Brevet FR2810265A1 — publié le 20011221

La présente invention concerne le domaine technique de l'assemblage bord à bord d'éléments en tôle lors de leur mise en forme, notamment. Dans une application préférée mais non exclusive, l'invention concerne le domaine de la fabrication de tubes à partir de flans de tôle cintrés. Un tel tube est, généralement, réalisé en découpant un flan de tôle de forme sensiblement rectangulaire, correspondant au développé du tube. Ce flan rectangulaire est ensuite cintré, de manière à amener, bord à bord, deux extrémités opposées du flan. Compte tenu de l'élasticité du flan de tôle, il est nécessaire d'assembler ces deux extrémités bord à bord, afin d'éviter que celles-ci ne s'écartent. Lorsque l'épaisseur de la tôle est relativement faible, cet assemblage bord à bord est assuré par un repli ensemble des deux bords à assembler. Lorsque la tôle est plus épaisse, cet assemblage bord à bord est réalisé par soudure ponctuelle ou, au contraire, continue le long des deux bords à assembler. Une telle façon de procéder permet d'obtenir un tube particulièrement résistant, compte tenu des caractéristiques de la soudure effectuée. Cependant, la réalisation d'une soudure est relativement onéreuse et peut apparaître inadaptée lorsque le tube, réalisé à partir d'un flan de tôle cintré, ne doit pas présenter des caractéristiques de résistance mécanique élevées. Il apparaît donc le besoin de disposer d'une méthode d'assemblage qui soit rapide à mettre en oeuvre et présente un coût inférieur à celui d'une opération de soudage. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un procédé d'assemblage bord à bord de deux éléments en tôle, caractérisé en ce qu'il consiste, notamment à # découper le bord d'un premier élément, de manière à définir au moins un tenon comprenant une tête d'ancrage et partie de liaison avec l'élément de tôle, # découper le bord du second élément en tôle, de manière à définir, au moins, une mortaise de réception du tenon qui présente forme sensiblement analogue à celle du tenon, définissant un alésage de réception de la tête du tenon et un canal de réception de partie de liaison et qui possède une section en plan inférieure à celle du tenon, # placer les deux éléments de tôle sensiblement bord à bord disposant le tenon et la mortaise en correspondance l'un avec l'autre # et exercer une pression sur le bord au moins des éléments en tôle, dans la région du tenon et de la mortaise, pour assembler les deux éléments de tôle bord à bord par engagement à force du tenon dans la mortaise et fluage de la tôle constitutive du tenon au moins. L'invention concerne, également, un procédé de fabrication d'un tube par cintrage d'un flan de tôle, selon une méthode d'assemblage analogue, caractérisé en ce qu'il consiste, notamment: # à découper un bord du flan de tôle, de manière à définir au moins un tenon comprenant une tête d'ancrage et une partie de liaison avec le flan de tôle, # à découper le bord opposé du flan de tôle, de manière à définir, moins, une mortaise de réception du tenon qui présente une forme sensiblement analogue à celle du tenon, définissant un alésage réception de la tête du tenon et un canal de réception de la partie de liaison, à cintrer le flan de tôle jusqu'à rendre jointifs les deux bords opposés en disposant le tenon et la mortaise en correspondance l'un avec l'autre, et à exercer une pression sur les bords jointifs du flan de tôle, au moins dans la région du tenon et de la mortaise, pour assembler les deux bords du flan de tôle par engagement à force du tenon dans mortaise et fluage de la tôle constitutive du tenon au moins. L'invention vise aussi un tube obtenu par cintrage bord à bord d'un flan de tole caractérisé en que les deux bords jointifs du flan de tôle sont assemblés au moyen d'au moins un tenon défini par un des deux bords jointifs et engagé dans une mortaise présentée par bord opposé. Diverses autres caractéristiques ressorte de la description faite ci-dessous référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en plan d'un flan de tôle pour la réalisation d'un tube conformément à une application préférée du procédé selon l'invention. La fig. 2 est une perspective d'un tube selon l'invention réalisé à partir d'un flan de tôle tel qu'illustré à la fig. 1. fig. 3 est une vue selon la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 1. La fig. 5 est une vue en plan illustrant deux éléments en tôle destinés à être assemblés bord à bord par la mise en oeuvre du procédé d'assemblage conforme à l'invention. Les fig. 6 et 7 illustrent différentes formes de réalisation d'un tenon et d'une mortaise mis en oeuvre par le procédé conforme à l'invention, pour l'assemblage bord à bord de deux éléments en tôle ou pour la fabrication d'un tube par cintrage d'un flan de tôle une application préférée mais non exclusive, l'invention mise en oeuvre pour la réalisation d'un tube par cintrage bord à bord d'un flan de tôle Un tel tube est obtenu à partir d'un flan de tôle prédécoupé, qu'illustré à la fig. 1 et désigné dans son ensemble par la référence 1, qui présente une forme sensiblement rectangulaire, correspondant au développé du tube à réaliser. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention afin de pouvoir maintenir jointifs les deux bords 2 et 3 du flan 1, après cintrage ce dernier, le premier bord 2 est découpé de manière à définir au moins un tenon 5 comprenant une tête d'ancrage 6 et une partie de liaison 7 avec le flan 1. Afin d'assurer un bon assemblage, le flan 1 comprend, de préférence, une série de tenons 5 découpés le long du bord 2 et disposés à intervalles réguliers. Bien entendu, les tenons 5 pourraient aussi être disposés à intervalles irréguliers. De manière préférée mais non strictement nécessaire, chaque tenon 5 présente une forme sensiblement en "T", la tête 6 possédant alors une forme oblongue, tandis que la partie de liaison ou corps 7 du tenon 5 s'évase, à l'opposé de la tête 6, en direction du bord 2. Selon l'exemple illustré, la partie 7 se raccorde au bord 2 par un arc de cercle. Les dimensions du tenon 5 sont choisies en fonction de l'épaisseur du flan de tôle 1. De manière préférée mais non strictement nécessaire la hauteur hl de la tête 6 est sensiblement égale à la hauteur h2 de la partie de liaison Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, le bord 3, opposé au bord 2, est découpé de manière à définir au moins une mortaise de réception du tenon 5. Bien entendu, selon l'exemple illustré, le bord 3 présente autant de mortaises 10 le bord 2 comporte de tenons 5. Les mortaises 10 sont alors disposées de manière à correspondre aux tenons 5. Chaque mortaise 10 présente une forme sensiblement analogue à celle du tenon et comprend un alésage 11 de réception de la tête d'ancrage 6 du tenon et un canal de réception 12 de la partie de liaison ?. Dans une forme préférée mais non exclusive de réalisation, afin de pouvoir assurer un engagement à force du tenon 5 dans la mortaise 10, cette dernière présente: une section à plat, telle que hachurée en trait mixte à la fig. 1, inférieure à la section à plat tenon 5, telle que hachurée également en trait mixte. A cet effet, certaines au moins des dimensions de la mortaise 10 sont inférieures aux dimensions correspondantes du tenon 5. Ainsi, selon l'exemple illustré, la longueur l de l'alésage 11 inférieure à la longueur L de la tête 6 et vérifie, par exemple, la relation suivante L=l+E où E choisi en fonction de l'épaisseur de tôle. La fabrication du tube, à partir du flan 1 ainsi découpé, fait ensuite intervenir un cintrage par roulage par exemple, jusqu'à amener bord à bord ou rendre jointives les extrémités opposées 2 et 3 du flan 1. Lors de ce cintrage, chaque tenon 5 se trouve alors disposé en correspondance avec une mortaise 10. Après ce cintrage bord à bord, il est appliqué une pression sur les bords 2 et 3 du flan 1. Cette pression est, par exemple, exercée au moyen d'une presse ou d'une molette. Sous l'action de la molette ou de la presse, la tôle constitutive du tenon au moins subit une déformation qui conduit à un bridage relatif obtenu, selon toute vraisemblance, par fluage et par une sorte de soudure à froid. L'assemblage ainsi réalisé évite ainsi une ouverture du tube au niveau de ligne de joint entre les bords 2 et sous l'effet de l'élasticité résiduelle du flan de tôle. A la fin de cette opération, il est obtenu un tube, tel qu'illustré à la fig. 2. Selon une forme de mise en aeuvre préférée, mais non strictement nécessaire, les tenons 5 sont préformés avant le cintrage du flan 1, de manière que deux extrémités opposées 15, 16 de la tête 6 soient placées de part et d'autre d'un plan défini par le 1, comme le montre la fig. 3. Selon l'exemple illustré, la tête 6 des tenons 5 successifs est ainsi vrillée dans un sens, puis vrillée dans l'autre. Bien entendu, les têtes 6 des tenons 5 pourraient être toutes vrillées dans le même sens ou vrillées de manière aléatoire. Selon cette forme de réalisation, le bord 3, portant les mortaises 10, ne subit, en revanche, aucune déformation avant cintrage, de sorte que toutes les mortaises 10 se trouvent sensiblement dans le même plan, comme le montre la fig. 4. Ce préformage des tenons 5 permet, lors du cintrage du tube et du placement bord à bord des deux extrémités du flan 1, de disposer les extrémités, de chaque tête d'ancrage 6, de part et d'autre du bord 3 portant les mortaises 10, comme le montre la représentation en traits mixtes des têtes 6 sur la fïg. 4. Ainsi, lors du pressage des bords 2 et 3, chaque tenon 5 se trouve parfaitement bridé sur le bord 3 dans la mortaise 10 correspondante. Selon l'exemple de mise en oeuvre décrit ci-dessus, le procédé d'assemblage conforme à l'invention est utilisé pour la fabrication d'un tube à partir d'un flan de tôle cintré. Toutefois, le procédé selon l'invention est également mis couvre pour l'assemblage de deux éléments de tôle distincts 20 et 21, tel que représente à la rg. 5. Afin d'assurer l'assemblage des éléments 20 et 21 le long de deux bords 22 et 23, destinés à être jointifs, il convient, bien entendu, de découper bords de manière à réaliser, au niveau de l'un des bords 22, au moins un tenon 5, que décrit précédemment et, au niveau du bord 23 du second élément 21, une mortaise 10. Selon l'exemple illustré, sur chaque bord des éléments 21 et 22, il est réalisé en alternance des tenons 5 et des mortaises 10 destinés à coopérer les uns avec les autres. L'assemblage des deux éléments est ensuite effectué, comme cela a été décrit précédemment pour la fabrication du tube, l'étape de cintrage étant remplacée par un simple placement en correspondance des tenons avec les mortaises. Bien entendu, les différentes variantes du procédé décrit dans le cas de la fabrication du tube peuvent être mises en oeuvre pour l'assemblage des deux éléments 20, 21. Selon les exemples illustrés, le tenon 5 et la mortaise 10 presentent une forme sensiblement "T". Toutefois, comme cela a été dit précédemment, le tenon et la mortaise pourraient présenter une toute autre forme. Ainsi, fig. 6 présente, à titre d'exemple, un tenon dont la tête est sensiblement circulaire, tandis que la partie de liaison 7 est simplement constituée par une région de tangence entre la tête 6 et l'élément de tôle qui porte le tenon 5. Bien entendu, la mortaise 10 présente une forme sensiblement analogue ' celle du tenon. La fig. 7 illustre une découpe du tenon 5 et de la mortaise 6 en forme de queue d'aronde. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Procédé d'assemblage bord à bord de deux éléments en tôle, caracterisé en ce qu'il consiste, notamment # à découper le bord (22) d'un premier élément (20), de manière à définir au moins un tenon (5) comprenant une tête d'ancrage (6) et une partie de liaison (7) avec l'élément de tôle (20), # à découper le bord (23) du second élément (21) en tôle, de manière à définir, au moins, une mortaise (10) de réception du tenon (5) qui présente une forme sensiblement analogue à celle du tenon (5), définissant un alésage de réception (11) de la tête (6) du tenon et un canal (12) de réception du corps de la partie de liaison et qui possède une section en plan inférieure à celle du tenon, # à placer les deux éléments (21, 22) de tôle sensiblement bord à bord en disposant le tenon (5) et la mortaise (10) en correspondance l'un avec l'autre, # et à exercer une pression sur le bord au moins des éléments en tôle, dans la région du tenon (5) et de la mortaise (10), pour assembler les deux éléments de tôle (20, 21) bord à bord par engagement à force du tenon (5) dans la mortaise (10) et fluage de la tôle constitutive du tenon (5) au moins. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, avant la mise en place bord à bord des deux éléments en tôle, notamment, à préformer le tenon (5), de manière que deux extrémités opposées (15, 16) de la tête (6) se trouvent de part et d'autre d'un plan (P) défini par l'élément en tôle. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément présente une série de tenons et/ou de mortaises. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tenon (5) et la mortaise (10) possèdent une forme sensiblement en "T". 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur (l) de la tête (6) du tenon (5) est supérieure à la longueur (l) de l'alésage (11) de la mortaise (10) destiné à recevoir la tête (6). 6 - Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en que la partie de liaison (7) possède une forme qui s'évase à l'opposé de la tête du tenon. 7 - Procédé de fabrication d'un tube par cintrage d'un flan tôle, caractérisé en ce qu'il consiste, notamment, à découper un bord (2) du flan (1) de tôle, manière à définir au moins un tenon (5) comprenant une tête d'ancrage (6) et une partie (7) de liaison avec l'élément de tôle, découper le bord opposé (3) du flan (1) tôle, de manière à définir, au moins, une mortaise (10) de réception du tenon (5) qui présente une forme sensiblement analogue à celle du tenon, définissant un alésage (11) de réception de la tête (6) du tenon (5) et un canal (12) de réception de la partie de liaison (7), cintrer le flan (1) de tôle jusqu'à rendre jointifs les bords opposés (2, 3) en disposant le tenon (5) et la mortaise (10) en correspondance l'une avec l'autre, et exercer une pression sur les bords jointifs du flan en tôle, au moins dans la région du tenon (5) et de la mortaise (10), pour assembler les deux éléments de tôle bord à bord par engagement à force du tenon (5) dans la mortaise (10) et fluage de la tôle constitutive du tenon (5) au moins. 8 - Procédé de fabrication d'un tube selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste, avant cintrage bord à bord du flan en tôle (1), notamment, à préformer le tenon (5), de manière que deux extrémités opposées (15, 16) de la tête (6) se trouvent de part et d'autre d'un plan (P) défini par le flan de tôle (1). 9 - Procédé de fabrication d'un tube selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que chaque bord opposé présente une série de tenons (5) et/ou de mortaises (10). 10 - Procédé de fabrication d'un tube selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le tenon (5) et la mortaise (10) possèdent une forme sensiblement en "T". 11 - Procédé de fabrication d'un tube selon la revendication 10, caractérisé en ce que longueur (L) de 1a tête (6) du tenon (5) est supérieure à la longueur (n de l'alésage (11) de la mortaise (10) destiné à recevoir la tête (6). - Procédé de fabrication selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la partie de liaison (7) du tenon (5) possède une forme qui s'évase à l'opposé de la tête (6) tenon. 13 - Tube obtenu par cintrage bord à bord d'un flan de tôle, caracterisé en ce que les deux bords jointifs (2, 3) du flan de tôle (1) sont assemblés au moyen d'au moins un tenon (5) présenté par un des deux bords jointifs (2) et engagé une mortaise présentée par le bord opposé (3).