Brevet FR2761283A1 — publié le 19981002

La présente invention se rapporte à un procédé de sectionnement à froid de tube et de décalottage d'une pièce hydroformée par l'utilisation successive de plusieurs couteaux. On connait des coupes-tubes fonctionnant par l'action d'un premier couteau complétée par un deuxième couteau. Le premier couteau réalise un travail de préparation par une première entaille alors que le second couteau effectue le travail principal de coupe à travers toute la section du tube. Les deux couteaux travaillent selon des directions croisées perpendiculaires au tube. Ainsi, le premier couteau entaille le tube tangentiellement selon une première direction alors que le deuxième couteau provoque un véritable sectionnement en pénétrant dans le tube par l'entaille créée par le premier couteau selon une direction perpendiculaire à celle utilisée par le premier couteau. Pour ce faire, le second couteau est conformé en pointe triangulaire. La pointe pénètre d'abord dans l'entaille et l'agrandit puis les flancs symétriques assurent un travail de sectionnement à travers le tube. L'avance des rampes obliques représentées par les côtés de l'extrémité en triangle formant la pointe provoque la déchirure des bords et la formation de copeaux dirigés vers l'intérieur. Ces copeaux rabattus contre la parois intérieure du tube par la progression du couteau forment une double épaisseur qui contrarie le travail ultérieur de la lame de ce deuxième couteau. En effet, le travail de coupe s'effectue alors plutôt par déchirement que par cisaillement car les bords de la lame n'arrivent pas en contact direct de travail avec la paroi du tube mais opèrent un déchirement difficile à contrôler en forçant le copeau contre et à travers la paroi. Ainsi, le travail de la lame est rendu peu efficace voire inadapté en raison de la présence d'un intermédiaire qui est le copeau à chacune des extrémités de l'entaille. La coupe n'est pas nette car il s'agit d'un déchirement. Ces copeaux rabattus contre la paroi intérieure sont difficiles & éliminer car les rampes de coupe en disposition évasée donnant naissance à des copeaux continuent à former des copeaux et il n'existe aucun moyen de les éliminer par exemple par sectionnement. Les formes de lame en simple pointe existant jusqu'à présent ne permettent pas d'éliminer les premiers copeaux qui gênent le travail ultérieur de la lame. Les copeaux s'enroulent sur eux-mêmes tout en restant liés à la paroi par la continuation de la matière. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en brisant les premiers copeaux lors de la progression de la lame, en réalisant une entaille d'extrémité par le deuxième couteau et en faisant intervenir un troisième couteau à front droit ou incurvé destiné à terminer le travail de sectionnement entre la position d'arrêt du deuxième couteau et l'entaille d'extrémité. Le procédé selon l'invention produit un travail de coupe net et propre, ne nécessitant aucune rectification ultérieure. De plus, le procédé étant suffisamment performant, il permet d'être utilisé non seulement pour la coupe de tubes, mais également pour le décalottage de pièces hydroformées ou embouties ainsi que pour la coupe de tubes à paroi double. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée & titre d'exemple et accompagnée des dessins qui représentent: les figures 1 à 3 sont des vues schématiques illustratives du travail du premier couteau; les figures 4 à 12 sont des vues schématiques illustrant les diverses phases de travail du deuxième couteau dont la figure 8 est une vue agrandie illustrant la brisure des premiers copeaux; À les figures 13 à 16 sont des vues schématiques illustrant quatre positions du troisième couteau; À la figure 17 est une vue en perspective montrant le décalottage d'une pièce hydroformée. On décrira en même temps les moyens et le procédé selon l'invention destinés à sectionner des tubes ou à décalotter des pièces hydroformées par exemple avec moignon ou des pièces embouties. L'invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à traverser le tube ou la pièce à sectionner par la succession de deux couteaux et d'utiliser au moins trois couteaux dont l'avant dernier effectue une entaille d'extrémité par un crevé réalisé au moyen de sa pointe qui traverse la partie de la paroi en regard. Le présent procédé coupe-tube à froid ou de décalottage à froid d'un moignon fermé d'une pièce hydroformée ou emboutie fait intervenir une pluralité de couteaux dont au moins trois couteaux différents effectuant chacun un travail de coupe. On prendra comme exemple la variante préférée mettant en oeuvre trois couteaux. Un tube 1 à sectionner ou un moignon 2 fermé à décalotter d'une pièce hydroformée 3 est préalablement immobilisé par des moyens appropriés sur la machine à sectionner. Une lame 4 d'un premier couteau 5 par exemple à deux bords tranchants l'un oblique 6 et l'autre longitudinal 7 attaque tangentiellement la paroi 8 du tube 1 ou du moignon 2 dans un plan de coupe selon une première direction perpendiculaire à la paroi pour une coupe droite ou de biais pour une coupe en oblique. La course du premier couteau 5 et sa position par rapport au tube 1 sont choisies de telle façon que l'attaque et le travail de la lame 4 permettent de réaliser une entaille transversale initiale 9 traversante ou non c'est-à-dire d'épaisseur légèrement supérieure ou inférieure à celle de la paroi 8 du tube 1 ou du moignon 2. Cette entaille initiale 9 constitue une ouverture par laquelle va pénétrer un deuxième couteau 10 à lame 11 de forme composite. Ce deuxième couteau 10 affecte la forme de profil telle que représentée sur les figures. Il comporte une extrémité avant en pointe triangulaire 12 délimitée par deux bords tranchants droits 13 et 14 se poursuivant vers l'arrière par deux bords tranchants incurvés 15 et 16. Les extrémités non communes des bords 15 et 16 forment avec des bords intermédiaires longitudinaux parallèles 17 et 18, des arêtes saillantes 19 et 20 utilisées pour casser les premiers copeaux 21 et 22 comme on le verra ci-après. Les deux bords longitudinaux intermédiaires 17 et 18 délimitent une plage intermédiaire 23 puis deux rampes obliques de coupe 24 et 25 convergeant vers l'avant. Le corps de la lame 11 se poursuit ensuite par des bords longitudinaux 26 et 27. La longueur "1" de la plage intermédiaire 23 délimitée par les bords longitudinaux intermédiaires 17 et 18 dépend du diamètre du tube 1 ou du moignon 2. La lame 11 du deuxième couteau 10 travaille dans le même plan de coupe perpendiculaire ou oblique par rapport à la pièce mais selon une direction de préférence perpendiculaire à la direction de travail du premier couteau. On distingue un troisième couteau 28 & lame 29 qui termine le travail de sectionnement. Sa lame 29 affecte une forme générale rectangulaire à bord frontal tranchant 30 incurvé ou droit. Le sectionnement s'effectue selon les trois phases principales successives suivantes. 1. Travail du premier couteau pour une entaille initiale (figures 1 & 3): Le premier couteau 5, par un mouvement de sa lame 4 transversalement au tube i ou au moignon 2 réalise l'entaille initiale 9 dont la profondeur est inférieure ou dépasse légèrement l'épaisseur du tube et permet de réaliser une fente d'ouverture 31 dont la largeur est supérieure à l'épaisseur de la lame 11 du deuxième couteau 10 et dont la longueur est inférieure à la largeur de la plage intermédiaire 23 pour permettre de briser les premiers copeaux et le travail de coupe des bords incurvés 15 et 16 en pointe triangulaire 12 comme on le verra ci-après. Apres avoir pratiqué cette entaille initiale 9, le premier couteau 5 se retire. Il n'y pas ou peu de formation de copeaux. 2. Travail du deuxième couteau: Le deuxième couteau 10 opère en trois temps dans le même plan de coupe mais de préférence selon une direction d'avance perpendiculaire à celle du premier couteau 5. A. Agrandissement de l'entaille: L'extrémité de la pointe 12 pénètre dans l'entaille initiale 9 et l'avance dans celle-ci des bords tranchants incurvés 15 et 16 délimitant la pointe 12 l'agrandissent en coupant la paroi du tube de chaque côté. Les premiers copeaux 21 et 22 se forment puis s'enroulent vers l'intérieur du tube aux deux extrémités de l'entaille initiale 9. L'agrandissement de l'entaille initiale 9 se poursuit au fur et à mesure de la pénétration de la pointe 12 dans l'entaille 9 jusqu'aux extrémités de cette pointe au niveau des arêtes saillantes 19 et 20. B. Sectionnement des premiers copeaux: Arrivent les arêtes saillantes 19 et 20 représentant un changement brutal de direction des bords tranchants 15 et 16 de la lame 11. Ces arêtes vives 19 et 20 constituent chacune un bord tranchant transversal qui réalise le cisaillement de chaque premier copeau 21 ou 22 correspondant lors de la progression de la lame 11 du deuxième couteau. Ce cisaillement provoque la tombée des premiers copeaux 21 et 22 qui étaient dirigés vers l'intérieur (figures 8 et 9). Ils ne constituent plus ainsi par leur présence une fausse contre-lame formant une pièce intermédiaire contrariant le travail de coupe. La longueur "1" de la plage intermédiaire 23 inférieure au diamètre du tube détermine la longueur d'une première zone de travail du deuxième couteau 10 dans laquelle, de préférence, ce couteau va rencontrer et crever la paroi du tube en regard de l'entaille initiale 9. La seconde zone de travail correspond à un nouveau travail de coupe par les rampes obliques 24 et et la formation ou l'agrandissement d'un crevé 32. La plage intermédiaire 23 à bords longitudinaux parallèles progresse ensuite dans la fente 31 agrandie et ceci par simple translation, c'est-à-dire sans travail de coupe au niveau de cette fente. Cette progression représente une course qui serait morte si l'on s'en remettait au seul coulissement de cette plage intermédiaire 23 dans la fente 31 de l'entaille initiale 9 agrandie. C. Crevé formant l'entaille d'extrémité: Les dimensions des différentes parties de la lame 11 du deuxième couteau 10 par rapport au diamètre du tube 1 sont choisies de préférence de façon que l'extrémité de la pointe 12 arrive en contact avec la zone de la paroi interne du tube en regard de l'entaille initiale 9 agrandie et ceci, de préférence, dès ou peu après le cisaillement des premiers copeaux. Commence alors la deuxième zone de travail par la formation du crevé 32 de la partie arrière de la paroi du tube par l'extrémité en pointe 12 lors de la poursuite de l'avance du deuxième couteau et éventuellement déjà le travail de coupe par les rampes obliques 24 et 25. Le crevé 32 est linéaire et forme une fente 33. Il s'avère cependant préférable de ne pas réaliser de coupe du tube ou de la pièce lors de la formation initiale du crevé 32. Le travail de coupe s'effectuera de préférence lors de l'agrandissement du crevé 32 par la poursuite de l'avance de la lame 11 du deuxième couteau , c'est-à-dire jusqu'à la fin de son travail de coupe correspondant à sa deuxième zone de travail. D. Poursuite du travail de découpe et d'agrandissement du crevé: Après la course correspondant à la plage intermédiaire 23, et la formation du crevé 32, les naissances des rampes de coupe en oblique 24 et 25 arrivent en contact avec les bords transversaux de l'entaille agrandie débarrassée des premiers copeaux 21 et 22 et commence alors leur travail de coupe. En raison de la forme d'attaque en coin et de la disposition convergente vers l'avant du couteau des deux rampes de coupe 24 et 25, des deuxièmes copeaux 34 et 35 se forment et s'enroulent à l'extérieur du tube ou de la pièce. Le travail de coupe se poursuit jusqu'à une zone d'arrêt située approximativement au niveau d'un plan longitudinal médian. Au cours de ce mouvement de coupe, la pointe 12 a progressé dans l'entaille d'extrémité et agrandi le crevé 32 pour donner naissance à la fente d'extrémité 33 destinée à faciliter le travail du dernier couteau 28. 3. Travail du dernier couteau: La lame 29 du dernier couteau 28 termine le travail de coupe. Il coupe le tube sur chaque côté sur une portion d'arc de cercle inférieur à un quart de cercle. Le travail de coupe est propre car le cisaillement s'effectue directement et à chaque fois sur un côté et l'extrémité de fin de coupe est déjà ouverte par la fente d'extrémité 33. Le procédé selon l'invention permet d'effectuer par un seul passage de chaque couteau une coupe nette sur toute la circonférence correspondant au corps sectionné du tube ou de la pièce. Il en est de même pour le décalottage qui consiste à sectionner la pointe supérieure d'un moignon fermé (figure 17). Comme indiqué, le procédé ci-dessus s'applique également à la coupe d'un tube ou d'une pièce à double paroi. REVENDICATIONS 1. Procédé de sectionnement à froid d'un tube ou d'un moignon par exemple d'une pièce hydroformée ou emboutie à l'aide de plusieurs couteaux dont un couteau présentant une extrémité en pointe (12), caractérisé en ce que l'on réalise une entaille initiale (9) par un premier couteau (5) travaillant dans un plan de coupe perpendiculaire au tube ou en biais par rapport à celui-ci, que l'on agrandit l'entaille initiale (9) par l'extrémité en pointe (12) d'un deuxième couteau (10) travaillant dans le même plan de coupe, mais selon une direction perpendiculaire à la direction de travail du premier couteau (5), que l'extrémité en pointe (12) est délimitée par deux bords droits (13) et (14) suivis de deux bords incurvés concaves (15) et (16) dont chacune des extrémités arrière se termine en arête transversale (19) ou (20) de raccordement avec un bord longitudinal délimitant chacun une plage intermédiaire (23), que l'entaille initiale (9) s'agrandit par le travail des bords incurvés concaves, que l'on brise chaque premier copeau (21) ou (22) présent à chacune des extrémités de l'entaille initiale (9) par l'arête correspondante lors de l'avance de la lame, que l'on crève par la pointe (12) la portion de paroi du tube en regard de l'entaille initiale (9) selon un crevé (32) agrandi en une entaille d'extrémité (33) lors de la poursuite de l'avance de la lame le long des bords longitudinaux délimitant la plage intermédiaire (23), que l'on continue le sectionnement du tube ou de la pièce par la progression de la lame du deuxième couteau (10) au cours de laquelle les bords tranchants des rampes obliques continuent à couper le tube et l'avance de la lame agrandit l'entaille d'extrémité (33), le deuxième couteau (10) progressant jusqu'à une zone médiane et en ce que l'on termine le sectionnement par le travail d'un troisième couteau (28) dans le même plan de coupe et selon la direction d'avance du deuxième couteau. 2. Procédé de sectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de l'entaille initiale (9) est légèrement supérieure à l'épaisseur du tube ou de la pièce. 3. Procédé de sectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de l'entaille initiale (9) est légèrement inférieure à l'épaisseur du tube ou de la pièce. 4. Moyens destinés à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'ils se composent d'un premier couteau (5) à lame rectangulaire à front oblique et à bord inférieur tranchant, un deuxième couteau (10) à trois zones de travail dont une pointe (12) délimitée par deux bords tranchants droits (13) et (14) convergeant vers l'avant, suivis de deux bords incurvés concaves (15) et (16) et de deux bords longitudinaux parallèles (17) et (18) délimitant une plage intermédiaire (23), la lame du deuxième couteau (10) se poursuivant par une zone finale de coupe à deux bords obliques tranchants (24) et (25) convergeant vers l'avant en continuation des bords longitudinaux (17) et (18), les moyens comprenant un troisième couteau (28) à bord tranchant frontal (30) droit ou incurvé convexe. 5. Moyens destinés à mettre en oeuvre le procédé selon la revendication précédente caractérisés en ce que les bords tranchants incurvés concaves (15) et (16) et les bords longitudinaux parallèles (17) et (18) sont raccordés chacun entre eux par une arête transversale (19) et (20).