Brevet FR3009505A1 — publié le 20150213

Poste d'amenage de fil avec galets en titane. L'invention concerne un dispositif d'amenage de fil dans une machine de façonnage de fil métallique. Une telle machine, à commande numérique effectue sur un fil (ou sur une barre) métallique diverses opérations de façonnage telles que par exemple cambrage, pliage, etc... réalisées par différents postes montés sur un bâti. Le terme de fil métallique est un terme générique utilisé dans la profession et qui englobe aussi bien un fil proprement dit qu'une barre ou un tube. Un des postes est le poste d'amenage de fil qui a pour fonction d'alimenter horizontalement ledit fil selon un axe de défilement, vers les outils d'un poste de façonnage. Le fil est déplacé par le poste d'amenage grâce à des galets à gorge fonctionnant par paire et tournant en sens inverse l'un de l'autre, généralement les galets sont placés l'un au-dessus de l'autre avec un galet inférieur fixe et un galet supérieur déplaçable verticalement dans un sens et dans l'autre. Le fil est pincé entre les deux galets par rapprochement relatif de ceux-ci et il est placé dans les gorges annulaires desdits galets. Le galet mobile est actionné par un actionneur qui définit l'effort de serrage sur le fil et qui peut être une vis, un vérin pneumatique ou hydraulique, un mécanisme à excentrique ou autre. Le fil est ainsi entraîné par frottement sur les deux galets. Plus l'effort d'appui sur le fil par les galets est important, plus l'effort d'entraînement peut l'être aussi. Néanmoins un effort d'appui trop important sur le fil produit une déformation du fil au- delà de sa limite d'élasticité, et induit des contraintes, qui ne disparaissent pas complètement lorsque le fil quitte les galets. Lorsque le fil est façonné au niveau du poste de façonnage, de nouvelles contraintes y sont appliquées qui s'ajoutent aux contraintes résiduelles dues au poste d'amenage. Le comportement du fil lors du façonnage est alors influencé par lesdites contraintes résiduelles, et n'est plus complètement maitrisé. Par ailleurs, la rectitude du fil à l'arrivée au poste de façonnage n'est plus parfaite, ce qui réduit également la précision de façonnage. Pour réduire la pression exercée sur le fil on peut tenter de donner aux galets une forme complémentaire à celle du fil, pour obtenir un point de contact du galet sur le fil le moins agressif possible. Néanmoins le fil n'a pas une géométrie parfaitement constante, et même si le galet peut être parfaitement complémentaire du fil, il ne le sera jamais sur toute la longueur du fil. De plus si les galets présentent une gorge circulaire de forme identique au fil, cela induit des frottements en glissement, du fait que le galet est en mouvement de rotation, et le fil en mouvement de translation. Les postes d'amenage présentent souvent plusieurs paires de galets successifs, dont les efforts d'amenage s'additionnent. Cette solution multiplie néanmoins d'autant le coût de l'installation. La présente invention se propose de remédier à au moins une partie des inconvénients précités et propose une solution qui permette de. A cet effet, l'invention concerne un poste d'amenage d'un fil dans une machine de façonnage de fil, ledit poste comportant des galets à gorge fonctionnant par paire, le fil étant pincé entre lesdits galets par rapprochement relatif de ceux-ci. Ce poste d'amenage est particulier en ce qu'au moins un galet est, au moins sur sa partie périphérique, en un matériau de module d'Young inférieur à 150 GPa. Grâce à cette disposition, la contrainte appliquée dans le fil est significativement réduite pour un même effort d'application, et les contraintes résiduelles dans le fil au poste de façonnage sont éliminées ou du moins réduites très significativement. Le galet peut être entièrement en un tel matériau, notamment pour en faciliter la fabrication, mais pour obtenir les avantages de l'invention, il suffit que sa partie périphérique le soit, c'est-à-dire la partie nécessaire pour que la gorge du galet soit entièrement en un tel matériau. Selon d'autres caractéristiques : ledit poste d'amenage peut comporter une paire de galets à gorge dans laquelle les deux galets sont, au moins sur leur partie périphérique, en un matériau de module d'Young inférieur à 150 GPa, cumulant ainsi les avantages obtenus des deux côtés du fil, ledit matériau peut être le titane, matériau qui présente par ailleurs d'autres avantages, comme un coefficient de frottement plus élevé avec l'acier, et une bonne résistance à la fatigue, ledit galet peut être en titane, évitant ainsi un assemblage d'un coeur et d'une partie périphérique, ce qui en facilite la fabrication, ledit poste d'amenage peut comporter une seule paire de galets à gorge et les deux galets être en titane, permettant ainsi d'obtenir un poste d'amenage plus compact et plus économique, tout en réduisant néanmoins la contrainte appliquée dans le fil. La présente invention concerne encore un procédé de fabrication d'un galet pour un poste d'amenage selon l'invention. Ce procédé est particulier en ce qu'il ne comporte pas de traitement thermique après usinage. Cela permet de fabriquer le galet en une seule phase d'usinage, sans reprise de la pièce, contrairement à l'état de la technique, où il faut faire une ébauche, puis un traitement thermique, puis remettre la pièce dans un centre d'usinage pour un usinage de finition. L'avantage découlant de la présente invention consiste en ce qu'elle propose un poste d'amenage permettant de supprimer, ou du moins réduire très significativement les contraintes résiduelles dans le fil. Elle permet en outre selon certains modes de réalisation d'obtenir un poste d'amenage plus compact et donc moins onéreux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint, dans lequel : la figure 1 représente une vue en coupe d'une paire de galets selon l'invention entrainant un fil. La présente invention concerne un galet 1 d'un poste d'amenage d'un fil 2. Ce galet 1 peut être un galet supérieur 3 ou un galet inférieur 4. Le galet supérieur 3 est muni d'un actionneur 5 agencé pour déplacer le galet supérieur 3 et l'appuyer vers le bas pour serrer le fil 2, et exercer l'effort suffisant pour que la rotation des galets 3, 4 autour de leur axe 6 produise un effort d'entrainement en translation du fil 2. Les galets 1 sont munis d'une gorge 7, de forme telle que le fil 2 est entouré des deux gorges 7 de chacun des deux galets 3, 4. En vue de réduire les inconvénients liés aux contraintes résiduelles dans le fil 2, il convient de réduire la pression exercée par les galets 1 sur le fil 2. Le fait que le rayon de la gorge 7 des galets 1 soit proche du rayon du fil 2 est une première mesure favorable, déjà amplement mise en oeuvre dans l'état de la technique. La pression subie par le fil 2 est d'autant plus faible que la surface de contact est élevée. Or ainsi qu'il a été dit plus haut, on ne peut pas adapter précisément la forme des gorges 7 à la forme du fil 2, du fait que le fil 2 n'a pas une section parfaitement constante. Le contact est donc très généralement de type ponctuel en vue en section comme sur la fig. 1, ce qui correspond à une génératrice du fil 2, et une circonférence au fond de la gorge 7 des galets 1. Néanmoins la surface de contact n'est pas nulle, ce qui impliquerait une pression infinie. En réalité à la fois les galets 1 et le fil 2 se déforment, au moins élastiquement, et tant que la déformation du fil 2 reste dans le domaine élastique, il n'y a pas de contraintes résiduelles significatives. L'aptitude à se déformer est une caractéristique du matériau. L'inventeur n'a pas souhaité modifier le matériau du fil 2, car cela impliquerait une réduction du domaine d'utilisation de la machine : elle ne serait plus adaptée que pour certains matériaux de fil 2. Il reste donc à examiner le matériau dont sont constitués les galets 1. La déformation du galet 1 est d'autant plus importante pour un effort donné que son module de Young est faible. En effet le module de Young caractérise l'effort à appliquer pour obtenir une déformation donnée. Il est donc intéressant de choisir un matériau ayant un module de Young plus faible que celui de l'acier, matériau couramment utilisé dans l'état de la technique, dont le module de Young est d'environ 200 GPa. En outre, ce qui est déterminant ici n'est pas l'effort appliqué par le galet 1 sur le fil 2, mais l'effort de translation qui en résulte sur le fil 2. Or cet effort de translation est d'autant plus important pour un effort d'application donné que le coefficient de frottement entre les deux matériaux est plus élevé. Le coefficient de frottement entre l'acier et l'acier est de l'ordre de 0,25 ; il serait donc intéressant de trouver un matériau dont le coefficient de frottement sur l'acier serait plus élevé. Toutefois, le coefficient de frottement est plus difficile à appréhender et à maîtriser, notamment du fait qu'il peut être influencé par l'état de surface, qui peut ne pas être le même le long du fil 2. Il est donc intéressant de considérer en priorité le module de Young. Il faut bien entendu que le galet 1 résiste aux sollicitations qui lui sont imposées, et que son coût de fabrication reste dans des limites raisonnables. L'inventeur a trouvé que le Titane présentait des caractéristiques tout à fait intéressantes, et pouvait être utilisé pour fabriquer des galets 1. En effet, son module de Young se situe vers 110 GPa, ce qui permet, pour un même effort d'application d'obtenir une pression réduite de 20%. Par ailleurs le coefficient de frottement acier sur titane est de l'ordre de 0,5, ce qui permet pour un effort d'application donné d'obtenir un effort d'entrainement du fil double par rapport à un galet 1 en acier. On gagne donc un facteur 2,4 entre l'effort de translation appliqué sur le fil 2, et la contrainte induite dans le fil 2. On pourra donc choisir, soit un effort de translation par paire de galets 1 équivalent, et une contrainte induite dans le fil 2 de l'ordre de 2,4 fois plus faible. Mais on pourra aussi choisir par exemple de revenir à 2 paires de galets 1 au lieu de trois, tout en obtenant une contrainte induite encore significativement plus faible qu'avec trois paires de galets 1 en acier. L'homme du métier saura adapter les choix selon la situation. Enfin un galet 1 en titane peut être fabriqué de manière plus simple que l'acier, puisqu'il ne nécessite pas de traitement thermique. Il peut donc être usiné en une seule phase d'usinage. Pour l'application à la présente invention, le titane doit être compris comme le titane ou un alliage de titane, pour lequel la teneur en titane est majoritaire, généralement supérieur à 80%. Par ailleurs on peut envisager d'utiliser un galet 1 avec un coeur par exemple en acier et une couronne périphérique en titane de sorte que la gorge 7 soit entièrement en titane. D'autres matériaux présentent également certaines caractéristiques intéressantes : L'aluminium présente un module de Young encore plus faible que celui du titane, de l'ordre de trois fois plus faible que l'acier. Son coefficient de frottement est de l'ordre de 0,4, ce qui permet d'obtenir un facteur global d'amélioration du même ordre que pour le titane. Néanmoins il présente une résistance mécanique bien plus faible et présente donc un intérêt moindre que le titane, mais ne sort pas du cadre de la présente invention. L'avantage de la présente invention réside en particulier en ce qu'elle permet de proposer des galets 1 qui, tout en produisant un effort de translation sur le fil 2 équivalent, induisent des contraintes très nettement plus faibles sur le fil 2, ce qui élimine, ou du moins réduit sensiblement les contraintes résiduelles dans le fil 2, et donc les problèmes de rectitude et de la constance du comportement en pliage au poste de façonnage. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Poste d'amenage d'un fil (2) dans une machine de façonnage de fil (2), ledit poste comportant des galets (1) à gorge fonctionnant par paire, le fil (2) étant pincé entre lesdits galets (1) par rapprochement relatif de ceux-ci, caractérisé en ce qu'au moins un galet (1) est, au moins sur sa partie périphérique, en un matériau de module d'Young inférieur à 150 GPa. 2. Poste d'amenage selon la revendication précédente, comportant une paire de galets (1) à gorge dans laquelle les deux galets (1) sont, au moins sur leur partie périphérique, en un matériau de module d'Young inférieur à 150 GPa. 3. Poste d'amenage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit matériau est le titane. 4. Poste d'amenage selon la revendication précédente, dans lequel ledit galet (1) est en titane. 5. Poste d'amenage selon la revendication précédente comportant une seule paire de galets (1) à gorge et les deux galets (1) sont en titane. 6. Procédé de fabrication d'un galet (1) pour un poste d'amenage selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il ne comporte pas de traitement thermique après usinage.