Brevet FR2728814A1 — publié le 19960705

PIECE OBTENUE PAR PLIAGE D'UNE BANDE Les matériaux ductiles permettent d'obtenir de longues pièces à section simple ou complexe, notamment au moyen de filières, ou par profilage à chaud ou à froid. Lorsqu'il s'agit de créer des pièces en acier, l'élément de départ est un gros barreau, ou "billette", à section carrée, de 100 millimètres de côté par exemple, et on en réduit progressivement la section, au moyen de galets, après l'avoir chauffé pour le rendre plus malléable. La réduction de section s'accompagne nécessairement d'un allongement, de sorte que l'usinage intéresse la billette selon les trois dimensions de 1 'espace. Comme les billettes sont standard et que le seul critère important est le respect des cotes de la section, la longueur des pièces profilées obtenues est variable selon la section de chaque pièce. Selon les cas, on obtient un nombre de pièces plus grand que nécessaire et on les stocke ou bien on a des fausses coupes qui constituent autant de rebuts. La présente invention remédie à ces inconvénient en permettant de créer des pièces de longueur finie, sans excès ni rebuts, du fait que l'usinage n'intéresse que la section et laisse intacte la longueur de l'élément de départ, longueur que l'on peut calculer de manière précise afin de réaliser des économies de matière non négligeables. A cette fin, l'invention a pour objet une pièce du type présentant des parties telles que des ailes formant des angles entre elles, à l'instar des profilés, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une bande pliée sur elle-même et constituant les parties selon une épaisseur dont la valeur dépend du nombre de plis de la bande, valeur qui peut être soit la même pour toutes les parties, soit différente selon les parties. Selon d'autres caractéristiques de cette pièce - les plis de la bande sont appliqués les uns contre les autres, sans intervalles; - certains au moins des plis de la bande sont séparés par un espace dont la valeur dépend de la distance séparant les faces extérieures des plis de la bande situés face à face. L'invention a également pour objet un procédé pour la fabrication d' une pièce du type présentant des parties formant des angles entre elles, à l'instar des profilés, caractérisé en ce que l'on choisit une bande dont l'épaisseur est coordonnée à celle que certaines parties au moins de la pièce doivent posséder, on plie la bande autant de fois que nécessaire pour constituer les parties de la pièce, le cas échéant en superposant au moins deux épaisseurs de bande pour donner à au moins l'une de ces parties une épaisseur supérieure à celle, nominale, de la bande. Selon d'autres caractéristiques de ce procédé - la bande est une tôle telle qu'un feuillard métallique; - la bande est un tube; - après avoir constitué la pièce par pliage, on la soumet à des efforts de compression propres à créer des arêtes aussi vives que possible à la place de certains au moins des arrondis provenant du pliage de la bande. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée ci-après faite en référence au dessin annexé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un segment de feuillard destiné à être plié longitudinalement pour procurer une pièce conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique de face, à plus grande échelle, du segment de feuillard de la figure 1. Les figures 3 à 6 sont des vues schématiques de face du segment de feuillard de la figure 2, à certains stades caractéristiques intermédiaires de pliage longitudinal. La figure 7 est une vue schématique de face d'une pièce conforme à l'invention. Les figures 8 et 9 montrent deux variantes de réalisation de la pièce de la figure 7. Les figures 10 à 12 sont des vues schématiques de face d'autres pièces conformes à l'invention. La figure 13 est une vue schématique en coupe montrant deux pièces conformes à l'invention fixées à des tôles et faisant partie d'une persienne métallique. La figure 14 est une vue schématique de face d'un tube destiné à être comprimé et plié longitudinalement pour procurer une pièce conforme à l'invention. Les figures 15 à 17 sont des vues schématiques de faces de pièces conformes à l'invention, obtenues à partir du tube de la figure 14. En se reportant à la figure 1, on voit un segment de feuillard 1 de largeur L et de longueur indéfinie puisqu'il est formé par l'extrémité d'une longue bande enroulée en bobine (non représentée). Le segment est destiné à être plié longitudinalement au moyen d'une machine de type connu et, donc, à la portée de l'homme de métier, comprenant des moyens de guidage du feuillard et des galets judicieusement placés sur le parcours du feuillard pour obliger celui-ci à se redresser ou à s'abaisser progressivement, en plusieurs étapes. Comme on le verra plus loin, les opérations mécaniques qui contraignent le feuillard n'intéressent que sa largeur et sa section. La longueur du segment travaillé peut être l'extrémité d'une bobine qui se déroule au fur et à mesure de l'avancement du feuillard, celui-ci étant coupé transversalement en fin de cycle pour donner à la pièce finie sa longueur définitive. Mais le segment travaillé peut aussi être mis à sa longueur par coupure transversale avant d'être engagé dans la machine destinée à le plier longitudinalement. Cette disposition est très avantageuse par comparaison avec les opérations de laminage à chaud actuellement utilisées pour transformer une grosse pièce courte en une petite pièce longue. La figure 3 représente le segment des figures 1 et 2 après des pliages successifs qui lui donnent une marge 2 rabattue sur une grande face 3, raccordée à une autre grande face 4 par un pan 5, la grande face 4 présentant un rabat 6. Sur la figure 4, de nouveaux plis longitudinaux ont été créés dans les grandes faces pour créer - dans la grande face 3 un pan 7 et un retour 8 - dans la grande face 4, un retour 9. On observe qu'au stade de la figure 4, tous les plis longitudinaux ont été créés. Les opérations qui suivent consistent donc exclusivement à accroître le pliage, ce qui est particulièrement visible en comparant la figure 4 à la figure 5. Sur celle-ci, on voit que l'on doit plier d'abord le retour 9 portant le rabat 6, selon la flêche F1, afin que le retour 9 se place contre la grande face 4 et le rabat 6 contre le pan 5. Sur la figure 6, cette position est atteinte, de sorte que l'on peut maintenant plier le pan 7 portant le retour 8 et la marge 2, selon la flêche F2. Quand ceci est réalisé, la pièce est terminée, ainsi que cela est représenté sur la figure 7. On voit ainsi qu'en partant d'un feuillard d'épaisseur nominale donnée, par exemple 1 millimètre, on peut obtenir des pièces dont les différentes parties constitutives présentent des épaisseurs exactement adaptées à l'usage auquel la pièce finie est destinée. Avec l'exemple représenté d'une pièce ayant une section sensiblement en forme de S, on voit que - l'aile de droite a une épaisseur el égale à deux fois l'épaisseur nominale du feuillard, à savoir 2 millimètres, si 1 l'épaisseur du feuillard est de 1 millimètre, puisqu'elle est formée par la superposition de la face 3 et du pan 7, - l'aile de gauche a une épaisseur e2 égale aussi à deux fois l'épaisseur nominale du feuillard puisqu'elle est formée par la superposition de la face 4 et du retour 9, - l'âme centrale a une épaisseur e3 égale à quatre fois l'épaisseur nominale du feuillard puisqu'elle est formée par la superposition du pan 5, du rabat 6, du retour 8 et de la marge 2. On comprend que si l'on avait voulu que cette même pièce ait une épaisseur supérieure, notamment pour des raisons de résistance mécanique et/ou de rigidité, on aurait pu choisir un feuillard de 1,2 millimètre, 1,5 millimètres, etc, auquel cas on aurait eu - el = 2,4 ou 3 millimètres, - e2 = 2,4 ou 3 millimètres, - e3 = 4,8 ou 6 millimètres. Etant donné les contraintes mécaniques imposées au feuillard lors des pliages, il peut se faire qu'une structure finale donnée soit impossible à obtenir au-delà d'une certaine épaisseur nominale, ce qui signifie que pour la même forme générale finale, on peut adopter des pliages différents. Ainsi, par exemple, les figures 8 et 9 représentent exactement la même pièce que celle de la figure 7 mais obtenue avec des pliages différents. On observe que la pièce de la figure 7 ne présente aucune solution de continuité puisque l'extrémité 10 du rabat 6 (1'un des deux bords longitudinaux du segment des figures 1 et 2) est recouverte par le pan 7, que l'extrémité 11 (arête séparant la marge 2 du retour 8) est appliquée contre le retour 9 et que l'extrémité libre 13 du retour 8 (l'autre des bords longitudinaux du segment des figures 1 et 2) est appliquée contre le pan 7. Sur la pièce de la figure 8 il y a une solution de continuité 12, du fait que les extrémités libres 10 et 13 (bords longitudinaux du segment des figures 1 et 2) sont placées en regard l'une de l'autre, sur l'aile de gauche. Sur la pièce de la figure 9, il n'y a pas de solution de continuité car les extrémités libres 10 et 13 sont dissimulées (comme sur la figure 7) : les deux extrémités libres 10 et 13 sont appliquées sur l'aile de gauche. Sur les figures 10 et 11, on a représenté une pièce différente de celle des figures 7 à 9, dont la section est sensiblement en forme de T à ailes inégales et sur la figure 12 on a représenté une pièce en T à ailes égales. On remarque que la pièce de la figure 10 présente une solution de continuité 12, les deux extrémités libres 10 et 13 étant placées face à face sur l'aile de droite. On comprend que l'invention permet de créer toutes sortes de formes par la section de pièces longues ou "profilés". Pour la facilité du dessin, les figures 3 à 7 représentent des arêtes vives entre deux parties pliées mais, en réalité, le pliage par des galets laisse subsister de petits congés de raccordement courbes, comme cela se voit sur les figures 8 à 12. Pour certaines applications, ces arêtes arrondies conviennent parfaitement et les pièces des figures 8 à 12 pourraient être considérées comme terminées. Pour d'autres applications, ces arêtes arrondies sont déconseillées. C'est le cas, notamment, des persiennes métalliques qui sont composées de panneaux en tôle bordés de profilés. La figure 13 représente la partie centrale d'une telle persienne, là où se rencontrent les deux vantaux d'extrémité de la persienne. Le vantail 20 est formé d'un panneau de tôle plein ou ajouré 21 et d'une pièce en S 22 à ailes inégales, conforme à la pièce représentée sur la figure 8. Le vantail 23 est formé d'un panneau de tôle plein ou ajouré 24 et d'une pièce en T 25 à ailes inégales, conforme à la pièce représentée sur la figure 10. L'aile la plus longue des pièces 22 et 25 reçoit le panneau de tôle correspondant qui y est fixé par soudure. On remarque que les panneaux de tôle 21 et 24 recouvrent totalement les deux solutions de continuité 12, de sorte que ces lignes de faiblesse sont parfaitement dissimulées et protégées. Jusqu'à ce jour, les pièces de persienne correspondant aux pièces 22 et 25 sont obtenues en une seule pièce pleine, par laminage à chaud d'une billette, de sorte que l'on obtient des arêtes vives. I1 est donc habituel de voir ces pièces à bords francs, donnant une impression de solidité et de qualité, et il serait désavantageux de laisser subsister ici les congés de raccordement visibles sur les figures 8 et 10 pour les pièces 22 et 25. Pour cette raison, ces pièces sont terminées, après pliage complet, au moyen d'outils mécaniques puissants, par le pincement des congés de raccordement extérieurs, afin de les écraser et de créer, ainsi, des arêtes vives, ainsi que cela se voit nettement sur la figure 13. On bénéficie donc du procédé de fabrication de l'invention tout en réalisant des pièces dont l'apparence est quasi identique à celle des pièces traditionnelles. On remarque que les congés intérieurs des pièces 22 et 25 restent inchangés puisqu'ils ne sont ni accessibles aux outils de formage après pliage complet, ni visibles de l'extérieur. On remarque qu'une pièce conforme à l'invention étant formée par la superposition de "couches" sans intervalles, cette pièce a le même poids que si elle était pleine, c'est-à-dire que si elle avait été fabriquée avec le procédé classique. Selon une variante de réalisation de l'invention, le produit de départ n'est pas un feuillard plat mais un tube 30 dont l'épaisseur E est choisie selon le même principe que celui indiqué plus haut. Le tube 30 est coupé à la longueur voulue soit avant formage, soit après puisque l'usinage n'a pas d'influence sur la longueur de la pièce. Le tube 30 est écrasé selon des lignes de pliage longitudinales convenablement placées selon la forme de la pièce à obtenir. Sur les figures 15 à 17, on voit l'exemple de trois pièces respectivement du type de celles des figures 10, 8 et 12. Les ailes ayant une épaisseur el et e2 égale à deux fois l'épaisseur E du tube 30, à savoir 2 millimètres, si E est égale à 1 millimètre, puisqu'elles sont formées par la superposition de deux épaisseurs de la paroi du tube 30, par écrasement. Sur les figures 15 et 16, l'âme centrale a une épaisseur e3 égale à quatre fois l'épaisseur nominale du tube 30. Or, le tube 30 ayant une section fermée, il n'est pas commode, et quelques fois il est impossible, de superposer deux fois deux épaisseurs. En outre, il peut être désiré de disposer de pièces plus légères que les pièces traditionnelles, alors que le mode de réalisation des figures 1 à 13 procure des pièces dont le poids est égal à celui d'une pièce classique. Pour toutes ces raisons, on peut prévoir des vides là où l'épaisseur doit être supérieure à celle de deux fois l'épaisseur nominale. Pour la pièce de la figure 15, le pliage prévoit alors de ménager un vide 31 créant entre les faces en regard des faces 32 et 33 un espace égal à deux fois E. I1 en est de même pour la pièce de la figure 16, où un espace 34 est égal à deux fois E. La figure 17 illustre une variante qui serait impossible à réaliser à partir du tube 30, car l'âme centrale a une épaisseur e4 égale à trois fois l'épaisseur nominale. Ce nombre impair est évidemment impossible à respecter par pliage d'un tube qui a nécessairement deux faces à prendre en considération, et qui ne peut donner qu'un nombre pair de superpositions. L'espace central 35 est donc égal à E. I1 faut souligner que la présence d'un ou plusieurs espaces à l'intérieur d'une pièce, permet de donner à la pièce finie, à l'endroit considéré, une épaisseur extérieure quelconque au-delà de deux épaisseurs nominales puisque l'espace, respectivement chaque espace, peut avoir une largeur quelconque, et non pas seulement un multiple de l'épaisseur nominale comme c'est le cas des figures 3 à 13 où toutes les "couches" sont jointives. Incidemment, un tel nombre impair est facile à respecter à partir d'un feuillard qui se travaille par épaisseurs unitaires. Bien entendu, la présence d'espaces peut être prévue aussi bien à partir d'un feuillard qu'à partir d'un tube. L'invention a des applications multiples et peut être mise en oeuvre non seulement avec du métal mais également avec d'autres matériaux, notamment composites, du papier, du carton, etc. Les pièces obtenues peuvent être des profilés, comme décrit et représenté, ou d'autres éléments de toutes longueurs, selon le domaine d'application. REVENDICATIONS 1- Pièce du type présentant des parties telles que des ailes formant des angles entre elles, à l'instar des profilés, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une bande (1) pliée sur elle-même et constituant les parties selon une épaisseur (el, e2, e3, e4) dont la valeur dépend du nombre de plis de la bande (1-30), valeur qui peut être soit la même pour toutes les parties, soit différente selon les parties. 2- Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que les plis de la bande (1) sont appliqués les uns contre les autres, sans intervalles. 3- Pièce selon la revendication 2, caractérisée en ce pue certains au moins des plis de la bande sont séparés par un espace (31, 34, 35) dont la valeur dépend de la distance séparant les faces extérieures des plis (32-33) de la bande situés face à face. 4- Procédé pour la fabrication d'une pièce du type présentant des parties formant des angles entre elles, à l'instar des profilés, caractérisé en ce que l'on choisit une bande (1-30) dont l'épaisseur (eO-E)) est coordonnée à celle que certaines parties au moins de la pièce doivent posséder, on plie la bande (1-30) autant de fois que nécessaire pour constituer les parties de la pièce, le cas échéant en superposant au moins deux épaisseurs de bande pour donner à au moins l'une de ces parties une épaisseur (el, e2, e3, e4) supérieure à celle, nominale (eO-E), de la bande (1-30). 5- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bande est une tôle telle qu'un feuillard (1). 6- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce pue la bande est un tube (30). 7- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'après avoir constitué la pièce par pliage, on la soumet à des efforts de compression propres à créer des arêtes aussi vives que possible à la place de certains au moins des arrondis provenant du pliage de la bande (1-30).