Procédé de fabrication de pièces de forme en matière non métallique souple et élastique et pièce obtenue par ce procédé. Pour fabriquer des pièces de forme en matière non métallique souple et élastique, on recourt le plus souvent au moulage parce que ce procédé est de beaucoup celui qui laisse le plus de liberté dans le choix de la forme la mieux appropriée à la fonction de la pièce à fabriquer.
Mais ce procédé devient très coûteux dès qu'il s'agit de fabriquer des pièces de petites dimensions, et dans ce dernier cas, on cherche à n'utiliser que des pièces dont la forme peut être obtenue par simple découpage en partant de produits mi-fabriqués, tels que planches, feuilles, tubes ou fils profilés.
Or, pour découper une pièce par exemple dans une feuille de matière non métallique souple et élastique (telle que le caoutchouc par exemple), on utilise en général un cou teau constitué par une mince lame qui, en pénétrant dans la matière perpendiculaire ment à la feuille, détache de cette dernière une pièce dont la tranche a la forme de la surface engendrée pendant le découpage par l'arête du couteau. Une telle pièce sera donc toujours limitée par deux faces parallèles et par au moins une surface latérale ou tranche à génératrices droites et perpendiculaires auxdites faces, c'est-à-dire plane ou développable.
Il en est de même lorsqu'on sectionne per pendiculairement à leurs génératrices des tubes ou fils profilés, les surfaces sectionnées sont perpendiculaires à la ou aux faces exté rieures de la pièce de forme correspondant à celles du profilé.
Le procédé de fabrication, objet de l'in vention, permet d'obtenir par découpage dans une pièce d'un produit mi-fabriqué, tel qu'une planche, une feuille, un tube ou fil profilé et par découpage au moyen, d'un outil tranchant animé d'un mouvement rectiligne, des pièces dont au moins certaines parties des surfaces tranchées dans le produit mi-fabriqué sont constituées par des surfaces qui, bien que confondues au moment du découpage avec la surface décrite par l'arête de l'outil tranchant dans le produit fabriqué, sont nettement différentes de cette même surface.
Suivant ce procédé, au cours d'une partie au moins de l'opération de découpage, on soumet le produit mi-fabriqué à une action locale parallèle à la surface que décrit dans la matière l'arête de l'outil tranchant pendant le découpage, action qui en plus d'une défor mation principale de même direction engen dre aussi une déformation transversale qui fait passer d'un côté de la surface engendrée pendant le découpage par l'arête de l'outil tranchant certaines parties de la màtière qui, à l'état naturel et non déformé du produit mi-fabriqué, se trouveraient de l'autre côté de cette même surface.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quelques manières de mise en aeuvre du procédé.
Les fig. 1 à 6 se rapportent à la fabrica tion à partir d'une feuille.
Les fig. 7 à 9 se rapportent à la fabrica tion à, partir d'un fil profilé.
La fig. 10 est une variante de détail. En référence aux fig. 1 à 3, on part d'une feuille 1 de matière, par exemple telle que du caoutchouc, pour obtenir une pièce de forme de section circulaire, dont les deux faces na turelles ont des diamètres différents. A cet effet, on utilise un outil tranchant 2 de forme circulaire et constitué par une mince lame. Si la feuille n'était soumise à aucune déformation locale pendant le découpage, la surface tranchée de la pièce découpée serait le cylindre 6, engendré par l'arête du couteau pendant le découpage.
Mais selon le procédé (fig. 2), la partie 4 de la feuille 1, située à. l'intérieur de cette surface 6 est comprimée au moment du dé coupage par un piston 3 qui en refoule cer taines parties 5 de l'autre côté de cette même surface 6.
Une fois l'opération terminée, la matière reprend, en vertu de son élasticité, sa place naturelle, et la pièce découpée 7 présente la forme montrée à la fig. 3. On voit que sa surface tranchée 8 n'est plus constituée par une surface cylindrique d'axe parallèle à la direction du déplacement de l'outil tranchant, lorsqu'il pénètre dans le produit mi-fabriqué. Les bases 9 de la pièce 7 sont planes, tandis que la tranche est constituée par des surfaces de forme différant nettement de celle décrite par l'outil dans le produit mi-fabriqué au cours de l'opération de découpage. Ces sur faces présentent des méridiens non rectilignes.
Dans l'exemple des fig. 4 à 6, on part également d'une feuille 1 pour obtenir aussi une pièce de forme circulaire.
Dans ce cas, la feuille 1 repose sur un support 10 présentant un évidement 11 à bords arrondis 12, situé en regard de l'outil tranchant 2. Le diamètre de l'évidement 11 est supérieur à celui de l'outil 2.
Au moment du découpage, la feuille 1 est poussée au fond de l'évidement 11 par un piston 13 disposé concentriquement à l'outil tranchant, le piston comporte une extrémité arrondie.
L'emboutissage local que subit ainsi la feuille au moment du découpage fait passer d'un côté de la surface 6 engendrée par l'arête de l'outil tranchant, les parties 1.4 et 15 de matière qui, à l'état naturel non dé formé de la feuille, se trouvent de l'autre côté de cette même surface. Il en résulte qu'après le découpage et lorsque la matière aura repris sa position naturelle, la pièce dé coupée 7 et la feuille 1 auront les formes re présentées à la fi-. 6.
Il est clair qu'on pourrait aussi prévoir deux outils tranchants disposés concentrique ment et actionnés simultanément, ce qui per met alors d'obtenir, de la manière décrite, des pièces annulaires telles que celle représentée à la fig. 10.
On pourrait aussi ne prévoir la compres sion, respectivement la déformation locale de la feuille qu'une fois le découpage commencé ou sur une partie quelconque du trajet de l'outil à travers la feuille, ce qui produirait des pièces dont une partie seulement des sur faces découpées ne serait pas à génératrices parallèles à une même direction.
En référence aux fig. 7 à 9, on part d'un fil profilé de section circulaire pour obtenir des pièces de même forme. Un support en forme de tube 16 (fig. 7) comporte à l'une de ses extrémités une butée 17 présentant une ouverture centrale de la dimension et de la forme du fil à découper. Contre cette butée 17 est disposée une pièce tubulaire 18 en matière élastique telle que du caoutchouc, dont le diamètre extérieur correspond à celui du tube 16 et l'intérieur à celui du fil à découper 20. Un piston annu laire 19 permet de comprimer la pièce 18 contre la butée 17, comme représenté à la fig. 8.
Sous l'effet de cette compression, la pièce 18 se déforme, comme représenté à la fig. 8, en enfonçant ses parties 21 dans le fil, ce qui provoque le refoulement de la partie 22 par l'ouverture de la butée 17.
Si un outil tranchant 2 se déplace de vant la butée transversalement au fil, il déta chera de ce dernier des pièces découpées pré sentant la forme montrée à la fig. 9.
On pourrait naturellement agir de ma nière analogue avec un tube au lieu d'un fil 20, ce qui produirait alors des pièces de forme annulaire.
On fait varier la forme des pièces décou pées suivant le degré de la déformation qu'on fait subir à la matière au moment du dé coupage.
On pourrait naturellement aussi provo quer la déformation locale de la matière à découper en la. comprimant de part et d'autre de l'outil avec des intensités différentes, l'une de ces intensités pouvant être nulle, comme dans l'exemple représenté aux fig. 1 à 3.
Une telle compression de la matière peut être combinée avec un emboutissage local de celle-ci.
La déformation pourrait aussi être obtenue par une traction au lieu d'une com pression.
La déformation locale provoquée au mo ment du découpage pourrait aussi être telle, que la matière dépasse sa limite d'élasticité et subisse par conséquent une déformation permanente.
Le procédé peut s'appliquer aussi aux matières autres que du caoutchouc, dont l'élasticité présente une plus ou moins forte relaxation.
Process for manufacturing shaped parts in flexible and elastic non-metallic material and part obtained by this process. To manufacture shaped parts in flexible and elastic non-metallic material, molding is most often used because this process is by far the one which leaves the most freedom in the choice of the shape best suited to the function of the part. to manufacture.
But this process becomes very expensive when it comes to manufacturing parts of small dimensions, and in the latter case, we seek to use only parts whose shape can be obtained by simple cutting starting from mid-size products. -manufactured, such as profiled boards, sheets, tubes or wires.
Now, to cut a part for example from a sheet of flexible and elastic non-metallic material (such as rubber for example), a knife is generally used consisting of a thin blade which, penetrating into the material perpendicular to the sheet, detaches from the latter a part whose edge has the shape of the surface generated during cutting by the edge of the knife. Such a part will therefore always be limited by two parallel faces and by at least one side surface or edge with straight generatrices and perpendicular to said faces, that is to say plane or developable.
The same is true when sectional tubes or profiled wires are sectioned perpendicularly to their generatrices, the sectioned surfaces are perpendicular to the exterior face (s) of the shaped piece corresponding to those of the section.
The manufacturing process, object of the invention, makes it possible to obtain by cutting from a part a semi-manufactured product, such as a board, a sheet, a tube or profiled wire and by cutting by means of 'a cutting tool animated by a rectilinear movement, parts of which at least certain parts of the surfaces cut in the semi-manufactured product are formed by surfaces which, although coincident at the time of cutting with the surface described by the edge of the cutting tool in the manufactured product are markedly different from this same surface.
According to this process, during at least part of the cutting operation, the semi-manufactured product is subjected to a local action parallel to the surface described in the material by the edge of the cutting tool during cutting. , action which in addition to a main deformation in the same direction also generates a transverse deformation which causes to pass from one side of the surface generated during cutting by the edge of the cutting tool certain parts of the material which, in the natural and undistorted state of the half-manufactured product, would be on the other side of this same surface.
The appended drawing represents, by way of examples, some ways of carrying out the process.
Figs. 1 to 6 relate to manufacture from a sheet.
Figs. 7 to 9 relate to manufacture from profiled wire.
Fig. 10 is a detail variant. With reference to fig. 1 to 3, one starts from a sheet 1 of material, for example such as rubber, to obtain a piece of circular section shape, the two natural faces of which have different diameters. For this purpose, a cutting tool 2 of circular shape and consisting of a thin blade is used. If the sheet were not subjected to any local deformation during cutting, the sliced surface of the cut piece would be cylinder 6, generated by the edge of the knife during cutting.
But according to the process (fig. 2), part 4 of sheet 1, located at. the interior of this surface 6 is compressed at the time of cutting by a piston 3 which pushes certain parts 5 of it back to the other side of this same surface 6.
Once the operation is complete, the material resumes, by virtue of its elasticity, its natural place, and the cutout 7 has the shape shown in FIG. 3. It can be seen that its cut surface 8 is no longer constituted by a cylindrical surface with an axis parallel to the direction of movement of the cutting tool, when it enters the semi-manufactured product. The bases 9 of the part 7 are flat, while the wafer is formed by surfaces of shape clearly different from that described by the tool in the product half-manufactured during the cutting operation. These surfaces have non-rectilinear meridians.
In the example of fig. 4 to 6, we also start from a sheet 1 to also obtain a circular part.
In this case, the sheet 1 rests on a support 10 having a recess 11 with rounded edges 12, located opposite the cutting tool 2. The diameter of the recess 11 is greater than that of the tool 2.
When cutting, the sheet 1 is pushed to the bottom of the recess 11 by a piston 13 arranged concentrically to the cutting tool, the piston has a rounded end.
The local stamping which the sheet thus undergoes at the time of cutting passes from one side of the surface 6 generated by the edge of the cutting tool, the parts 1.4 and 15 of material which, in its natural state not de formed from the sheet, are on the other side of this same surface. As a result, after cutting and when the material has returned to its natural position, the cut piece 7 and the sheet 1 will have the shapes shown in fi-. 6.
It is clear that one could also provide two cutting tools arranged concentrically and actuated simultaneously, which then makes it possible to obtain, in the manner described, annular parts such as that shown in FIG. 10.
It would also be possible to provide for the compression, respectively the local deformation of the sheet only once the cutting has started or on any part of the path of the tool through the sheet, which would produce parts of which only a part of the edges. cut faces would not have generatrices parallel to the same direction.
With reference to fig. 7 to 9, we start with a profiled wire of circular section to obtain parts of the same shape. A tube-shaped support 16 (FIG. 7) has at one of its ends a stopper 17 having a central opening of the size and shape of the wire to be cut. Against this stop 17 is placed a tubular part 18 of elastic material such as rubber, the outside diameter of which corresponds to that of the tube 16 and the inside to that of the wire to be cut 20. An annular piston 19 makes it possible to compress the part. 18 against the stop 17, as shown in FIG. 8.
Under the effect of this compression, the part 18 is deformed, as shown in FIG. 8, by pushing its parts 21 into the wire, which causes part 22 to push back through the opening of stop 17.
If a cutting tool 2 moves past the stop transversely to the wire, it will detach from the latter cut pieces having the shape shown in fig. 9.
One could of course act in a similar fashion with a tube instead of a wire 20, which would then produce ring-shaped parts.
The shape of the cut pieces is varied according to the degree of deformation which is subjected to the material at the time of cutting.
One could naturally also cause the local deformation of the material to be cut into the. compressing on either side of the tool with different intensities, one of these intensities possibly being zero, as in the example shown in FIGS. 1 to 3.
Such compression of the material can be combined with a local stamping thereof.
The deformation could also be obtained by traction instead of compression.
The local deformation caused during cutting could also be such that the material exceeds its elastic limit and consequently undergoes permanent deformation.
The process can also be applied to materials other than rubber, the elasticity of which exhibits a more or less strong relaxation.