Brevet FR2711080A1 — publié le 19950421

i "Machine de formation d'un roulé à l'extrémité d'un élément tubulaire métallique" L'invention se rapporte à une machine de formation d'un roulé à l'extrémité d'un élément tubulaire métallique, cylindrique, par exemple un corps de boîte; elle permet notamment de réaliser un roulé de petite dimension sur un tel élément tubulaire, même si celui-ci est constitué de tôle en acier mince réputé difficile à travailler, comme par exemple l'acier "double-réduction". Pour réaliser un roulé à l'extrémité d'un corps de boîte métallique, il est connu de procéder par tamponnage au moyen d'un outil comportant une gorge annulaire de conformation présentant les rayons de roulage appropriés. Avec cette technique, la force nécessaire est importante et est d'autant plus grande que le roulé est petit. Cette force, qui doit pouvoir être supportée axialement par le corps de boite ne permet donc pas de réaliser un roulé de n'importe quel diamètre voulu sur un élément tubulaire d'épaisseur donnée. L'invention concerne une nouvelle technique de roulage permettant de réduire très sensiblement la force nécessaire à la réalisation du roulé. Elle permet ainsi d'obtenir un roulé de plus petit diamètre, toutes choses égales par ailleurs. Plus précisément, l'invention concerne donc une machine de formation d'un roulé à l'extrémité d'un élément tubulaire métallique tel que par exemple un corps de boîte, comprenant un socle sur lequel s'adapte ledit élément tubulaire et une tête porte-outil venant coiffer ladite extrémité, ledit socle et ladite tête porte-outil admettant un axe commun et étant agencés à une certaine distance axiale l'un de l'autre et des moyens pour provoquer un rapprochement axial contrôlé entre ledit socle et ladite tête porte- outil, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'entraînement rotatifs de ladite tête porte-outil ou dudit socle, autour dudit axe commun et en ce que ladite tête porte-outil est munie de plusieurs galets agencés circulairement et concentriquement audit axe commun, munis chacun d'une gorge de roulage et montés à rotation libre suivant des axes sensiblement coplanaires, perpendiculaires audit axe commun et coupant celui-ci. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, chaque galet est monté avec un jeu prédéterminé suivant la direction de son propre axe de rotation. Ce jeu est faible, de l'ordre du dixième de millimètre; il permet un autocentrage des galets lorsque ceux-ci entrent en contact avec le bord à rouler. Selon une autre caractéristique avantageuse, les galets sont inégalement répartis circulairement. Cette particularité permet d'éviter que l'élément tubulaire perde sa forme cylindrique (au profit d'une forme présentant des facettes longitudinales faiblement esquissées) au moment o les galets entrent en contact avec le bord à rouler. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'une machine de formation d'un roulé conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une demi-coupe en élévation de la machine; - la figure 2 est une vue en plan d'une bague de maintien des molettes; et - la figure 3 est une coupe III-III de la bague de la figure 2. En se reportant aux dessins, la machine de formation d'un roulé se compose essentiellement d'un socle 11 et d'une tête porte-outil 12 admettant un axe commun 13, ici un axe vertical, et étant agencés à une certaine distance axiale l'un de l'autre. Cette distance est évidemment fonction de la hauteur de l'élément tubulaire cylindrique 14 qui doit être inséré entre le socle et la tête porte-outil. Le socle 11 comporte à cet effet une portion cylindrique lia adaptée au diamètre intérieur de l'élément tubulaire 14 et un épaulement sur lequel il peut prendre appui. La machine est munie de moyens pour provoquer un déplacement axial contrôlé entre le socle 11 et la tête porte-outil 12. Ces moyens sont ici schématisés par un vérin 16, commandé, sur lequel est monté le socle 11. La machine est aussi munie de moyens d'entralnement rotatifs 18 de la tête porte-outil 12, schématisés par un moteur électrique 19 et une transmission à engrenages 20. Bien entendu, les moyens d'entraînement rotatifs pourraient être couplés au socle 11 et/ou le vérin pourrait être couplé à la tête porte-outil 12. Selon un aspect essentiel de l'invention, la tête porte- outil 12 est munie de plusieurs galets 22 agencés circulairement (figure 2) et concentriquement à l'axe 13. Chaque galet 22 est muni d'une gorge de roulage 23 au profil adapté. Les galets 22 sont montés à rotation libre suivant des axes sensiblement coplanaires, s'étendant radialement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe 13 et coupant celui- ci en un même point. Toutes les gorges 23 sont donc sensiblement tangentes à un cercle dont le centre se situe sur l'axe 13 et dont le rayon correspond à celui de l'élément tubulaire cylindrique 14 sur lequel on désire former le roulé. Les galets sont agencés dans une cavité annulaire 25 s'ouvrant sur une face inférieure de la tête porte- outil 12 et renfermant une butée à aiguilles 26, annulaire. Les galets sont montés dans cette cavité de façon à être en appui contre ladite butée à aiguilles, au moins pendant la phase de réalisation du roulé. Plus précisément, les galets 22 sont librement insérés dans des découpes radiales 28 d'une bague de maintien 29 montée dans la cavité annulaire 25 et fixée à la tête porte-outil. Cette bague est amincie dans sa partie extérieure (figure 3) pour définir un épaulement 24 permettant l'insertion et le maintien de la butée à aiguilles 26. Une autre bague 30, de diamètre supérieur à celui de la bague 29, est fixée à la tête porte-outil dans la cavité 25 et permet d'immobiliser les galets radialement. Il est à noter que la distance radiale séparant les deux bagues 29, 30 est déterminée pour que chaque galet soit monté avec un jeu prédéterminé suivant la direction de son propre axe de rotation. Ce jeu est de l'ordre du dixième de millimètre pour des éléments tubulaires 14 dont le diamètre est de l'ordre d'une dizaine de centimètres. On obtient ainsi un autocentrage des galets par rapport au bord de l'élément tubulaire 14 au moment de la formation du roulé. La tête porte-outil 12 comporte également un guide annulaire 32 centré sur l'axe commun 13 et placé au voisinage de l'agencement de galets. Ce guide comporte une face annulaire plate 33 située en regard et à une faible distance des galets 22, qui permet de les maintenir dans les découpes 28. Le guide 32 comporte en outre une partie tronconique 34 et une partie cylindrique 35 de diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'élément tubulaire 14. Cette partie cylindrique 35 se situe donc au voisinage de l'ensemble des gorges 23 des galets 22. Le guide annulaire est monté sur la tête porte-outil 12, à la partie inférieure de celle-ci par l'intermédiaire d'un roulement à billes 38 ou analogue. La cage extérieure de ce roulement à billes est serrée entre la bague 30 insérée dans la cavité 25 et une autre bague 39 fixée à la tête porte-outil 12. D'autre part, les galets 22 sont inégalement répartis circulairement. Pour ce faire, les découpes radiales 28 sont elles-mêmes inégalement espacées circulairement à la partie extérieure de la bague 29 comme on le voit sur la figure 2. Dans l'exemple représenté, chaque découpe 28 est décalée angulairement d'une découpe voisine par un angle de 35 et de l'autre découpe voisine par un angle de 25". Dans cet exemple, on a prévu douze galets ainsi répartis circulairement. Comme mentionné précédemment, cet agencement des galets permet d'éviter que l'élément tubulaire 14 perde sa forme cylindrique au moment o les galets entrent en contact avec le bord à rouler. Le fonctionnement est des plus simples et découle avec évidence de la description qui précède. L'élément tubulaire 14 est mis en place sur le socle 11, de préférence par des moyens mécaniques automatiques non représentés. Un système de blocage, agencé dans le socle, s'applique contre la paroi interne de l'élément tubulaire 14 et rend celui-ci solidaire du socle 11. Puis, on commande le vérin 16 et la tête porte- outil 12 pour engager le bord à rouler dans le guide 32 puis dans l'ensemble des gorges 23 des galets 22, entraînés en rotation. Dans le cas d'un roulé intérieur, comme représenté, la position des gorges 23 des galets est telle que le bord à rouler entre en contact avec la paroi de chaque gorge au voisinage du bord extérieur de celle-ci. Dans le cas d'un roulé extérieur, la situation est inverse, les gorges étant disposées de façon que le bord de l'élément tubulaire entre en contact avec chaque gorge au voisinage du bord intérieur de celle-ci. Dans ce cas, la différence de diamètre entre la partie cylindrique 35 du guide 32 et l'élément tubulaire 14 est un peu plus grande pour ne pas entraver le dégagement dudit élément tubulaire après la formation du roulé. Le roulé est formé progressivement par rotation de la tête porte-outil et rapprochement simultané entre ladite tête porte-outil et ledit socle. Le roulé est achevé en un tour complet au plus. REVENDICATIONS 1- Machine de formation d'un roulé à l'extrémité d'un élément tubulaire métallique (14) tel que par exemple un corps de boite, comprenant un socle (11) sur lequel s'adapte ledit élément tubulaire et une tête porte- outil (12) venant coiffer ladite extrémité, ledit socle et ladite tête porteoutil admettant un axe commun (13) et étant agencés à une certaine distance axiale l'un de l'autre et des moyens pour provoquer un rapprochement axial contrôlé entre ledit socle et ladite tête porteoutil, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'entraînement rotatifs (18) de ladite tête porte-outil ou dudit socle, autour dudit axe commun et en ce que ladite tête porte-outil est munie de plusieurs galets (22) agencés circulairement et concentriquement audit axe commun, munis chacun d'une gorge de roulage (23) et montés à rotation libre suivant des axes sensiblement coplanaires, perpendiculaires audit axe commun et coupant celui-ci. 2- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite tête porte-outil comporte une cavité annulaire (25) renfermant une butée à aiguilles (26) ou analogue et en ce que lesdits galets (22) sont montés dans cette cavité en appui contre ladite butée à aiguilles. 3- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite tête porte-outil comporte un guide annulaire (32) centré sur ledit axe commun et placé en regard de l'agencement de galets, ledit guide comportant une partie tronconique (34) et une partie cylindrique (35) située au voisinage de l'ensemble des gorges desdits galets. 4- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit guide annulaire (22) est monté sur ladite tête porte-outil par l'intermédiaire d'un roulement à billes (38) ou analogue. - Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque galet (22) est monté avec un jeu prédéterminé suivant la direction de son propre axe de rotation. 6- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits galets (22) sont inégalement répartis circulairement.