conditions, et comme le montre plus en détails la figure 4, chaque cale 50, de hauteur inférieure à celle du corps de palier 45, est positionnée longitudinalement au moyen de deux vis s'appliquant sur ses extrémités et se vissant, celle 55 dans le plateau 53, et celle 56 dans le plateau 54. On conçoit aisément qu'en vissant et dévissant ces deux vis, il soit possible de régler précisément la position radiale de chaque palier et en conséquence la position de la face active Sa de chaque lame 5 pour tenir compte des usures, des conditions d'usinage ou du cédage de la frette 3. Bien entendu, après réglage, chaque palier d'articulation 3 est calé en position par une vis 57 se vissant dans le plateau 54 et plaquant le corps 45 sur le plateau inférieur 53. Grâce à ce montage, la position de chaque palier d'articulation n'est pas définie par sa liaison avec la frette, mais uniquement par la position de la lame 5. En d'autres termes, chaque palier ne risque pas, comme dans les solutions de l'état de la technique, d'influencer sur la position de la lame, puisque, au contraire, il est positionné par rapport à cette lame qui, elle, est parfaitement guidée par le guide selon l'invention. En fonctionnement, et après mise en place de la pièce 13 sur le noyau 7, initialement dans la position représentée aux figures 1 et 4, et lors du déplacement vertical vers le haut de la tige 6, les tiges 8 provoquent le déplacement de la couronne de commande 9, c'est à dire le soulèvement de l'ensemble du guide 14. Du fait de son déplacement vertical vers le haut, ce guide provoque le pivotement vers le haut de chacun des secteurs 5 et l'engagement dans la pièce 13 de la face active Sa de chacun de ces secteurs.Au fur et à mesure de cet engagement, qui atteint une position maximale lorsque l'axe longitudinal des secteurs est dans un plan diamétral, les efforts de réaction s'exerçant sur chaque secteur sont parfaitement repris par les paliers d'articulation 3, mais aussi par les coins 27, qui s'opposent à tout mouvement de flexion des secteurs, et en conséquence, à toute réaction tangentielle sur la pièce. En fin de mouvement d'ascension, montré à la figure 2, la pièce 13 suit le mouvement de descente du noyau 7 en repassant dans la matrice à géométrie variable jusqu'à ce que cette pièce vienne en butée sur le presse flan 10 qui assure, alors, son éjection du noyau 7. Il ressort de la description qui précède que les moyens de guidage, selon l'invention, constitués par le guide 14 mais aussi par le montage des paliers d'articulation 4 dans la frette 3, améliorent considérablement la précision de la division et de la direction de chaque secteur, s'opposent à toute modification de la géométrie de la face active Sa de chaque secteur et permettent donc d'obtenir, de manière régulière et industrielle, des pièces crantées ayant la géométrie et la précision recherchées. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le guidage des secteurs actifs d'une machine à rétreindre du type comprenant, coaxialement autour d'un noyau central (7) et d'un presse flan (10), un guide qui, muni de lumières longitudinales traversées par les secteurs (5), est relié à des moyens (9) aptes à le déplacer en translation en même temps que les secteurs (5) pivotent par rapport à des boîtiers d'articulation (4), et est guidé en translation, d'un côté par le presse flan (10), et de l'autre côté par une bague (18), solidaire du bâti (1) portant les boîtiers d'articulation, caractérisé en ce qu'il est composé:: - d'une part, d'une couronne externe (15) venant à proximité des boîtiers d'articulation (4) et comportant des lumières longitudinales de dégagement (35), traversées sans contact par les secteurs (5), - d'autre part, de coins radiaux (27), calés entre deux plateaux (16-17) de la couronne, avec possibilité de réglage de leur position radiale et venant, par leurs faces latérales pentues (27c-27d), au contact des faces des secteurs (5) juxtaposés, ce contact s'effectuant sur plus de la moitié de la longueur de chaque secteur depuis sensiblement son extrémité active (5a), - et de plus, dans chaque intervalle entre les coins (27), de deux noix (25-26) en forme de segment cylindrique, disposées de part et d'autre du secteur (5) correspondant sur lequel elles coulissent par leur face plane, alors que leur dos convexe s'articule dans un patin (23-24) en appui, avec possibilité de réglage du jeu fonctionnel, sur le plateau (17-16) correspondant, tandis que chaque boîtier d'articulation (4) est indépendant des autres boîtiers et est monté dans la frette (3) avec possibilité de réglage de sa position radiale, et que chaque secteur (5) est constitué par une lame, indépendante du tourillon (36) du boîtier (4) précité, mais dont le talon (5b) est lié à ce tourillon. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des coins radiaux (27), d'une part, est muni, à ses extrémités, de talons (27a27b) montés coulissants dans des rainures radiales (18-20) des plateaux (17-16), d'autre part, est muni, dans son dos, d'au moins une face (29) qui, inclinée par rapport à l'axe longitudinal de la machine, est en appui contre la face inclinée complémentaire (28a) d'une cale de réglage (28), déplaçable longitudinalement par au moins une vis (32), en appui sur elle et vissée dans l'un (17) des plateaux du guide (14), et, de plus, coopère avec une vis (33) de calage en position, se vissant dans l'un (16) des plateaux du guide et le plaquant sur l'autre plateau (17). 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacun des patins (23-24) coopérant avec les noix de guidage (25-26) d'un secteur (5) est monté coulissant dans une rainure radiale (19-22) du plateau correspondant (17-16) du guide. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage du jeu fonctionnel de l'articulation de chaque secteur (5) dans le guide (14) sont constitués par au moins deux vis longitudinales (27) qui, vissées dans l'un (16) des plateaux du guide (14) et de part et d'autre de l'axe d'articulation, prennent appui sur l'un des patins (24) et plaquent sur l'autre plateau (17) l'ensemble constitué par le patin (24), la noix (26), le secteur (5), l'autre noix (25), et l'autre patin (23). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps (45) de chacun des boîtiers (4) d'articulation dans la frette (3), d'une part, est monté coulissant entre deux plateaux (53-54), d'autre part, comporte dans sa partie dorsale une face (49) qui, inclinée par rapport à l'axe longitudinal de la machine, est en appui contre la face inclinée complémentaire (50) d'une cale de réglage (52), déplaçable longitudinalement par des vis (55-56) se vissant dans les plateaux précités, et, de plus, est associé à un moyen de calage en position constitué par une vis (57) se vissant dans l'un des plateaux (53-54) et plaquant le boîtier (4) contre l'autre plateau. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tourillon (36), monté libre en rotation dans chacun des boîtiers (4) d'articulation sur le bâti, comporte, en regard du guide (14), une rainure (37) à fond plat délimitant une chape pour l'engagement du talon (5a) de la lame (5) formant le secteur, chape dont les ailes (38) coopèrent avec les moyens de liaison (39-41) de la lame (5) au tourillon (36). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison de chaque lame (5) avec son tourillon (36) sont constitués par deux lames métalliques élastiques (39), de direction radiale par rapport au tourillon et dont l'une des extrémités est fixée (en 40) à ce tourillon, tandis que l'autre extrémité est solidaire d'un doigt transversal (41) traversant un alésage ménagé dans l'aile (38) correspondante de la chape recevant le talon (5a) de l'âme (5), et s'encliquetant dans un cran (42) ménagé dans le talon (5a).