Brevet FR2876050A1 — publié le 20060407

PROCEDE POUR RENFORCER DES SURFACES FORMEES DANS DES PROFILES CREUX METALLIQUES L'invention concerne un procédé pour renforcer des surfaces formées dans des profilés métalliques creux, selon lequel on frappe les surfaces avec des agents de grenaillage présentant une énergie cinétique élevée. Dans l'état de la technique, il est connu d'augmenter la durée de vie de composants chargés par des vibrations, comme par exemple des ressorts et des barres de torsion, au moyen d'un grenaillage de renforcement. A l'aide du grenaillage de renforcement, des contraintes de traction, qui sont introduites notamment par déformation ou par apport de chaleur dans la surface d'un composant, sont transformées en des contraintes de compression définies. De même, des défauts de surface assez petits, comme par exemple des cratères ou de légers enfoncements provoqués lors d'une déformation, peuvent être soumis à un grenaillage de sorte que ces défauts de surface ne sont plus présents. Une variante du grenaillage de renforcement est le grenaillage à air comprimé. Cette variante est utilisée la plupart du temps pour réaliser un grenaillage sur des surfaces à l'intérieur de composants, notamment de tubes, comme par exemple des profilés de torsion dans la construction automobile. Un problème dans le cas du grenaillage à air comprimé appliqué à de tels profilés creux réside cependant dans le fait que les surfaces, sur lesquelles doit être effectué un grenaillage , ne peuvent fréquemment pas être atteintes. C'est le cas, lors de la présence de fentes qui ont des dimensions trop faibles pour des tubes de grenaillage utilisés lors de grenaillage à air comprimé. De même, lors du grenaillage à air comprimé, on ne peut pas éviter une consommation élevée d'air comprimé. Les tubes de grenaillage doivent en outre avoir un diamètre très faible (en général Lors du grenaillage de renforcement de surfaces extérieures, on utilise en général la variante du grenaillage par turbine ou par roue de projection ou de grenaillage. Ce procédé requiert assurément, même lors du grenaillage intérieur de tubes, mais uniquement lorsque les agents de grenaillage peuvent se déployer sans problème dans la direction de grenaillage. Les agents de grenaillage sont introduits d'une manière centrée dans une roue de grenaillage, qui projette ensuite les agents de grenaillage avec une énergie cinétique élevée, au niveau de la périphérie d'un secteur de sortie déterminé, en direction des surfaces à renforcer. L'invention a pour but - à partir de l'état de la technique - de créer un procédé pour le renforcement de surfaces réalisées sous la forme de profilés creux métalliques, selon lequel on peut renforcer parfaitement également des surfaces difficilement accessibles, au moyen de jets de grenaillage. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que les agents de grenaillage sont tout d'abord projetés, en un jet primaire, contre une surface située en vis-à-vis d'une surface à renforcer, puis sont déviés depuis cette surface sous la forme d'un jet secondaire sur la surface à renforcer. En ce qui concerne le fait que fréquemment les surfaces devant être grenaillées, notamment à l'intérieur de profilés de torsion, réalisés notamment en acier ou en aluminium, ne peuvent pas être atteintes par un grenaillage direct, ou que l'angle d'impact est trop faible par rapport à l'angle d'impact idéal de 90 , l'invention utilise ce qu'on appelle le jet secondaire lors du grenaillage. Cela signifie que les agents de grenaillage (billes d'acier ou de céramique) sont d'abord projetés en un jet primaire contre une surface située en vis-à-vis de la surface devant être renforcée, et par laquelle les agents de grenaillage sont réfléchis et rencontrent ensuite la surface à renforcer, sous un angle qui diffère aussi peu que possible de 900 par rapport à la surface à renforcer. Grâce à cette projection indirecte, on peut également atteindre des surfaces qui délimitent de très petites fentes et ne peuvent pas subir un grenaillage direct. Etant donné que les agents de grenaillage sont introduits avec une énergie cinétique très élevée dans le profilé creux respectif, ce dernier ne peut pas se boucher. Au contraire, ces agents volent plutôt de manière indépendante hors du profilé creux. Dans le cas de surfaces très difficilement accessibles, il peut être approprié qu'avant de rencontrer la surface devant être renforcée, les agents de grenaillage sont déviés deux fois sur des surfaces intérieures du profilé creux. Dans une certaine mesure, il se produit un guidage en zigzag des agents de grenaillage sous un angle comparativement plat par rapport aux surfaces déflectrices. Etant donné que des surfaces courbes dans un profilé creux doivent être également renforcées, il est avantageux que le profilé creux soit déplacé spatialement pendant l'opération de grenaillage. Ceci peut s'effectuer par rotation ou basculement du profilé creux. De cette manière, le profilé creux n'est pas soumis aux agents de grenaillage, dans une position constante. Le déplacement du profilé creux peut s'effectuer par exemple à l'aide d'un robot. Ici il faut développer le processus de grenaillage, c'est-à-dire les angles, les positions et les durées de grenaillage ainsi que l'intensité et les agents de grenaillage respectivement utilisés, conformément au profilé creux devant être soumis respectivement à un grenaillage. On peut utiliser une roue de grenaillage pour appliquer un grenaillage simultanément à plusieurs profilés creux positionnés côte-à-côte, au niveau de leurs surfaces intérieures à renforcer. De même, dans la mesure où ces profilés creux possèdent des surfaces cintrées, ces profilés creux sont de préférence déplacés spatialement pendant le grenaillage, afin que toutes les zones de surface désirées soient parfaitement renforcées. S'il faut appliquer un grenaillage simultanément à plusieurs profilés creux moyennant l'utilisation d'une roue de grenaillage, il peut être approprié de faire passer les profilés creux d'une manière continue devant la roue de grenaillage. Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut cependant imaginer un passage cadencé des profilés creux devant la roue de grenaillage. Il est particulièrement avantageux, selon une autre caractéristique de l'invention, d'utiliser le procédé selon l'invention dans le cas de profilés creux sous la forme de profilés de torsion en construction automobile, pour lesquels les tronçons d'extrémité possèdent une section transversale ronde ou ovale et les tronçons longitudinaux entre les tronçons d'extrémité sont agencés au moyen d'une déformation radiale en forme de U ou en forme de V en coupe transversale. Dans ce cas, il est prévu dans les zones de transition entre les tronçons longitudinaux médians complètement déformés en forme de U ou de V et les tronçons d'extrémité de forme tubulaire, des fentes en forme de selle qui partent des tronçons d'extrémité et ont une forme qui se rétrécit continûment. Notamment sous l'effet d'une seconde déviation des agents de grenaillage, on peut également atteindre les zones de surfaces, qui s'étendent presque sur la surface opposée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente, en perspective, un tronçon d'extrémité d'un profilé de torsion pour la construction automobile; - la figure 2 représente une coupe longitudinale verticale de la représentation de la figure 1 prise suivant la ligne II-II, vue dans la direction des flèches IIa; - la figure 3 représente une coupe transversale verticale de la représentation de la figure 2 prise suivant la ligne III-III, vue dans la direction des flèches IIIa; - la figure 4 représente une coupe transversale verticale de la représentation de la figure 2 prise suivant la ligne IV-IV, vue dans la direction des flèches IVa; - la figure 5 représente une coupe transversale verticale de la représentation de la figure 2 prise suivant la ligne V-V, vue dans la direction des flèches Va; - la figure 6 représente une coupe transversale verticale de la représentation de la figure 2 prise suivant la ligne VI-VI, vue dans la direction des flèches VIa; - la figure 7 représente sous la forme d'un schéma la représentation de la figure 2 en combinaison avec une roue de grenaillage; et - la figure 8 montre, selon une vue schématique, plusieurs profilés de torsion disposés côte-à-côte, conjointement avec une roue de grenaillage. Sur les figures 1 et 2, on a désigné par la référence 1 une zone longitudinale d'un profilé creux sous la forme d'un profilé de torsion pour l'essieu arrière d'un véhicule automobile. Le profilé creux 1 comprend deux tronçons d'extrémité creux 2 de section transversale circulaire et un tronçon longitudinal en forme de U 3 formé entre les deux tronçons d'extrémité 2 par compression radiale, sous la forme d'une couche double en coupe transversale. Entre le tronçon longitudinal 3 en forme de U (voir également les figures 2 et 3), dans lequel des surfaces intérieures 4, 5 du profilé creux 1 sont appliquées l'une sur l'autre, et les tronçons d'extrémité circulaires 2 (figure 6) s'étendent des tronçons de jonction ou de transition 6, dans lesquels les distances entre les surfaces intérieures 7, 8, qui se font face, deviennent de plus en plus petites à partir des tronçons d'extrémité circulaires 2 en direction du tronçon longitudinal médian 3 en forme de U, de sorte qu'on obtient des fentes 9 en forme de selle. Dans la pratique il est souhaitable de renforcer au moins les surfaces 7 des tronçons de jonction 6. Compte tenu du fait que les fentes 9 présentes entre les surfaces à renforcer 7 et les surfaces antagonistes 8 deviennent de plus en plus étroites, on utilise le jet de la roue de grenaillage. Dans le cas du jet de la roue de grenaillage (figure 7), les agents de grenaillage sous la forme de billes d'acier ou de céramique sont conduits d'une manière centrée à une roue de grenaillage 10 et sont projetés à la périphérie, par la roue de grenaillage 10, sur un secteur déterminé S (voir également la figure 8). Sur la figure 7, on a indiqué un jet primaire 11 contenant des agents de grenaillage. Ce jet primaire 11 rencontre tout d'abord une surface 12 dans le tronçon d'extrémité rond 2 du profilé creux 1. Sur cette surface 12, les agents de grenaillage sont déviés et parviennent, en un jet secondaire 13, sur la surface 8 située en vis-à-vis de la surface à renforcer 7. A partir de là, ces agents sont encore déviés et projetés en direction de la surface à renforcer 7. On voit que, de cette manière, même la partie la plus étroite dans la fente en forme de selle 9 entre la surface à renforcer 7 et la surface opposée 8 peut être encore frappée par des agents de grenaillage. Etant donné que, comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, la surface à renforcer 7 est cintrée avec une forme convexe non seulement dans la direction longitudinale du profilé creux 1, mais également dans la direction transversale, pendant la production du jet par la roue de grenaillage, le profilé creux 1 est déplacé spatialement, notamment par un robot non représenté de façon détaillée, de telle sorte que le jet secondaire 13 comportant les agents de grenaillage rencontre, sous un angle qui diffère autant que possible seulement faiblement de 90 , la surface à renforcer 7. La figure 8 illustre une forme de réalisation, dans laquelle plusieurs profilés creux 1, conformément à la figure 1, positionnés côte-à-côte passent devant une roue de grenaillage 10 de telle sorte que les surfaces intérieures 7, pouvant être identifiées sur les figures 2, 4, 5 et 7, peuvent être renforcées dans les tronçons de jonction 6 à l'aide de jets de la roue de grenaillage. De même, les profilés creux 1 peuvent être déplacés spatialement pendant le déplacement relatif en direction de la roue de grenaillage, de manière que toutes les sections des surfaces à renforcer 7 soient également atteintes par les agents de grenaillage. Le passage des profilés creux 1 devant la roue de grenaillage 10 peut s'effectuer d'une manière continue ou également d'une manière cadencée. Liste des références: 1 - Profilé creux 2 - Tronçons d'extrémité de 1 3 Tronçon longitudinal médian de 1 4 - Surface de 1 - Surface de 1 6 Tronçons de jonction 7 - Surface de 6 8 - Surface de 6 9 - Fentes 11 - Jet primaire 12 - Surface dans 2 13 - Jet secondaire S - Secteur REVENDICATIONS 1. Procédé pour renforcer des surfaces (7) formées dans des profilés métalliques creux (1), selon lequel on frappe les surfaces (7) avec des agents de grenaillage présentant une énergie cinétique élevée, caractérisé en ce que les agents de grenaillage sont tout d'abord projetés, en un jet primaire (11), contre une surface (8) située en vis-à- vis d'une surface à renforcer (7), puis sont déviés depuis cette surface (8) sous la forme d'un (13) sur la surface à renforcer (7). 2. Procédé selon la revendication 1, ce qu'avant de rencontrer la surface devant (7), les agents de grenaillage sont déviés des surfaces intérieures (12, 8) du profilé selon l'une ou ce que le profilé spatialement pendant le grenaillage. selon l'une quelconque des caractérisé en ce que, par de grenaillage (10), on peut grenailler simultanément plusieurs profilés creux (1) positionnés côte-à-côte, au niveau de leurs surfaces intérieures (7) à renforcer. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les profilés creux (1) passent d'une manière continue devant la roue de grenaillage (10). 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les profilés creux (1) passent d'une manière cadencée devant la roue de grenaillage (10). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, destiné à être utilisé pour un profilé creux (1) sous la forme d'un profilé de torsion en construction automobile, caractérisé en ce que les tronçons d'extrémité (2) possèdent une section transversale ronde ou ovale et le tronçon longitudinal (3) entre les tronçons 3. Procédé revendications 1 et 2, caractérisé en creux (1) est déplacé 4. Procédé revendications 1 à l'utilisation d'une 3, roue jet secondaire caractérisé en être renforcée deux fois creux (1). l'autre sur des d'extrémité (2) est agencé au moyen d'une déformation radiale en forme de U ou en forme de V en coupe transversale.