Brevet FR2982181A1 — publié le 20130510

La présente invention a pour objet un procédé de cintrage de profilés, en particulier de profilés tubulaires notamment ronds ou encore de profilés non tubulaires (profilés en U, T...), par enlèvement de matière. Le cintrage correspond à la déformation d'une barre ou d'une pièce tubulaire suivant un rayon de courbure prédéfini. Une telle opération est le plus souvent effectuée par dé- formation mécanique, sans enlèvement de matière, en particulier à l'aide de machines spécialement conçues à cet effet, dites cintreuses. De manière plus précise, on connaît différents procédés de cintrage tels que par exemple le cintrage à chaud qui correspond essentiellement à un procédé artisanal actuellement peu utilisé, et le cintrage à froid, en particulier le cintrage à froid par poussée qui correspond au procédé industriel classique qui peut être mis en oeuvre sur des machines outils de très haute technologie. Le procédé de cintrage à froid classique sans enlèvement de matière, en particulier des tubes rectangulaires, est basé sur l'étirement de la matière et oblige dans cette mesure à effectuer tout perçage, coupe ou retrait de matière précis dans une étape ultérieure. Ce procédé qui est relativement lourd et onéreux, est en règle générale réalisé en usine. Les profilés doivent donc être transportés jusqu'à leur lieu d'utilisation finale à l'état cintré, ce qui exige des volumes de transport importants. La présente invention a pour objet de proposer un procé- dé de cintrage de profilés par enlèvement de matière de nature à remédier à ces inconvénients. Selon l'invention, la première étape de ce procédé con- siste à prédéfinir la courbure devant être effectuée ; l'étape suivante de celui-ci consiste à déterminer, en particulier à l'aide d'un ordinateur, le nombre et la géométrie d'une série d'entailles spécialement adaptées, en règle générale identiques, de nature à permettre d'obtenir, après cintrage, la courbure ainsi prédéfinie. Chacune de ces entailles est de préférence constituée par deux orifices situés en regard sur la périphérie de ce profilé et reliés par un évidement essentiellement en forme de double triangle isocèle dont les sommets sont contigus aux orifices. Les côtés de cet évidement sont constitués par les côtés égaux respectivement situés dans le prolongement les uns des autres de ces triangles isocèles, qui sont disposés « tête de bèche » et assemblés au niveau de leur troisième côté. Les entailles sont en règle générale symétriques par rap- port au plan longitudinal du profilé et/ou complémentaires par rapport au plan transversal de celui-ci. Les orifices qui sont des orifices de dégagement de ma- tière sont en règle générale circulaires mais peuvent être réduits à un simple trait pour optimiser au maximum la partie à reboucher, en cas de nécessité de soudure après pliage. Dans certains cas, ces orifices sont même inexistants et dans cette mesure, constitués par les sommets des évidements. Les étapes suivantes du procédé conforme à l'invention consistent à tracer au moins virtuellement les contours des entailles dont le nombre et la géométrie ont été ainsi préalablement déterminés sur la périphérie du profilé, puis à découper les entailles le long des lignes ainsi tracées. Ces opérations de traçage et de découpe peuvent avanta- geusement être effectuées à l'aide d'une machine à commande numérique à faisceau laser. Pour obtenir les entailles, il ne reste alors plus qu'à enle- ver la matière située à l'intérieur des lignes de découpe, ce qui corres- pond à une opération particulièrement simple et rapide. A l'issue de cette étape, on obtient un profilé rectiligne comportant une série d'entailles transversales parallèles ainsi qu'une bande de matière longitudinale non entaillée située entre les deux ori- fices de chacune des entailles qui est en règle générale relativement étroite. La dernière étape du procédé conforme à l'invention con- siste à cintrer ce profilé rectiligne par déformation de la matière constitutive de la bande longitudinale non entaillée jusqu'à ce que les côtés des évidements essentiellement en forme de triangles isocèles des entailles soient respectivement appliqués les uns contre les autres. Compte tenu du fait que seule doit être déformée l'étroite bande de matière non entaillée, cette dernière opération peut être effec- tuée manuellement par l'utilisateur final. Au cours de celle-ci, les orifices des entailles permettent, dans la mesure où ils sont présents, d'améliorer le dessin, la précision et la propreté du cintrage. Il est à noter que lors de la mise en oeuvre du procédé de cintrage par enlèvement de matière conforme à l'invention, le profilé reste souple jusqu'à ce que les côtés des évidements soient appliqués les uns contre les autres et se retrouvent en butée. Tant que les efforts sont orientés dans cette direction, les « maillons » séparant les entailles travaillent en compression. Le profilé peut ainsi devenir plus rigide qu'un profilé courbé par cintrage traditionnel mais dans une seule direction. L'angle d'ouverture des côtés égaux du double triangle isocèle définissant l'évidement détermine la quantité de matière enlevée lors de l'avant dernière étape du procédé conforme à l'invention et per- met par suite de contrôler le cintrage. Ce procédé permet le cintrage de profilés ayant une section quelconque et réalisés en des matériaux quelconques (métaux, matières synthétiques...) à la condition que ces matériaux présentent une plasticité suffisante. Il est toutefois particulièrement bien adapté au cintrage de profilés tubulaires ronds dans la mesure où il permet alors d'obtenir des cintrages multiples, en particulier elliptiques ou hélicoïdaux, dans des plans différents, et donc d'obtenir des pièces de formes quelconques. A cet effet, il est nécessaire d'orienter les orifices des en- tailles ainsi que la bande longitudinale non entaillée qui n'est alors pas rectiligne en fonction de la forme souhaitée. Le procédé de cintrage par enlèvement de matière con- forme à l'invention permet ainsi de combiner toutes les étapes néces- saires en une seule, et de faciliter le transport qui est rendu possible avant le cintrage, ce qui permet de réduire considérablement les volumes de transport. Ce procédé permet également d'effectuer le cintrage ma- nuellement et à moindre effort sur le lieu d'utilisation, le chantier ou l'atelier, et également de faciliter la mise en oeuvre finale, y compris dans le cas de structures devant être soudées. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'évidement d'au moins certaines des entailles et de préférence de toutes les entailles, est équipé d'une languette venant en prise dans une en- coche associée après cintrage du profilé de façon à éviter toute torsion de ce profilé à l'état cintré. La présence de ces languettes et de ces encoches consti- tue une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé conforme à l'invention dans la mesure où elle permet de « bloquer » le profilé à l'état cintré en empêchant toute torsion de ce profilé et de ré- partir les efforts de cisaillement. La géométrie des languettes et des encoches peut varier suivant l'effet recherché : simple répartition du cisaillement ou antiretour du cintrage. Il est à noter que les profilés cintrés obtenus par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention peuvent être utilisés tels quels dans la mesure où les efforts mécaniques auxquels ils sont soumis lors de cette utilisation ne contrarient pas le sens du cintrage et où aucune étanchéité n'est requise. Dans le cas contraire, le profilé peut être livré en tant que « structure pré-assemblée » ce qui permet d'éviter une perte de temps précieuse dans les étapes de maintien et pointage des pièces avant soudure. Il est à noter que le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre sur des tubes carrés avec de simples entailles trian- gulaires. Toutefois, dans le cas de profilés tubulaires ronds, l'ajout d'orifices de dégagement au niveau de chacun des sommets des évidements est particulièrement avantageux. Ces orifices servent à libérer les contraintes dues à la dé- formation de la matière dans la partie pliée, cette dernière ayant tendance à se rectifier et à s'allonger dans le sens de l'axe de pliage. La forme de ces orifices est libre et est en règle générale essentiellement circulaire. Toutefois, dans le cas d'un cintrage destiné à être soudé, ces orifices sont de préférence réduits à une simple fente perpendiculaire à la bissectrice de l'angle des évidements, de façon à limiter au maximum le retrait de matière. Les caractéristiques du procédé qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un tronçon de profilé tubulaire rond équipé d'une série d'entailles à l'état rectiligne avant cin- trage, les figures 2a et 2b sont des coupes longitudinales, illustratives de l'invention d'un tronçon de profilé tubulaire rond équipé d'une entaille respectivement à l'état rectiligne non cintré et après cintrage, la figure 3 est une vue en perspective du tronçon de profilé tubu- laire rond représenté sur la figure 1 après cintrage, la figure 4 est une vue en perspective d'un tronçon de profilé tubulaire rond équipé d'une série d'entailles comportant chacune une languette et une encoche associée à l'état rectiligne avant cintrage, les figures 5 et 6 sont respectivement des vues en perspective de tronçons de profilés tubulaires ronds comportant différents types de cintrages, la figure 7 est une vue en perspective d'un tronçon de profilé tubulaire rond équipé d'une entaille comportant des orifices en forme de trait. Selon la figure 1, le tronçon de profilé tubulaire 1 est équipé, sur la totalité de sa longueur, d'une série d'entailles identiques parallèles 2 régulièrement espacées et symétriques par rapport à un plan transversal ainsi que d'une étroite bande de matière longitudinale non entaillée 3 surmontant ces entailles 2. Selon la figure 2a, chacune des entailles 2 comporte deux orifices 4 essentiellement circulaires situés en regard sur la périphérie du profilé tubulaire 1 et reliés par un évidement 5 essentiellement en forme de double triangle isocèle dont les sommets sont contigus aux orifices 4. Les côtés de l'évidement 5 sont constitués par les cotés égaux 6, 6' respectivement situés dans le prolongement les uns des autres des deux triangles isocèles qui sont disposés « tête bèche » et assemblés au niveau de leur troisième côté 7 qui est virtuel et schématisé en pointillés. Selon la figure 2a, si on exerce de part et d'autre de l'entaille 2 une force schématisée par les flèches A au niveau de la bande non entaillée 3 du profilé tubulaire 1, on réalise le cintrage de cette bande et donc du profilé tubulaire 1 par déformation mécanique autour d'un point d'articulation situé à la partie supérieure de l'orifice 4. Selon la figure 2b, ce cintrage est poursuivi jusqu'à ce que les côtés égaux 6, 6' de l'évidement 5 en forme de double triangle isocèle soient appliqués les uns contre les autres. Cette opération permet le cintrage du tronçon de profilé tubulaire 1 de la figure 1 comme représenté sur la figure 3. Selon la figure 4, l'évidement 5 de chacune des entailles 2 est équipé d'une languette 8 venant en prise dans une encoche 9 associée après cintrage pour éviter toute torsion. Selon la figure 5, le profilé tubulaire 1 est équipé d'un double cintrage elliptique 10, 10' et est en forme de U. Toutes les entailles 2 ont un espacement similaire mais chacune d'elles possède un angle de coupe différent et croissant avec l'accentuation du cintre. Il est à noter qu'il serait également possible d'obtenir un effet similaire avec un angle de coupe identique pour chacune des entailles 2 mais des espacements allant en décroissant avec l'accentuation du cintre. Selon la figure 6, le profilé tubulaire 1 comporte un cin- trage hélicoïdal 11, 11'. Le profilé tubulaire 1 comprend plus précisément une dizaine d'entailles régulièrement espacées dont l'axe de pliage prend, pour chacune d'entre elles, un angle de quelques degrés dans le sens transversal par rapport à l'entaille précédente. Chaque entaille est parfaitement identique à la précé- dente sur le plan de la forme. On peut ainsi obtenir un cintrage hélicoïdal régulier. Il est à noter que, selon ce mode de réalisation, la bande non entaillée 3, située entre les deux orifices 4 de chacune des entailles 2 a une forme gauche correspondante. Selon la figure 7, le profilé tubulaire 1' qui est destiné à être soudé est équipé d'une entaille 2' comportant deux orifices 4' en forme de trait. Le procédé conforme à l'invention est particulièrement bien adapté au cintrage de profilés dans le domaine de l'ameublement, des structures d'ameublement, des présentoirs, des éléments de mobilier, des barres d'appui dans les transports, de la construction, des éléments de construction, des objets de décoration...20 1, 1' NOMENCLATURE 2, 4, 5 6, 2' 4' 8 6' 9 Profilé tubulaire Entaille Orifices Evidement Côtés Languette Encoche10 REVENDICATIONS1°) Procédé de cintrage de profilés, en particulier de profilés tubulaires notamment ronds, par enlèvement de matière, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : on prédéfinit la courbure devant être effectuée, on détermine le nombre et la géométrie d'une série d'entailles (2) de nature à permettre d'obtenir, après cintrage, la courbure ainsi pré-définie, chacune de ces entailles (2) étant constituée de préférence par deux orifices (4) situés en regard sur la périphérie du profilé (1) et reliés par un évidement (5) essentiellement en forme de double triangle isocèle dont les sommets sont contigus aux orifices circulaires (4), on trace au moins virtuellement le contour de ces entailles (2) sur la périphérie du profilé (1), on découpe les entailles (2) le long des lignes ainsi tracées, on enlève la matière située à l'intérieur des lignes de découpe, et on cintre le profilé (1) par déformation de matière, en appliquant les côtés (6, 6') des évidements essentiellement en forme de triangle isocèle les uns contre les autres. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que on trace les contours des entailles (2) sur la périphérie du profilé (1) et on les découpe le long des lignes ainsi tracées à l'aide d'une machine à commande numérique à faisceau laser. 3°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'évidement (5) d'au moins certaines des entailles (2) est équipé d'une languette (8) venant en prise dans une encoche (9) associée après cintrage du profilé (1) de façon à éviter toute torsion de ce profilé.35