Brevet FR2933014A1 — publié le 20100101

L'invention concerne un tube réalisé à partir d'un matériau plastiquement déformable, tel que du métal, se présentant sous la forme d'un flan ou d'une bande. On connaît déjà des tubes de ce type, qui présentent la caractéristique typique que les bords longitudinaux en regard du tube sont réunis par un cordon de soudage pour conférer au tube de la rigidité et de la résistance contre des sollicitations mécaniques. Ces tubes présentent l'inconvénient que l'opération de soudage après la formation du tube constitue une opération supplémentaire relativement délicate et rend donc plus onéreux le procédé de fabrication de tels tubes. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. Pour atteindre ce but, l'invention est caractérisée en ce que le tube est ouvert sur sa longueur entière et en ce qu'au moins un des deux bords en regard présente au moins une zone repliée vers la paroi du tube. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, les deux bords sont repliés. Selon encore une autre caractéristique, le repli est fait soit vers l'intérieur soit vers l'extérieur de la section du tube. Selon une autre caractéristique avantageuse de 25 l'invention, la section du tube est uniforme sur toute sa longueur. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le tube comporte au moins une patte de fixation ou un autre organe, qui est réalisé sous la 30 forme d'une excroissance de la zone repliée d'un bord de tube. sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci clairement dans la description L'invention caractéristiques, apparaîtront plus 35 explicative qui va suivre aux dessins schématiques et qui est faite en référence annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un tube ouvert aux bords en regard repliés selon l'invention ; - la figure 2 est une vue illustrant une section transversale du tube selon la figure 1, les bords étant repliés vers l'intérieur ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 du tube selon l'invention, les bords étant repliés vers l'extérieur ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un tube selon l'invention pourvu de pattes de fixation ; - la figure 5 est une vue de dessus illustrant schématiquement une presse automatique de formage par 15 emboutissage des tubes selon l'invention ; - la figure 6 est une vue schématique illustrant différentes étapes du processus de formage par emboutissage sous la presse automatique selon la figure 5 ; 20 - la figure 7 est une vue en perspective d'un tube pourvu de pattes de fixation, selon une variante de réalisation de l'invention ; - la figure 8 est une vue de dessus, par extrait, d'une bande d'un matériau plastiquement déformable avec 25 des découpes pour réaliser des tubes selon la figure 7 ; - la figure 9 est une vue schématique illustrant différentes étapes du processus de formage par emboutissage d'un tube selon les figures 4 et 7 ; - la figure 10 est une vue en perspective d'une 30 traverse de planche de bord incorporant un tube selon l'invention ; et - la figure 11 est un diagramme représentant la résistance mécanique d'un tube selon l'invention comparé à la résistance d'un tube classique. 35 Comme on le voit sur la figure 1, un tube 1 selon l'invention présente la particularité qu'il est réalisé à partir d'un flan en un matériau plastiquement déformable, notamment un flan de tôle d'acier, par emboutissage ou par profilage et que les bords 2 en regard du tube, qui s'étendent sensiblement longitudinalement, donc au moins approximativement parallèlement à un axe longitudinal du tube, sont formées par repliage d'une zone de matière vers le corps du tube, soit vers l'intérieur, comme le montrent les figures 1 et 2, soit vers l'extérieur, conformément à la figure 3, en formant ainsi des rebords 3. Ainsi, le tube bien que ouvert sur toute sa longueur, présente quand même une bonne rigidité et résistance contre tout type de sollicitation mécanique grâce au rebords 3. La forme des bords avec leurs rebords 3 évolue en fonction de la résistance à atteindre. Les bords peuvent avoir des formes différentes et les rebords 3 ne sont pas forcément plats et collés contre la section principale du tube. Comme le montre la figure 4, selon une première variante de réalisation d'un tube selon l'invention, les rebords 3 d'un tube 100 peuvent se prolonger par des excroissances en forme de pattes de fixation 5 et 6, obtenues par repliage vers l'extérieur de la section du tube, au niveau de l'arête extérieure libre 7 d'un rebord 3. Comme on le voit également clairement sur la figure 4, le rebord du tube 200 peut être en forme d'une bande continue qui s'étend sur toute la longueur ou seulement une partie de celui-ci. Le rebord pourrait aussi être discontinu sur la longueur du tube. Le tube peut encore avoir plusieurs zones frappées, poinçonnées ou découpées à divers endroits. Les deux extrémités du tube peuvent être rectilignes ou avoir des formes différentes. Grâce à la possibilité de former sur un tube selon l'invention différentes pattes, le cas échéant avec des vis ou écrous montés sur ces pattes, par exemple la patte 6, les tubes selon l'invention sont particulièrement bien adaptés pour être utilisés dans le domaine de l'automobile et sont utilisables très avantageusement pour la réalisation de traverses de planche de bord, de raidisseurs de porte, d'impacteurs de chocs, d'absorbeurs de choc, de poutres, traverses avant et arrière de pare- chocs et analogues. Les deux extrémités du tube peuvent être droits, comme représentées dans les dessins, ou avoir une forme évolutive. On décrira ci-après, en se référant maintenant aux figures 5 et 6, les étapes (a) à (f) d'un procédé de fabrication d'un tube selon l'invention, par emboutissage basé sur l'utilisation d'une presse automatique. Ce procédé est seulement donné à titre d'exemple. Les tubes selon l'invention peuvent également être réalisés par profilage basé sur l'utilisation de galets. De façon générale, un tube selon l'invention est réalisé par emboutissage à partir d'un flan par exemple d'une tôle d'acier. Dans le cadre du procédé et de la presse selon les figures 5 et 6, les morceaux ou flans de tôle sont découpés d'une bande d'acier qui est déroulée d'une bobine non représentée et amenés à la presse automatique dont la figure 5 montre schématiquement la structure par une vue de dessus. Cette presse qui porte la référence générale 10 comporte un certain nombre de secteurs de postes de travail dont chacun exécute une fonction spécifique et que chaque flan ou morceau de tôle traverse successivement. Pendant leur passage à travers la presse, les flans découpés d'origine et transformés successivement en un tube notamment cylindrique restent raccrochés les uns aux autres pour pouvoir assurer un transport précisément piloté, pas à pas, d'un secteur d'outil à l'autre et, à l'intérieur de chaque secteur d'un poste de travail à un autre. A cette fin, la bande par exemple d'acier notée 12 comporte le long de ses bords longitudinaux des points de pilotage du transport 13 régulièrement répartis, chacun entre deux flans et ensuite de tubes en train d'être formés. On constate que même après la découpe d'un flan, celui-ci reste relié au flan précédent et au flan suivant par un pont de matière 14 au niveau d'un point de pilotage 13. Comme on le voit sur la figure 5, la presse 10 comporte, dans le sens de défilement de la bande 12 indiquée par une flèche F, tout d'abord un secteur de découpe 15 des flans dans la bande, qui, dans l'exemple représenté, comporte deux postes de découpe. Dans le premier poste de découpe 16, la presse effectue deux découpes rectilignes perpendiculaires à l'axe X de la bande, chacune à partir de l'endroit qui constituera ultérieurement une extrémité frontale du tube, d'une longueur prédéterminée en direction de l'axe, la partie entre ces deux découpes restant intacte. Le poste de découpe suivant 18 accomplit la découpe des parties restantes du contour du flan, à l'exception des ponts 14, comme cela est indiqué par les lignes de découpe des extrémités frontales 19 parallèles à la direction d'avancement de la bande et la ligne de découpe 20 de la zone entre les deux découpes 17 effectuées au premier poste. Au secteur de découpe 15 succède un poste à vide 22 dans lequel le flan noté maintenant 23, se présente entièrement découpé, bien entendu à l'exception des ponts 14 de rattachement. La presse comporte ensuite, dans l'exemple représenté, un secteur de poste de cambrage 26, qui comporte deux postes de cambrage 27, 28 et un poste de cambrage écrasage 29. Au premier poste de cambrage est accomplie la première phase de la réalisation des rebords 3 devant être repliés le long des extrémités avant 24 et arrière 25 d'un flan 23, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction d'avancement de la bande 12. Les rebords 3 sont repliés dans ce poste selon un angle un peu supérieur à 90°. Au deuxième poste de cambrage on replie les rebords jusqu'à un angle d'environ 145° et au troisième poste de cambrage écrasage 29, les rebords 3 sont entièrement repliés et plaqués contre la surface supérieure du flan 23. Au secteur de cambrage 25 suit le secteur de roulage 32. Dans ce secteur, qui comporte trois postes de roulage 33, 34, 35 le flan 23 avec les rebords 3 repliés est transformé en un tube cylindrique tel que représenté à la figure 1. Etant donné que l'axe de roulage s'étend perpendiculairement à l'axe de la bande d'acier et que la ligne de découpe pour former les bords longitudinaux du tube est également perpendiculaire à l'axe de la bande, d'une part, et que l'opération de roulage se fait après l'opération de découpe du flan à partir duquel le tube est réalisé, l'invention permet de donner aux bords en regard du tube toute forme souhaitée. Ainsi l'invention permet de prévoir sur le tube des pattes de fixation d'autres organes, telles que des pattes 5 et 6, qui sont réalisés dans la presse d'emboutissage. Ainsi, des pattes de fixation n'ont pas besoin d'être rapportées sur le tube, après sa fabrication, lors d'une opération supplémentaire, par exemple par soudage. La figure 7 représente un tube 200 selon une seconde variation de réalisation de l'invention. Le tube 200 est réalisé, comme le tube 100, à partir d'un flan en un matériau plastiquement déformable, notamment un flan de tôle d'acier, par emboutissage ou par profilage et avec des pattes de fixation 5, 6. Le tube 200 diffère du tube 100 par le fait qu'il comporte un rebord 3A à partir duquel sont formées des pattes de fixation 5, 6 et un rebord 3B avec des encoches ou découpes correspondant à la matière nécessaire pour former les pattes de fixation 5, 6. La figure 8 représente schématiquement comment cette variante de réalisation se répercute sur la découpe des flans dans une bande d'acier. Deux flans successifs 201, 202 sont découpés avec un bord 2A comportant des excroissances donnant les pattes de fixation 5, 6 et avec un bord 2B comportant des découpes 51, 61 correspondant à la matière des pattes 5, 6. Il est donc clairement visible que la seconde variante de réalisation permet de découper, à dimensions du tube et des pattes égales, à partir d'un rouleau d'acier donné, beaucoup plus de tubes 200 que de tubes 100. La figure 9 représente les étapes (a) à (g) de la réalisation d'un tube 100 ou 200 selon l'invention. Comme le montre schématiquement la figure 9, il suffit de configurer les pattes de fixation 5, 6 de façon appropriée par rapport au repli 3, avant l'opération de cambrage pour avoir la forme des pattes de fixation 5 ou 6 selon la figure 4 ou la figure 7. L'invention permet également de prévoir sur le tube, une pièce, des pattes aux extrémités frontales par une découpe appropriée du flan et la mise en forme de ces pattes avant l'opération de roulage du flan pour obtenir le tube ouvert selon l'invention. La figure 10 illustre, à titre d'exemple, l'application de l'invention pour la réalisation d'une traverse de planche de bord d'un véhicule. Sur cette figure, on constate que la traverse comporte deux tubes selon l'invention, à savoir un tube 1 sans pattes de fixation et un tube 200 avec des pattes de fixation son montage dans l'environnement du véhicule. La figure 11 montre pour différentes configurations de tube, la relation entre la rigidité du tube sous l'effet de force de contact, en fonction du temps. Sur l'ordonnée de cette figure est rapportée l'énergie de contact EC tandis que l'axe 6 est l'axe de l'écoulement du temps t. Les calculs de rigidité qui ont permis la réalisation des tubes ont été faits avec un logiciel de dénomination RADIOSS. La figure 11 montre quatre courbes : en A la courbe d'un tube selon l'invention dont le rebord est replié sur l'extérieur du tube, en B la courbe d'un tube selon l'invention avec le repli vers l'intérieur, en C la courbe d'un tube obtenu à partir d'un flan mais fermé par un cordon de soudure et en D la courbe d'un tube ouvert sans rebord. Il ressort des courbes de la figure 11 que les tubes selon l'invention, à savoir les courbes A et B ont une meilleure rigidité que les tubes selon l'état de la technique représentée par les courbes C et D. Bien entendu pour l'étude comparative ayant abouti à la figure 11, les épaisseurs, matière et diamètre de section des tubes ont été identiques et un même effort est appliqué au centre du tube via un impacteur avec une même vitesse. Les encastrements des extrémités lors de l'application sont également identiques. REVENDICATIONS1. Tube réalisé à partir d'un matériau 5 plastiquement déformable, tel que du métal, se présentant sous la forme d'un flan ou d'une bande, caractérisé en ce que le tube (1) est ouvert sur sa longueur entière et au moins un des deux bords (2) en regard présente au moins une zone (3) repliée vers la 10 paroi du tube. 2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux bords (2) sont repliés. 3. Tube selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le repli (3) est fait soit vers l'intérieur 15 soit l'extérieur de la section du tube. 4. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section du tube est uniforme sur toute sa longueur. 5. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 20 à 3, caractérisé en ce que le tube (1) comporte au moins une patte de fixation (5, 6) d'autres organes, qui est réalisé sous la forme d'une excroissance de la zone repliée (3) d'un bord de tube. 6. Tube selon la revendication 5, caractérisé en ce 25 que le bord (2) en regard du bord (2) pourvu de la patte de fixation (5, 6) comporte un évidement de forme complémentaire, la patte de fixation étant issue de la découpe de l'évidement. 7. Tube selon l'une des revendications 1 à 6 30 caractérisé en ce qu'il comporte des pattes de fixation à au moins une extrémité frontale. 8. Procédé de fabrication d'un tube selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir d'un flan dont au moins deux bords sont 35 parallèles, par des opérations tout d'abord de cambrage (en 26) pour la réalisation des replis (3) et ensuite par roulage (en 32) pour donner au tube sa forme cylindrique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le flan est obtenu par découpe d'une bande de matière, tout en restant accroché à la bande par des zones en forme de ponts (14), le procédé comprenant les opérations de découper le flan, à l'exception des ponts, le long des lignes de découpe perpendiculaires à l'axe de la bande, les points de connexion (14) étant disposés au niveau des bords longitudinaux de la bande. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bande comporte, le long de ses bords longitudinaux des points de pilotage (13) du mouvement d'avancement de la bande d'un poste de travail à l'autre. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les pattes de fixation sont réalisées lors de la découpe d'un flan, une patte de fixation (5, 6) à un bord (2) du tube étant obtenu par découpe dans l'autre bord (2) du tube. 12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte, suite à l'opération de découpe précitée, une opération de cambrage (en 26) des bords découpés du flan, pour la réalisation des replis (3) et une opération de roulage (en 32), pour la réalisation de la forme cylindrique du tube. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, 25 caractérisé en ce que les pattes de fixation (5, 6) sont réalisées avant l'opération de roulage.