Brevet FR2954718A1 — publié le 20110701

PROCEDE DE FABRICATION DE BARRES A EXTREMITES APLATIES ET PRESSE POUR METTRE EN OEUVRE LE PROCEDE La présente invention concerne le domaine de la charpente, et notamment des barres pour charpente. Il est en effet connu d'utiliser dans ce domaine des tubes ronds, dont les extrémités sont aplaties, pour servir, par exemple, de barres de contreventement ou de membrures et de diagonales assemblées par des noeuds pour former une structure de charpente tridimensionnelle à nappes, les extrémités des barres étant généralement fixées par soudure ou par boulonnage à des éléments de charpente, par exemple des consoles de poteau ou des noeuds. A l'heure actuelle, une telle barre est fabriquée à partir d'un tube rond dont la longueur correspond globalement à la longueur finale de la barre, chaque extrémité du tube rond étant aplatie l'une après l'autre sur une première presse, puis découpée à la forme souhaitée, l'une après l'autre, sur un poste de découpage. Lorsque la barre est destinée à être fixée par boulonnage, les extrémités aplaties doivent en outre être poinçonnées sur une machine à poinçonner. La fabrication de ces barres représente donc un coût important en termes de machine, de temps et de main-d'oeuvre. De plus, les tubes ronds étant commandés à la longueur, une erreur lors de leur traitement a pour conséquence la mise au rebut du tube rond entier si sa longueur est trop courte pour qu'il puisse être utilisé dans un autre but. La présente invention vise à pallier les problèmes mentionnés ci-dessus, en proposant un procédé de fabrication permettant de réaliser simultanément deux extrémités aplaties, le cas échéant poinçonnées, à partir d'un même tube rond et d'obtenir plusieurs barres à partir d'un même tube rond, et en proposant une presse mettant en oeuvre ce procédé. La présente invention a donc pour objet un procédé de fabrication de barres dont les extrémités sont aplaties et le cas échéant poinçonnées, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations consistant à : se procurer un tube rond ; - écraser une partie ronde se situant entre les extrémités du tube rond de façon à obtenir, dans ladite partie, une zone aplatie appartenant à un plan perpendiculaire à la section du tube rond ; et séparer en deux le tube rond par découpe de cette zone 15 aplatie de façon à obtenir deux tubes ronds ayant chacun une extrémité aplatie, ces opérations étant notamment effectuées en un seul cycle d'une presse, une opération consistant à poinçonner la zone aplatie pouvant en outre être prévue après l'opération 20 d'écrasement, les opérations d'écrasement, de séparation et le cas échéant de poinçonnage étant en outre répétées sur une partie ronde du tube rond dont une extrémité a été aplatie et le cas échéant poinçonnée, de façon à obtenir une barre 25 dont les deux extrémités sont aplaties et le cas échéant poinçonnées. Ce procédé présente ainsi l'avantage de permettre d'obtenir des barres à partir d'un tube rond de grande longueur, et par là de réduire les coûts de matière 30 première, la longueur des barres pouvant être choisie en fonction de la géométrie de la structure. Il n'est ainsi plus nécessaire d'acheter les tubes ronds à la longueur, ce qui permet au fabricant de s'adapter plus rapidement et à moindre coût aux différentes structures qu'il envisage de construire. Ce procédé est également avantageux en ce qu'il permet de réaliser simultanément deux extrémités aplaties pour deux barres, constituant un gain de temps important, auquel participe le fait que les différentes étapes peuvent être réalisées en un même cycle. La présente invention a également pour objet une presse destinée à mettre en oeuvre le procédé de fabrication tel que défini ci-dessus, caractérisée par le fait qu'elle comprend : - un plateau mobile, un porte-outil supérieur présentant des moyens de fixation au plateau mobile, - une table de presse, un porte-outil inférieur présentant des moyens de fixation à la table de presse, une partie centrale reliée au porte-outil supérieur d'une manière autorisant un déplacement relatif entre 20 ceux-ci, au moins un couteau supérieur solidaire de la partie centrale, au moins un couteau inférieur solidaire du porte-outil inférieur, 25 le ou les couteaux supérieurs et le ou les couteaux inférieurs étant agencés de façon à être aptes à écraser une zone se situant entre les extrémités d'un tube rond disposé dans la presse, lorsque le porte-outil supérieur se déplace sur une première distance. 30 Avantageusement, il est prévu des poinçons solidaires du porte-outil supérieur et aptes à poinçonner une zone aplatie entre les couteaux supérieurs et inférieurs lorsque le porte-outil supérieur se déplace sur une deuxième distance, les couteaux et la partie centrale présentant des trous permettant le passage des poinçons. Avantageusement, il est prévu un couteau de cisaillage solidaire du porte-outil supérieur, la partie centrale et le porte-outil inférieur présentant chacun une ouverture telle que le couteau de cisaillage est apte à venir découper en deux la zone aplatie, et le cas échéant poinçonnée, de façon à séparer le tube rond en deux tubes ronds dont une extrémité est aplatie, lorsque le porte- outil supérieur se déplace sur une troisième distance. Avantageusement, des rondelles s'étendent entre la partie centrale et le porte-outil supérieur de telle sorte qu'un déplacement de ce dernier par rapport à la partie centrale comprime les rondelles qui amortissement ainsi ce déplacement. Ceci permet de garantir la sécurité, en permettant d'éviter tout choc entre les différents composants du porte-outil supérieur et de la presse. Ces rondelles sont, de préférence, en matériau élastique, et notamment en élastomère. La presse selon l'invention permet donc de réaliser, sur une machine et en un seul cycle, les opérations d'écrasement, de poinçonnage et de découpe, avec les avantages qui en découlent en termes de coûts, de temps de fabrication et de main-d'œuvre. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après des modes de réalisation particuliers avec référence au dessin annexé. Sur ce dessin, les Figures 1A, 1B et 1C sont des vues en plan de barres obtenues par le procédé de fabrication selon l'invention et destinées à être fixées à des éléments de charpente ; et les Figures 2A et 2B sont des vues respectivement en perspective et en perspective éclatée d'une presse destinée à mettre en oeuvre le procédé de fabrication d'une barre telle que représentée sur les Figures 1A à 1C. Si l'on se réfère aux Figures 1A à 1C, on peut voir qu'il y est représentée des barres 19 chacune constituée par un tube rond 19a dont les deux extrémités 19b et 19c ont été aplaties et poinçonnées selon le procédé de fabrication de l'invention. Si l'on se réfère à la Figure 1A, on peut voir qu'il y est représenté une barre 19 dont les deux extrémités 19b et 19c ont été aplaties et dans chacune desquelles ont été réalisés deux trous 19d suivant l'axe longitudinal de la barre 19, la barre 19 étant ainsi prévue pour être boulonnées à un élément de charpente présentant également deux trous. Il est également possible de prévoir qu'une barre 19 soit fixés, à une extrémité, à un élément de charpente 5 par un seul boulon et, à une autre extrémité, à un autre élément de charpente 5 par deux boulons, comme représenté sur les Figures 1B et 1C. Comme mentionné ci-dessus, les barres 19 ne sont pas nécessairement poinçonnées, auquel cas leurs extrémités peuvent être, par exemple, soudées aux éléments de charpente. Les barres 19 décrites ci-dessus sont obtenues par le procédé de fabrication selon l'invention et mis en œuvre par la presse 20 représentée sur les Figures 2A et 2B. La presse 20 diffère d'une presse classique par le fait qu'elle comprend, de haut en bas si l'on regarde ces figures, une contre-plaque de fixation 21 fixée au plateau mobile de la presse, un porte-outil supérieur 22, une partie centrale 23, un porte-outil inférieur 24 et une table de presse fixe 25. Le porte-outil supérieur 22 est fixé à la contre- plaque 21 et porte, fixés à celui-ci, quatre poinçons 26, quatre parties de coulisseau mâles 27 et un ensemble couteau de cisaillage 28 globalement en forme de H et comportant une cale d'épaisseur 28a, une ou plusieurs cales 28b et un couteau 28c, dont le bord de la face inférieure constitue une arête de coupe, l'usure du couteau 28c pouvant être compensée par l'ajout de cales 28b. Les poinçons 26 s'étendent à partir du porte-outil supérieur 22 sur une distance supérieure à l'épaisseur de l'ensemble couteau 28, de telle sorte que leur extrémité libre, dont le bord constitue une arête de coupe, est en saillie par rapport à la face inférieure du couteau 28c. La partie centrale 23 est reliée au porte-outil supérieur 22 par des tiges de guidage 29 permettant un déplacement guidé entre le porte-outil supérieur 22 et la partie centrale 23. La partie centrale 23 présente en outre une ouverture traversante dont la forme correspond à celle de l'ensemble couteau de cisaillage 28 pour permettre le passage de ce dernier et, d'autre part, des trous 23b permettant le passage des poinçons 26. La partie centrale 23 porte en outre, sur sa face supérieure, des rondelles 30 et, sur sa face inférieure, des couteaux supérieurs 31 comportant des trous 31a et des rondelles guides 31b guidant le passage des poinçons 26 à travers les trous 31a. Le porte-outil inférieur 24 est fixé à la table de presse 25 et porte quatre parties de coulisseau femelles 32 destinées à recevoir les parties de coulisseau mâles 27 pour constituer des colonnes de guidage permettant au porte-outil supérieur 22 de coulisser par rapport au porte-outil inférieur 24 tout en étant guidé. Des couteaux inférieurs 33, dont la forme correspond à celle des couteaux supérieurs 31, avec matrice de poinçonnage, sont disposés dans une ouverture traversante 24a du porte-outil inférieur 24 de façon à définir un espace libre dont la forme correspond à celle de l'ensemble couteau de cisaillage 28. Des évidements 24b sont en outre pratiqués dans la face supérieure du porte-outil inférieur 24 pour définir, avec des évidements complémentaires pratiqués dans la face inférieure de la partie centrale 23, une ouverture circulaire apte à serrer les parties rondes, non écrasées, d'un tube rond. Cette presse 20 permet d'effectuer, sans changer d'outils et en un cycle de la presse, les opérations suivantes : écrasement d'une zone d'un tube rond, poinçonnage de la partie aplatie puis découpe de cette dernière, de façon à obtenir d'un côté une barre ayant au moins une extrémité aplatie et poinçonnée et, de l'autre côté, une extrémité aplatie et poinçonnée du tube rond. Le procédé de fabrication de barres destinées à être assemblées par les noeuds selon la présente invention se déroule de la manière suivante. On fait tout d'abord avancer un tube rond, guidé par des diabolos disposés dans un banc, de telle sorte que son extrémité se trouve au-delà d'un couteau supérieur 31 et du couteau inférieur correspondant 33, de préférence légèrement pour rendre minimale la chute de matériau. Le porte-outil supérieur 22 est ensuite amené à descendre sur une première distance telle que le couteau supérieur 31 vient écraser le tube rond contre le couteau inférieur correspondant 33 jusqu'à obtenir une surface plate perpendiculaire à la section du tube rond et dont l'épaisseur est égale à deux fois l'épaisseur du tube rond. Une fois cette première distance parcourue, la partie centrale 23 se trouve en butée, les évidements de la partie centrale et du porte-outil inférieur venant serrer la partie ronde du tube rond pour le bloquer davantage. Le porte-outil supérieur 22 peut quant à lui poursuivre sa descente, du fait de la longueur des colonnes de guidage, de telle sorte que l'ensemble couteau de cisaillage 28 et les poinçons 26 descendent sur une deuxième distance telle que les poinçons 26 traversent les trous 31a en étant guidés par les rondelles guides 31b, et viennent poinçonner la zone aplatie. L'ensemble couteau de cisaillage 28 vient dans le même mouvement se placer dans l'ouverture 23a de la partie centrale 23, mais sans venir au contact de la zone aplatie. Une fois le poinçonnage réalisé, le porte-outil supérieur 22 continue de descendre sur une troisième distance de telle sorte, d'une part, que les poinçons 26 viennent traverser les trous 33a pour venir éjecter les pastilles de matériau poinçonné par une ouverture 25a prévue dans la table de presse 25 et, d'autre part, que le couteau de cisaillage 28c vient au contact de la zone aplatie et poinçonnée pour découper l'extrémité aplatie suivant la forme souhaitée, définie par la forme des couteaux 31 et 33 complémentaire de celle du couteau de cisaillage 28c. Le porte-outil supérieur 22 continue de descendre pour permettre au couteau de cisaillage 28c d'éjecter le papillon de matériau découpé par l'ouverture 25a. Le déplacement du porte-outil supérieur 22 sur ces deuxième et troisième distances l'amène en outre à venir comprimer les rondelles en élastomère 30 qui amortissent ce déplacement pour garantir la sécurité. Une fois ce premier cycle achevé, on fait avancer le tube rond, toujours guidé en entrée par les diabolos et maintenant guidé en sortie par des diabolos prévus dans un banc de sortie, jusqu'à ce que l'extrémité aplatie viennent se positionner contre une butée de façon à bloquer le tube rond en position, la forme de la butée étant avantageusement complémentaire de celle de l'extrémité aplatie pour permettre un positionnement sûr. On actionne à nouveau la presse 20 sur un cycle, durant lequel, cette fois-ci, tous les couteaux 31 et 33 écrasent une zone du tube rond, les quatre poinçons 26 poinçonnent la zone aplatie et le couteau de cisaillage 28c découple la zone aplatie en deux. On obtient ainsi, d'un côté, une barre 19 dont les deux extrémités 19b, 19c sont aplaties et comportent deux trous 19d et, de l'autre côté, un tube rond dont une extrémité est aplatie et poinçonnée. Pour réaliser une seconde barre à partir du même tube rond, on fait à nouveau avancer le tube rond pour qu'il vienne se placer contre la butée et on actionne la presse 20 sur un cycle. On répète ces opérations jusqu'à obtenir le nombre souhaité de barres 19. Il est également possible, lorsqu'une extrémité d'une barre a été traitée, de tourner le tube rond de sorte que l'autre extrémité aplatie se trouvent dans un plan différent, ce qui autorise une plus grande liberté dans la conception de la structure tridimensionnelle à nappes. De plus, si l'on souhaite obtenir des barres dont les extrémités ne présentent qu'un seul trou, par exemple pour un assemblage à des noeuds simples, il suffit de retirer deux des poinçons 26. Il convient de souligner que la forme des couteaux 31 et 33 est telle qu'ils sont aptes à écraser des tubes ronds de différents diamètres pour obtenir des extrémités aplaties ayant une même forme. Ceci permet de ne pas avoir à changer l'outillage pour traiter des tubes de différents diamètres, pour un gain en temps et en coût d'outillage. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre indicatif et non limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1 - Procédé de fabrication de barres (19) dont les extrémités (19b, 19c) sont aplaties et le cas échéant poinçonnées, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations consistant à : - se procurer un tube rond ; - écraser une partie ronde (19a) se situant entre les extrémités du tube rond de façon à obtenir, dans ladite 10 partie, une zone aplatie appartenant à un plan perpendiculaire à la section du tube rond ; et - séparer en deux le tube rond par découpe de cette zone aplatie de façon à obtenir deux tubes ronds ayant chacun une extrémité aplatie, 15 ces opérations étant notamment effectuées en un seul cycle d'une presse, une opération consistant à poinçonner la zone aplatie pouvant en outre être prévue après l'opération d'écrasement, les opérations d'écrasement, de séparation et le cas 20 échéant de poinçonnage étant en outre répétées sur une partie ronde (19a) du tube rond dont une extrémité a été aplatie et le cas échéant poinçonnée, de façon à obtenir une barre (19) dont les deux extrémités (19b, 19c) sont aplaties et le cas échéant poinçonnées. 25 2 - Presse (20) destinée à mettre en œuvre le procédé de fabrication tel que défini à la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend : - un plateau mobile, - un porte-outil supérieur (22) présentant des moyens de 30 fixation au plateau mobile, - une table de presse (25), - un porte-outil inférieur (24) présentant des moyens de fixation à la table de presse (25),une partie centrale (23) reliée au porte-outil supérieur (22) d'une manière autorisant un déplacement relatif entre ceux-ci, au moins un couteau supérieur (31) solidaire de la 5 partie centrale (23), au moins un couteau inférieur (33) solidaire du porte-outil inférieur (24), le ou les couteaux supérieurs (31) et le ou les couteaux inférieurs (33) étant agencés de façon à être aptes à 10 écraser une zone se situant entre les extrémités d'un tube rond disposé dans la presse (20), lorsque le porte-outil supérieur (22) se déplace sur une première distance. 3 - Presse (20) selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'il est prévu des poinçons (26) 15 solidaires du porte-outil supérieur (22) et aptes à poinçonner une zone aplatie entre les couteaux supérieurs (31) et inférieurs (33) lorsque le porte-outil supérieur (22) se déplace sur une deuxième distance, les couteaux (31, 33) et la partie centrale (23) présentant des trous 20 (31a, 33a, 23b) permettant le passage des poinçons (26). 4 - Presse (20) selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait qu'il est prévu un couteau de cisaillage (28c) solidaire du porte-outil supérieur (22), la partie centrale (23) et le porte-outil inférieur 25 (24) présentant chacun une ouverture (23a, 24a) telle que le couteau de cisaillage (28c) est apte à venir découper en deux la zone aplatie, et le cas échéant poinçonnée, de façon à séparer le tube rond en deux tubes ronds dont une extrémité est aplatie, lorsque le porte-outil supérieur 30 (22) se déplace sur une troisième distance. - Presse (20) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que des rondelles (30) s'étendent entre la partie centrale (23) et le porte-outilsupérieur (22) de telle sorte qu'un déplacement de ce dernier par rapport à la partie centrale (23) comprime les rondelles (30) qui amortissement ainsi ce déplacement.