FR2495508A1 - Procede pour fabriquer des poulies par roulage a partir d'une feuille metallique et poulies ainsi obtenues - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR FABRIQUER DES POULIES ET DES EBAUCHES DE POULIES A PARTIR D'UNE FEUILLE METALLIQUE QUI EST MISE SOUS LA FORME D'UNE EBAUCHE 15 COMPORTANT UNE PAROI CYLINDRIQUE VERTICALE 11, LAQUELLE EST ENSUITE EPAISSIE EN ETANT PARTIELLEMENT ECRASEE AXIALEMENT, PUIS MISE EN CONTACT AVEC UN CYLINDRE 50; LA SURFACE DU CYLINDRE PEUT COMPORTER PLUSIEURS GORGES EN FORME DE V POUR FORMER UNE POULIE A PLUSIEURS GORGES DESTINEE A ETRE UTILISEE AVEC UNE COURROIE EN V MULTIPLE (POLY-V).

Description

Procédé Dour fabriouer des poulies et Doulies ainsi obtenues.

La présente invention concerne un procédé pour amincir une feuille métallique dans des régions sélectionnées et, dans un mode préféré de mise en oeuvre, elle concerne un procédé pour fabriquer des poulies à partir d'une feuille métallique.

La fabrication de poulies à partir d'une feuille métallique est connue depuis longtemps. De telles poulies sont souvent fabriquées suivant un procédé d'emboutissage au tour tel que ceux décrits dans les brevets américains n0 2 685 856 et no 1 828 464. Ces deux brevets décrivent la fabrication de poulies avec une seule gorge en V qui peuvent être utilisées pour recevoir et entraîner une courroie en V. Il est également possible de fabriquer des poulies comportant deux gorges en V suivant un procédé d'emboutissage au tour, comme décrit dans le brevet américain n0 2 892 431.Cependant, ceci implique un mécanisme plus compliqué et pose également des difficultés du fait que la formation des gorges en V provoque un fluage du métal, ce qui se traduit par des parties amincies de la paroi de la poulie autour des gorges en V qui peuvent conduire à une défaillance de la poulie au cours de l'utilisation.

On a proposé de fabriquer des poulies comportant plus de deux gorges en V en utilisant des matrices métalliques, comme décrit dans le brevet américain n0 3 368 376. Cependant, ce procédé nécessite des matrices compliquées comportant des segments en arc de cercle à expansion et, autant qu'on le sache, n'a jamais été utilisé commercialement.

La formation de gorges en V dans le côté d'une poulie suivant l'un quelconque des procédés susmentionnés peut conduire à l'amincissement de la paroi de la poulie, et par conséquent à la défaillance de la poulie. Une raison en est que, par mise en oeuvre de ces procédés, il apparat nécessairement un fluage considérable du métal et qu'il est difficile de guider ce fluage de manière que toutes les parties de la gorge en V terminée de la poulie aient une épaisseur adéauate. Par conséquent, il est nécessaire de partir d'un métal d'épaisseur assez importante de manière que la poulie finale ait une résistance suffisante pour supporter les contraintes de torsion qui ont tendance à la déformer au cours de l'utilisation.

Les poulies embouties au tour actuelles sont utilisables avec des courroies en V simple, c'est-à-dire des courroies possédant un côté plat et un côté en forme de V pointant vers l'extérieur. Cependant, depuis plusieurs années on utilise d'autres courroies, appelées courroies en V multiple, dans un certain nombre d'opérations, par exemple l'entraSnement de mécanismes spécialisés. Ces courroies ont-un côté plat et de l'autre c8té plusieurs (habituellement six) parties en V s'étendant vers ltexté- rieur, suivant une configuration en dents de scie.

Ia fabrication de poulies pour recevoir de telles courroies s'est avérée difficile étant donné que la configuration en dents de scie dlune courroie en V multiple (également dite poly-V) nécessite, sur la poulie, un certain nombre de parties en V très pointues et relativement proches les unes des autres. Ceci nécessite l'utilisation d'une grande quantité de métal. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser une 11boite11 de poulie à paroi relativement épaisse dans le cas où l'on recours à des techniques traditionnelles d'emboutissage au tour ou à une technique de matriçage telle que décrite dans le brevet américain n0 3 368 376.Les poulies ainsi obtenues sont lourdes et coûteuses à fabriquer et ne sont pas prisées dans l'industrie automobile où un faible coût et un poids réduit sont souhaitables pour qu'elles soient adoptées commercialement. L'absence sur le marché de poulies légères, de faible coat et efficaces a empêché que les courroies en V multiple soient largement adoptées dans l'industrie automobile, en dépit d'autres avantages inhérents reconnus à courroies.

Dans la plupart des procédés d'emboutissage sur tour ou de matriçage, l'ébauche de poulie est formée initialement en étirant une pièce métallique plate pour lui donner une configuration comportant une base et une paroi cylindrique s'étendant à partir de celle-ci. Cette ébauche est habituellement appelée boîte. les gorges de la poulie sont réalisées par laminage ou matriçage dans la paroi de la boîte. Par conséquent, la pièce métallique plate initiale doit être choisie de manière à posséder une épaisseur suffisante pour qu'après l'étirage, la paroi de la boîte possède une épaisseur suffisante pour réaliser des gorges en V présentant une résistance adéquate pour l'utilisation envisagée. Cependant, le procédé d'étirage conduit à l'obtention d'une paroi dont l'épaisseur est soit égale, soit légèrement inférieure à celle de la base.

Par conséquent, dans les procédés actuels, l'épaisseur minimale admissible pour la pièce métallique initiale est déterminée par 1' épaisseur minimale admissible pour la paroi de la boîte. Etant donné que la base de la boute est soumise à des contraintes moins importantes que celles auxquelles est soumise la paroi pendant la fabrication de la poulie, il n'est pas nécessaire qu'elle soit aussi épaisse ou résistante que la paroi. Par conséquent, dans de nombreux cas, il serait avantageux, du point de vue du coût, de disposer d'une poulie dont la paroi est plus épaisse que la base.

Par conséquent, un but de l'invention est de fournir un procédé pour épaissir les parties de paroi sensiblement cylindriques d'une ébauche ou "boSte" de poulie sans épaissir les parties de la base de cette boite, de sorte que la paroi soit plus robuste et plus épaisse que cela serait possible autrement avec l'épaisseur du métal en feuille utilisé pour former la botte de poulie.

L'invention a également pour but de fabriquer des poulies dont les côtés comportent au moins quatre gorges en V possédant un fond relativement pointu. L'invention a aussi pour but de fournir un procédé général pour épaissir la feuille de métal constituant les parois verticales d'une boite formée par étirage, de façon à renforcer les parois verticales. L'invention a encore pour but de fournir des poulies résistantes et légères pour entrafner des courroies en V multiple dans des automobiles.

A ces fins un premier aspect de l'invention porte sur une ébauche de poulie constituée par un métal en feuille possédant une base sensiblement circulaire et une paroi sensiblement cylindrique remontant à partir de la rirconférence de la base et constituée par la même pièce de métal en feuille que la base, une partie importante de la paroi possédant une épaisseur plus importante que l'épaisseur d'au moins la plus grande partie de la base.

Par ailleurs, l'invention propose une poulie en
V multiple (poly-V) formée à partir d'une ébauche de poulie en forme de boite constituée à partir d'une feuille métallique possédant une épaisseur minimale admissible prédéterminée, caractérisée en ce qu'elle comporte une base circulaire dont l'épaisseur de paroi est égale à ladite épaisseur minimale admissible prédéterminée, et une partie de paroi annulaire en faisant partie intégrante et possédant une surface périphérique intérieure cylindrique généralement lisse et une surface périphérique extérieure conformée de façon à recevoir une courroie en V multiple, ladite partie de paroi possédant une section transversale définie par un fluage à froid de métal qui est rectiligne suivant sa périphérie intérieure et présente plusieurs gorges en V dans sa périphérie extérieure, la distance entre le fond de chaque gorge en V et ladite périphérie intérieure rectiligne étant suffisante pour assurer la résistance nécessaire, mais étant inférieure à l'épaisseur minimale prédéterminée de ladite ébauche de poulie, et la section transversale de ladite partie de paroi étant supérieure à la section transversale d'une section de l'ébauche d'épaisseur prédéterminée possédant une longueur égale à la dimension axiale de ladite partie de paroi, ce grâce à quoi la poulie comporte moins de métal et pèse moins lourd qu'une poulie possédant une partie de paroi de configuration similaire fabriquée à partir d'une ébauche constituée par le même métal possédant une épaisseur telle qu'une partie de la longueur égale à la dimension axiale de ladite partie de paroi possède une section-transversale égale ou légèrement supérieure à la section transversale de ladite partie de paroi.

Un autre aspect de l'invention a trait à un procédé pour fabriquer une nouvelle ébauche de poulie, procédé consistant (a) à utiliser une ébauche de poulie formée à partir d'une feuille métallique et comportant une base circulaire et une paroi cylindrique s'étendant à partir de la circonférence de la base, (b) à écraser partiellement, mais non complètement, ladite paroi suivant une direction axiale, (c) à mettre la paroi partiellement écrasée extérieurement en contact avec la face cylindrique d'un cylindre, ledit cylindre et ladite ébauche de poulie pouvant tourner et un des deux étant entraîné en rotation, ledit cylindre et ladite ébauche étant mis au contact l'un de l'autre avec une force suffisante pour que les deux tournent et que la face cylindrique dudit cylindre déforme et épaississe la paroi.

Encore un autre aspect de l'invention a trait à un procédé pour fabriquer une poulie qui consiste (1) à utiliser une ébauche de poulie formée à partir d'une feuille de métal et comportant une base circulaire et une paroi cylindrique s'étendant à partir de la circonférence de la base, (2) à écraser partiellement, mais non complètement, ladite paroi suivant une direction axiale, (3) à mettre la paroi partiellement écrasée extérieurement en contact avec la face d'un cylindre comportant au moins quatre nervures parallèles suivant sa circonférence tout en supportant la paroi intérieurement, l'ébauche de poulie et le cylindre pouvant tourner et un des deux étant entraîné en rotation, ledit cylindre et ladite ébauche étant mis au contact l'un de l'autre avec une force suffisante pour que les deux tournent et que la circonférence nervurée du cylindre imprime une configuration de gorges en V à ladite paroi pour former une poulie.

Suivant une autre caractéristique de l'invention on fabrique une poulie en réalisant les opérations (a), (b) et (c) mentionnées ci-dessus, suivie de l'opération (3) mentionnée ci-dessus.

Un autre aspect encore de l'invention a trait à un procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une fois formée ladite partie de paroisinulaire plus épaisse possède une configuration pour recevoir une courroie en V multiple ménagée par le cylindre dans sa périphérie extérieure, tandis que sa périphérie intérieure possède une configuration rectiligne suivant la direction axiale.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation préférés, mais non limitatifs, avec référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente une feuille de métal qui peut être utilisée pour former une boîte de poulie
- la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une forme de boîte de poulie formée à partir de la feuille de métal de la figure i
- la figure 2a et 2b sont des vues en coupe transversale de variantes de la base de la botte de poulie;;
- la figure 3 est.une vue en coupe transversale de la botte de poulie de la figure 2 montée dans un tour d'emboutissage classique
- la figure 4a est une vue en coupe transversale partielle de la boite de la figure 2
- la figure 4b est une vue en coupe transversale partielle de la même botte illustrant une opération de formation d'une collerette qui peut éventuellement être effectuée avant l'écrasement partiel de la botte
- la figure 5 est une vue en coupe transversale partielle de la botte de la figure 2, illustrant un procédé pour écraser partiellement la botte
- les figures 6a et 6b sont des vues en coupe transversale partielles de la botte de la figure 2, illustrant les opérations successives d'une variante pour écraser partiellement la botte
- les figures 7a et 7b illustrent des opérations successives pour la formation de gorges en V dans une boite partiellement écrasée
- les figures 8a et 8b illustrent des opérations successives pour épaissir les parois d'une botte partiellement écrasée sans former de gorges en V ; et
- la figure 9 illustre la formation de gorges en
V dans une botte après les opérations des figures 8a et 8b.

Selon le mode de mise en oeuvre le plus simple pour fabriquer une poulie convenant pour une courroie en
V multiple utilisée dans des automobiles, on forme une botte de poulie par emboutissage profond ou emboutissage au tour, de façon classique, d'une feuille de métal plat.

Le métal en question peut être n'importe lequel de ceux utilisés de façon classique dans la fabrication de poulies embouties au tour. Le plus courant est l'aluminium et l'acier doux laminé à chaud de qualité commerciale.

La feuille de métal, telle que celle représentée sur la figure 1, possède par exemple une épaisseur de 2 mm.

On peut naturellement utiliser une feuille de métal plus épaisse, et la limite supérieure pour l'épaisseur dépend de l'utilisation finale envisagée pour la poulie à fabriquer, et des pressions pouvant entre exercées par l'équipement d'étirage et d'emboutissage au tour utilisé.

On préfère utiliser une feuille de métal mince (c' est-à- dire dont ltépaiszeur est comprise entre 1, 8 et 2,8 mm) étant donné que c'est dans ce cas que les avantages particuliers de la présente invention sont les plus proloncés : à partir d'une telle feuille métallique mince, l'invention permet en effet d'obtenir des poulies dont les performances ne pourraient autrement être obtenues que pour des poulies fabriquées à partir d'une feuille plus épaisse du métal considéré.

Comme on l'a vu ci-dessus une ébauche de poulie (appelée "botte") est fabriquée suivant des procédés classiques sur une machine classique d'emboutissage profond ou de laminage. Une telle machine découpe une partie circulaire dans la feuille de métal 1 (figure 1) et l'étire en lui donnant la forme d'une botte comportant une base et une paroi cylindrique s'étendant à partir de celle-ci. La boite peut avoir n importe quelles dimensions souhaitées, suivant les dimensions de l'équipement utilisé et les dimensions de la poulie finale souhaitée. Par exemple, pour des poulies de 15,24 cm (une dimension souvent utilisée dans les automobiles), on découpe une pièce de 22,86 cm de diamètre et on l'étire pour obtenir une boite possédant une base de 16,76 cm de diamètre et une paroi de 5,08 cm de haut. Une boite typique est désignée par la référence 15 sur la figure 2. La boite de la figure 2 comporte une partie de base 10 en gradins et une paroi cylindrique 11 s'étendant à partir de ladite base. La partie de base 10 est habituellement percée en son centre en 12 de façon classique pour permettre son montage sur l'équipement d'emboutissage au tour. D'autres perçages peuvent être prévus pour le montage ou pour recevoir des boulons lorsque la poulie est-rminée.

En outre, il n'est pas impératif que la base 10 de la botte présente des gradins ou épaulements comme représenté sur la figure 2 ; elle peut tout aussi bien être plate ou inclinée comme représenté sur les figures 2a et 2b. Au lieu d'un seul perçage, on peut prévoir plusieurs perçages disposés dans la base suivant une configuration quelconque, comme représenté en 13 sur la figure 2b. Si on le désire, l'ébauche de poulie peut être équipée d'un moyeu constitué par une pièce de métal distincte, comme représenté par exemple dans le brevet américain n0 2 696 740.

Suivant le procédé de l'invention, la botte est placée dans un tour d'emboutissage universel classique.

De telles machines existent dans le commerce et ne sont pas représentées ici. De façon classique, la machine est munie de mandrins pour maintenir une pièce de manière à pouvoir la faire tourner, -et deporte-outils pour rappro- cher et éloigner des outils sélectionnés de l'axe de rotation de la pièce. La machine peut également comprimer une pièce suivant son axe de rotation.

La figure 3 représente une botte possédant la forme représentée sur la figure 2 positionnée dans un tour d'emboutissage entre le mandrin inférieur 20 et le mandrin supérieur 23. l'axe de rotation de la botte est représenté par la ligne a-a passant par les mandrins et la botte. De façon classique dans la technique dtemboutis sage de poulies, la botte est orientée correctement de manière que son axe de rotation constitue l'axe central de la paroi cylindrique de la botte. Une telle orientation peut être obtenue au moyen d'une rainure 21 de retenue de la botte ménagée dans le mandrin inférieur 20, et d'une broche centrale 24 s'étendant à partir du mandrin 23 et s'engageant dans le perçage 12, ou par tous autres moyens connus.

Si on le désire, le bloc de support interne cylindrique 50 peut être fixé sur le mandrin 20 pour tourner avec celui-ci. Le bloc 60 comporte une encoche 61 pour recevoir la broche 24 lorsque les mandrins 23 et 20 sont déplacés ensemble sur une distance prédéterminée.

il est préférable, pour des raisons qui seront indiquées ci-après, que le côté intérieur de la rainure 21 soit incliné, plutôt que verticale, comme indiqué en 25 sur la figure 3. Le mandrin supérieur 23 comporte également une partie annulaire inclinée 26 faisant face à la partie inclinée 25, comme représenté également sur la figure 3.

Si on le désire, on peut former des collerettes extérieure et intérieure dans la paroi de la poulie avant d'épaissir la paroi et de former les gorges dans celles-ci.

Cette opération n'est pas absolument nécessaire, étant donné que les collerettes peuvent être formées de façon commode au cours des opérations ultérieures de fabrication de la poulie, comme on le verra ci-après. Cependant, il est quelquefois commode de former les collerettes en premier étant donné que cela peut permettre un meilleur contrôle de l'écrasement partiel de la paroi de la poulie, comme décrit ci-après.

L'opération i formation de la collerette est représentée sur les figures 4a et 4b. La figure 4a représente une boite positionnée de la manière représentée sur la figure 3, mais lorsque le cylindre s'en approche.

Le cylindre 50 peut tourner autour d'un axe c-c parallèle à a-a et peut se rapprocher et s'éloigner de l'axe a-a.

Le cylindre 50 possède une face extérieure lisse 51 de forme cylindrique, et deux parties inclinées 52 et 53 se raccordant respectivement à la face cylindrique 51, comme représenté sur la figure 4a. Dans une variante, la face du cylindre peut être légèrement concave si on le désire.

Comme connu dans la technique, un tel cylindre peut être monté sur des ressorts, de sorte qu'il peut se déplacer axialement légèrement vers le haut et vers le bas en réponse à des pressions exercées sur sa périphérie.

Dans l'exemple représenté, le cylindre n'est pas entraîné.

Les mandrins 20 et 23 sont entraînés en rotation simultanément, à la même vitesse et dans le même sens, entraînant avec eux la boite 15 et le bloc 60. Lors de cette rotation, le cylindre 50 est amené en contact avec la paroi 11 de la botte 15. Simultanément, le mandrin 23 est descendu sur une distance prédéterminée de sorte qu'étant donné que la face 51 est en contact avec la paroi 11 de la boîte et continue à se déplacer vers l'intérieur, le métal au niveau du joint entre la base 10 et la paroi 11 (représenté en 16) est rabattu par la pression du cylindre 51 s'appuyant contre la boite. La partie inclinée 52 du cylindre favorise le rabattement sans inégalités du métal en 16, pour former une collerette. De façon similaire, la partie inclinée 53 aide à former sans inégalités une collerette au niveau de l'extrémité 17 de la paroi de la boîte qui est éloignée de la base.Le cylindre 50 est déplacé vers l'intérieur en direction de l'axe a-a, sur une distance prédéterminée, en tenant compte de l'amplitude du mouvement descendant du mandrin 23, de manière que les zones 16 et 17 de la paroi Il soient repliées dans la position représentée sur la figure 4b, sans étirement excessif. De préférence (mais non nécessairement), le bloc interne 60 s'étend vers l'extérieur sur une distance juste suffisante pour que sa face externe 62 forme un support d'appui pour la paroi 11, lorsque le cylindre 50 se trouve à la limite intérieure de son déplacement en direction de l'axe a-a.Cependant, il est préférable que la hauteur du bloc 60 soit telle qu'il existe un intervalle, indiqué en 63, entre la base 10 et le bloc 60 après cette opération, de manière que le mandrin 23 puisse etre rapproché du mandrin 20 durant des opérations ultérieures.

de formation de la poulie, sans avoir à changer les blocs 50. Cependant, au lieu de laisser un espace 63, il est également possible de ne pas utiliser le bloc 60 durant les opérations représentées sur les figures 4a et 4b, ou bien, à la fin de l'opération représentée sur les figures ta et 4b, d'enlever le bloc 60 et de le remplacer par un bloc ayant une hauteur plus faible, avant de passer aux opérations suivantes.

Les opérations représentées sur les figures 4a et 4b forment deux collerettes 18 et 19 séparées par une partie plate 117. On remarquera que la collerette 19 se trouve le long de la partie inclinée 25 du mandrin 20 et est en fait formée entre la partie inclinée 53 du cylindre 50 et la partie inclinée 25 du mandrin 20. L'inclinaison de la partie 25 devra être choisie de manière à former un appui lisse pour aider à la formation de la collerette 19.

Comme on l'a vu ci-dessus, les opérations représentées sur les figures 4a et 4b sont optionnelles. Elles ont pour effet de dimensionner de façon précise deux collerettes 18 et 19 qui sont utiles dans des poulies pour des courroies en V multiple, étant donné qu'elles aident à retenir la courroie en V multiple en position lorsque la poulie est terminée. Dans la description qui suit on supposera que les opérations de formation des collerettes représentées sur les figures 4a et 4b n'ont pas été effectuées, mais l'homme de l'art comprendra que les opérations qui vont être décrites peuvent être effectuées avec une ébauche de poulie comportant des collerettes 18 et 19 telle que celle obtenue après les opérations représentées sur les figures 4a et 4b.

Si les opérations des figures 4a et 4b n'ont pas été effectuées, la première opération à effectuer sur une boite de poulie, conformément au procédé de l'invention, est l'écrasement partiel de la paroi 11 de la boite 11.

Un tel écrasement partiel peut être effectué de différentes manières. Une manière (qui n'est pas la préférée) consiste à bomber la boite comme décrit dans le brevet américain n0 2 929 345. Cette opération n'est pas préférée du fait qu'elle nécessite un équipement spécial qui doit être monté spécialement sur le tour d'emboutissage pour cette opéra tion, puis être enlevé pour le déroulement & opérations suivantes. Dans une variante, qui n'est pas non plus la préférée, on applique simplement une pression axiale au mandrin 23, ce qui fait gauchir la paroi 11, comme représenté en 112 sur la figure 5.Le gauchissement se fait de façon irrégulière. il n'est' pas nécessaire qu'il y ait le bloc 60 durant l'opération d'écrasement partiel de la paroi 11 jussutà obtenir la forme approximative représentée en 112, mais il peut y être si on le désire. Comme le reconnaîtra l'homme de l'art, le gauchissement irrégulier peut aussi être effectué une fois que les collerettes 18 et 19 ont été formées suivant la méthode représentée sur les figures 4a et 4b.

Une variante, qui est la façon préférée pour écraser partiellement la paroi 11, est représentée sur les figures 6a et 6b. Les figures 6a et 6b représentent une paire de cylindres 31 et 32 qui tournent autour d'un axe b-b. Ces cylindres sont séparés l'un de l'autre par un ressort de compression 33. Chacun des cylindres possède une face comportant une partie inclinée 34, un prolongement arrondi 35, et une partie incurvée 35 qui est la plus proche de l'autre cylindre. Les deux cylindres sont séparés par le ressort 33 d'une distance telle que les prolongements 35 entrent en contact avec la paroi 11, lorsque les cylindres 32 et 33 sont rapprochés ensemble de la paroi, en des points assez largement espacés sur la paroi 11.

Lors de l'écrasement partiel de la paroi suivant le procédé des figures 6a et 6b, les mandrins 20 et 23 sont entraînés pour faire tourner la boite 15, et les cylindres 31 et 32 sont amenés en contact avec la paroi 11. lorsque les cylindres entrent en contact avec la paroi 11, ils commencent naturellement à tourner également, étant donné que la rotation de la paroi 11 les fait tourner.

Naturellement les prolongements 35 sont les premières parties des cylindres 31 et 32 qui entrent en contact avec la paroi 11 de la boite. Dès que les parties 35 sont entrées en contact avec la paroi, le mandrin 23 est rapproché du mandrin 20, en même temps que les cylindres 32 et 31 sont déplacés ensemble vers l'axe a-a.Ceci déforme la paroi 11 de la boîte et, simultanément, la déformation est en quelque sorte contrôlée par le fait que les prolongements 35 ont tendance à rester en contact avec la même partie de la paroi que celle avec laquelle ils sont initialement entrés en contact, le ressort 23 se comprimant lorsque le mandrin 23 se rapproche du mandrin 20. I1 s'ensuit que la paroi de la boîte vient s'appuyer sur le contour de la face incurvée 36 des cylindres, comme représenté sur la figure 6b. la distance sur laquelle les cylindres 31 et 32 doivent se rapprocher de l'axe a-a, et la conception des contours 36 ainsi que l'amplitude du déplacement du mandrin 23 seront évidents pour ceux qui sont familiers avec cette technique. I1 est préférable en général awle les cylindres 31 et 32 s'arrêtent face à face en faisant contact l'un avec l'autre, de manière qu'aucune pointe ni aucune barbe ne soit formée sur le métal par un intervalle entre les deux faces 36, comme indiqué en 37.

Cependant, s'il y a formation d'une barbe ou d'une pointe, ceci n'est pas gênant étant donné qu'elle sera éliminée pendant les opérations suivantes. Une fois que les cylindres 31 et 32 ont été retirés, on peut effectuer un autre écrasement contrôlé en rapprochant plus les mandrins 20 et 23 d'une quantité souhaitée.

La forme de la paroi partiellement écrasée obtenue conformément au procédé illustré aux figures 6a et 6b est indiquée en 113 sur la figure 6b. On remarquera que la forme de la paroi écrasée est plus régulière que celle obtenue suivant le procédé illustré à la figure 5.

Ci-après les autres opérations de l'invention seront décrites en se référant à une paroi possédant la forme 112, mais on comprendra que cela s'applique également à une paroi possédant la forme 113.

Quelle que soit la méthode utilisée pour écraser la paroi, il est préférable que la paroi 11 soit écrasée de manière que sa hauteur finale h1 (voir figure 5) soit comprise entre 25 et 75 de sa hauteur initiale h (voir figure 2). Si on a formé des collerettes par mise en oeuvre de l'opération des figures 4a et 4b avant l'écrasement, la hauteur écrasée h1 inclue la hauteur des collerettes 18 et 19. De façon commode, la hauteur du bloc 60 est telle qu'une fois que l'écrasement souhaité est effectué, le bloc se trouve en contact avec la base 10 de la boîte, comme représenté sur les figures 5 et 7a.

Une fois que la paroi a été écrasée pour lui donner la forme 112 ou 113, suivant l'invention l'opérateur peut effectuer soit les opérations des figures 7a et 7b pour obtenir une poulie finale pouvant être utilisée avec une courroie à gorge en V multiple, soit les opérations des figures 8a et 8b pour obtenir une poulie comportant une paroi verticale plus épaisse et qui peut être utilisée avec une courroie plate. Si on effectue les opérations 8a et 8b, on peut (si on le désire) effectuer une opération ultérieure comme représenté sur la figure 9, pour transformer la poulie ainsi obtenue en une poulie pouvant être utilisée avec une courroie en V multiple.

En se référant maintenant aux figures 7a et 7b, on va maintenant décrire un procédé pour fabriquer une poulie pouvant être utilisée avec une courroie en V multiple à partir d'une boîte écrasée possédant la forme 112 ou 113. La figure 7a représente un cylindre 40 qui tourne autour d'un axe d-d parallèle à l'axe a-a. La face du cylindre 40 comporte un certain nombre de saillies pointues 41, espacées les unes des autres par des encoches 42 en forme de V. Le nombre et la forme des saillies 41 sont identiques au nombre et à la forme des parties saillantes sur la courroie en V multiple avec laquelle la poulie est destinée à astre utilisée. Dans l'exemple représenté sur la figure 7a, il y a six parties saillantes 41 séparées par cinq encoches 42, suivant la même configuration que celle utilisée dans un type courant de courroie en V.Le dessus du cylindre 40 possède une surface de transition inclinée 43 entre la face et le dessus. De même, il y a une surface de transition inclinée 44 entre la face et le bas du cylindre. Les mandrins 20 et 23 sont entraînés simultanément et dans le même sens, ce qui fait tourner la botte partiellement écrasée. L'axe d-d est ensuite-déplacé vers l'axe a-a. Lorsque la face du cylindre 40 vient en contact avec la boîte, le cylindre commence également à tourner.

La surface 43, lorsqu'elle entre en contact avec la botte, serre une partie 114 du métal de la paroi de la boîte contre la surface inclinée 26 du mandrin supérieur 23, en formant une collerette. De même, la surface inclinée 44 serre une partie 115 d-e métal contre la surface inclinée 25 du mandrin inférieur 20, en formant une collerette inférieure. Ces deux collerettes sont identiques aux collerettes 18 et 19 formée par les opérations des figures 4a et 4b. Si les opérations des figures 4a et 4b ont été effectuées et que les collerettes sont déjà formées, les parties inclinées 43 et 44 s'appuient simplement contre les collerettes préexistantes, et les arrange dans le cas d'une déformation quelconque du métal.

les parties saillantes pointues 42 pénètrent dans le métal de la paroi de la boite 112 et le déforment.

Si la paroi de la boite n'avait pas été partiellement écrasée, c'est-à-dire si elle se trouvait dans le même état que celui représenté sur la figure 2 en 11, les parties saillantes pointues pénètreraient profondément dans le métal mince de la paroi. Si le métal en feuille était relativement mince, c' est-à-dire possédait une épaisseur inférieure à environ 2,8 mm et que la profondeur des encoches 42 par rapport aux parties saillantes 41 était d'environ 3,2 mm, une quantité de métal insuffisante fluerait dans les encoches 42 de sorte qu'elle les remplirait avant que les parties saillantes pointues 41 aient traversé entièrement le métal de la paroi 11, ou autrement serait si près de traverser la paroi que cette paroi 11 serait extrêmement peu résistante.Cependant, suivant le procédé de l'invention, la partie écrasée 112 de la paroi fournit plus de métal que ne le ferait une paroi cylindrique rectiligne. Ceci donne une quantité de métal suffisante, même lorsqu'on utilise un métal en feuille possédant une épaisseur initiale de 2 mm, pour remplir complètement des encoches de 3,2 mm en 42, tout en conservant-une paroi robuste.

Le cylindre 40 est déplacé vers l'axe a-a jusqu'à ce que les encoches 42 soient remplies de métal. Ia forme finale de la paroi de la boite est représentée sur la figure 7b. On remarquera qu'il y a une épaisseur appréciable de métal indiquée par la distance y entre les pointes 41 et l'intérieur 116 de la paroi de la boite qui maintenant s'appuie fermement contre la paroi extérieure 62 du bloc de support 60. Les encoches 42 sont complètement remplies par le métal de la paroi, comme représenté par la distance x.De façon générale, lorsque la hauteur h1 est comprise entre 0,25 et 0,75 fois la hauteur h, on peut obtenir une épaisseur de paroi avec les parties saillantes (y+x sur la figure 7b) comprise entre environ 1,5 et 2,5 fois l'épaisseur du métal en feuille initial, pour des feuilles de métal dont l'épaisseur est comprise entre environ 1,8 et 3,3 mm. La valeur relative des dimensions x et y dépend naturellement des dimensions, de la forme et du nombre de parties saillantes 42, et de la distance à laquelle le cylindre 40 peut s1 approcher de la paroi 62. Pour obtenir une poulie résistante, destinée à être utilisée dans une automobile, le cylindre 40 ne peut s'approcher de la paroi 62 qu'à une distance telle que l'épaisseur minimum y de la paroi soit de 1 mm.Une épaisseur minimum plus faible pourrait naturellement être admise si la poulie est conçue pour des utilisations nécessitant une résistance moindre.

Durant l'opération représentée sur les figures 7a et 7b, le retrait du bloc de support 60 est extrêmement important étant donné oue sa paroi 62 aide à répartir le métal de la paroi 112 de manière qutil remplisse toutes les encoches 42.

Une fois que le cylindre 40 est arrivé dans la position de la figure 7b, il est retiré et la boite de poulie, qui se présente maintenant sous la forme d'une poulie pouvant être utilisée avec une courroie en V multiple, est enlevée. On remarquera que la poulie ainsi formée comporte deux collerettes 18 et 19 qui lui confèrent une très bonne stabilité dimensionnelle, et une série de gorges (le complément des parties saillantes 41 et des encoches 42 du cylindre) pour être utilisée avec une courroie en V multiple.

Une variante de ce procédé, permettant de fabriquer une poulie avec une face plate, est représentée sur les figures 8a et 8b. En se référant tout d'abord à la figure 8a, on a représenté un cylindre 70 tournant autour d'un axe e-e oui est parallèle à l'axe a-a.

Ce cylindre possède une face plate 71 et deux parties inclinées 72 et 73. La partie 72 réunit la face plate 71 au-dessus du cylindre, tandis que la partie 73 réunit la face plate au-dessous du cylindre. La largeur de la face 71 est juste légèrement plus faible sue la largeur de la paroi 62 du bloc de support 60, et l'inclinaison des surfaces 72 et 73 est choisie en tenant compte des inclinaisons des surfaces 26 et 25 avec lesquelles elles coopèrent pour former des collerettes.

Les mandrins 20 et 23 sont entraînés en rotation simultanément et dans le meme sens, entraînant avec eux la boite 112. L'axe e-e du cylindre 70 est rapproché de l'axe a-a, le cylindre étant placé en face de la boite, comme représenté sur la figure 8a. La face plate 71 entre en contact avec la partie écrasée 112 de la paroi de la boite, la poussant contre la paroi 62 du bloc de support 80. Simultanément, la surface inclinée 72 du cylindre 70 serre une partie du métal de la paroi de la boite eontre la surface 26 du mandrin 23, pour former une collerette, et la surface 73 serre une partie du métal de la paroi de la boite contre la surface inclinée 25, en formant également une collerette.Du fait que la surface de la paroi de la boite est renflée ou partiellement écrasée, il y a plus de métal que nécessaire pour former simplement une paroi plate de la même épaisseur que la base. Ainsi, lorsque le cylindre 70 se rapproche de la paroi 62, on obtient une paroi rectiligne épaisse 111, possédant des surfaces sans inégalités contre la face 71 et la paroi 62.

L'avance du cylindre 70 est arrêtée à un endroit prédéterminé en tenant compte de l'écrasement réalisé lors de la formation de la paroi déformée ou écrasée 112, de manière que la nouvelle paroi 111 possède l'épaisseur souhaitée. En général, l'épaisseur obtenue est légèrement supérieure à celle du métal en feuille formant la base 10 (en excluant tout organe de renforcement ou moyeu), et est par exemple égale à environ 1,25 à 2 fois (de préférence 1,33 à 1,5 fois) l'épaisseur de la base 10. Bien sûr, si le cylindre était plus rapproché de l'axe a-a, du métal en excès pourrait ressortir autour des bords du cylindre, conduisant à une paroi plus mince 11, mais ceci ne serait pas souhaitable et n'est pas envisagé suivant la présente invention.En tenant compte des indications fournies, ceux qui sont familiers avec cette technique détermineront facilement la valeur de l'écrasement nécessaire pour obtenir une épaisseur appropriée 111 souhaitée.

Si les collerettes 18 et 19 ont été préformées, comme représenté sur les figures 4a et 4b, les surfaces 72 et 73 ne forment pas elles-mêmes les surfaces, mais s'appuient simplement contre les collerettes pré-existantes 18 et 19, empêchant le métal de s'échapper de la zone comprise entre la paroi 62 et la face 71, où est formée la nouvelle paroi plus épaisse 111.

Une fois qu'on est arrivé h l'état représenté sur la figure 8b, le cylindre 70 est retiré, et la poulie peut être enlevée des mandrins 20 et 23. On a formé une boite de poulie possédant une paroi lisse robuste 111, convenant comme poulie pour une courroie plate. La poulie comporte également des collerettes 18 et 19 qui servent à retenir la courroie en place.

On remarquera que les opérations représentées figures 7a et 7b, et 8a et 8b fournissent intrinsèquement une poulie comportant des collerettes 18 et 19. En général, il est préférable de conserver ces collerettes, et un des avantages de l'invention est que les collerettes réduisent la possibilité de glissement de courroies en V de poulies suivant l'invention. Cependant, il est possible, Si on le désire, d'enlever les collerettes 18 et 19 au moyen d'un cylindre qui élimine les collerettes par un effet de pinçage (comme connu dans la technique des poulies embouties autour pour enlever des collerettes non souhaite'es ou des barbes), ou au moyen d'autres méthodes classiques. Par conséquent, bien que les collerettes constituent une partie très souhaitable de l'invention, on comprendra qu'on peut également fabriquer des poulies sans collerettes par un procédé suivant l'invention.

Si on le désire, au lieu d'enlever la poulie formée avec la paroi 11 desmandrins 20 et 23, la poulie peut être soumise à l'action du cylindre 40, comme représenté sur la figure 9, après les opérations représentées sur les figures 8a et 8b. Le cylindre 40 est rapproché d'une manière similaire à celle décrite en se référant aux figures 7a et 7b, mais ici entre en contact avec la paroi épaisse 111 au lieu de la paroi déformée 112.

Cependant, le résultat obtenu est le même que celui obtenu avec les opérations représentées sur les figures 7a et 7b, comme on peut le voir en comparant la figure 9 à la figure 7b.

Dans ce qui précède, la mise en contact des différents cylindres avec la surface de la paroi de la boite s'effectue en faisant tourner les deux mandrins 20 et 23 à la même vitesse et dans le même sens, entraînant la boite 15 avec eux. Le ou les cylindres qui entre(nt) alors en contact avec la surface de la paroi de la boîte (par exemple le cylindre 40 ou le cylindre 70) peuvent alors tourner librement, mais n'est (ne sont) pas entraîné(s). Lorsqu'ils font contact avec la paroi de la boîte, ils sont entraînés en rotation par leur contact avec la boite qui tourne, à la même vitesse que celle-ci. il entre naturellement dans le cadre de l'invention que les mandrins 20 et 23 puissent tourner librement et que le cylindre qui se rapproche de la paroi de la boite soit entraîné.Dans une variante (bien qu'elle ne soit pas préférée), à la fois le cylindre et les mandrins 20 et 23 peuvent être entraînés de sorte qu'à la fois la boite et le cylindre sont entraînés en rotation. Les sens de rotation doivent de préférence être tels qu'au moment de l'entrée en contact du cylindre et de la boite, les deux tournent dans le munie sens. Cependant, il n'est pas nécessaire qu'ils tournent exactement à la même vitesse et, dans certains cas, il est même possible d'obtenir de bons résultats lorsque la boîte et le cylindre tourment dans des sens différents, bien que cela ne soit pas préféré.

On va maintenant donner des exemples de fabrication de poulies conformément à l'invention.

Exemple 1.
Une boite de la forme représentée sur la figure 2 est étirée par des moyens classiques à partir d'une feuille d'acier d'environ 2 mm d'épaisseur, pour obtenir une largeur de 16,8 cm et une hauteur h de 5 cm. La boite est écrasée suivant l'opération représentée sur la figure 5 jusqu'à une hauteur h1 de 2,5 cm. On effectue alors les opérations des figures 7a et 7b en utilisant un cylindre 40 comportant six gorges espacées de 3,55 mm l'une de l'autre et dont les encoches 42 ont une profondeur de 3,55 mm. Le cylindre 40 est rapproché de l'axe a-a jusqu'à ce que la distance entre la paroi 62 et les parties saillantes 41 soit égale à 1,27 mm.Lorsqu'on a enlevé le cylindre 40 et que la boîte est enlevée des mandrins, on obtient une poulie à gorges bien formée comportant deux collerettes (18 et 19 sur les dessins) d'environ 16,8 cm de diamètre et une partie centrale de réception d'une courroie en V possédant un diamètre moyen de 15,24 cm et comportant six gorges correspondant aux parties saillantes 41. Chacune de ces gorges possède une profondeur ae 3,55 mm, et la profondeur totale de métal mesurée entre le fond d'un V et l'intérieur de la boîte (distance y sur la figure 7b) est 1,27 mm. La variation de profondeur entre les six gorges en V est insignifiante, étant inférieure à 0,05 mm. Las dimensions sont sensiblement constantes suivant le diamètre d'une poulie.

temple 2.
Une feuille de métal de 2 mm d'épaisseur est mise sous la forme d'une boîte telle que celle décrite dans i 'exemple 1. La bofte est écrasée suivant l'opération représentée sur la figure 5 jusqu'à une hauteur hl de 2,5 cm. On effectue les opérations représentées sur les figures 8a et 8b. Le cylindre 70 est rapproché de la paroi 62 jusqu'à ce que la distance entre la face 71 et la paroi 62 soit égale à 3 mm. Lorsque le cylindre 70 est retiré et que la boîte est enlevée des mandrins 20 et 23, on obtient une partie de réception pour une courroie en V de 15,24 cm de diamètre et une collerette d'environ 16,8 cm de diamètre de chaque côté de la partie de réception de la courroie en V.L'épaisseur de la paroi de la partie de réception de la courroie en V est égale à 3 mm, et la poulie possède une forme cylindrique régulière au niveau de la partie de réception de la courroie en V.

Exemple 3.
Une poulie formée suivant l'exemple 2 est ensuite soumise à l'opération représentée sur la figure 9.

Le cylindre 40 est rapproché de manière que les parties saillantes 42 se trouvent à une distance de 1,27 mm de la paroi 62. Lorsque le cylindre est retiré et que la boîte est enelvée des mandrins 20 et 23, on obtient une poulie pour courroie en V multiple qui est identique à la poulie formée dans l'exemple 1.

Chacune des poulies obtenues dans les exemples 1, 2 et 3 résiste très bien à une déformation et convient bien pour des applications automobiles et naturellement pour des poids lourds.

Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Poulie en V multiple (poly-V) formée à partir d'une ébauche de poulie en forme de boîte constituée à partir d'une feuille métallique possédant une épaisseur minimale admissible prédéterminée, caractérisée en ce xi'elle comporte une base circulaire dont l'épaisseur de paroi est égale à ladite épaisseur minimale admissible prédéterminée, et une partie de paroi annulaire en faisant partie intégrante et possédant une surface périphérique intérieure cylindrique généralement lisse et une surface périphérique extérieure conformée de façon à recevoir une courroie en V multiple, ladite partie de paroi possédant une section transversale définie par un fluage à froid de métal qui est rectiligne suivant sa périphérie intérieure et présente plusieurs gorges en V dans sa périphérie extérieure, la distance entre le fond de chaque gorge en V et ladite périphérie intérieure rectiligne étant suffisante pour assurer la résistance nécessaire, mais étant inférieure à l'épaisseur minimale prédéterminée de ladite ébauche de poulie, et la section transversale de ladite partie de paroi étant supérieure à la section transversale d'une section de 11 ébauche d'épaisseur prédéterminée possédant une longueur égale à la dimension axiale de ladite partie de paroi, ce grâce à quoi la poulie comporte moins de métal et pèse moins lourd qu'une poulie possédant une partie de paroi de configuration similaire fabriquée à partir d'une ébauche constituée par le même métal possédant une épaisseur telle qu'une partie de la longueur égale à la dimension axiale de ladite partie de paroi possède une section trans versable égale ou légèrement supérieure à la section trnsversale de ladite partie de paroi.

2. Poulie en V multiple suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite paroi annulaire comporte à ses extrémités opposée une paire de collerettes qui en font partie intégrante et qui s'étendent radialement et axialement vers l'extérieur au-delà de la périphérie extérieure de ladite partie de paroi, une de ces collerettes étant formée à partir d'une section annulaire de ladite ébauche repliée sur elle-même,

3. Poulie en V multiple suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la section transversale de ladite partie de paroi est plus importante que la section transversale d'une section de ladite ébauche d'épaisseur prédéterminée possédant une longueur égale à la dimension axiale de ladite partie de paroi, d'un facteur compris entre 1/4 et 2.

4. Poulie en V multiple suivant la revendication 3, caractérisée en C9. que ledit facteur est compris entre 1/3 et 1/2.

5. Poulie en V multiple suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la distance entre le fond de chaque gorge en V et ladite périphérie intérieure rectiligne est égale à au moins 1 mm.

6. Poulie en V multiple suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la distance entre le fond de chaque gorge en V et ladite périphérie intérieure rectiligne est égale à au moins 1 mm.

7. Poulie en V multiple suivant la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les différentes gorges en

V définissent au moins quatre parties saillantes annulaires possédant respectivement la forme d'un V inversé , la distance perpendiculaire entre la périphérie intérieure rectiligne et le sommet de chaque partie saillante annulaire étant comprise entre 1 ,5 et 2,5 fois ladite épaisseur minimale prédéterminée.

8. Procédé pour fabriquer une poulie à partir d'une ébauche de boîte de poulie constituée par un métal en feuille possédant une épaisseur minimale admissible prédéterminée, dans lequel une base circulaire est formée à partir de ladite ébauche avec une épaisseur égale à ladite épaisseur.minimale admissible prédéterminée, caractérisé en ce su'il consiste à former d'une seule pièce avec ladite base une partie de paroi annulaire plus épaisse à partir de ladite ébauche qui a une épaisseur supérieure à ladite épaisseur minimale prédéterminée, ladite partie de paroi plus épaisse étant formée en écrasant partielLement une section annulaire de l'ébauche qui possède une dimension axiale supérieure à la dimension axiale de ladite partie de paroi annulaire pour lui donner une dimension axiale égale à celle de ladite partie de paroi annulaire sans en charger matériellement l'épaisseur, mais pas complètement de manière que des parties de la surface intérieure de cette ébauche soient en contact, et à déplacer la section partiellement écrasée de 11 ébauche radialement vers l'intérieur tout en l'empêchant de se dilater axialement, et le mouvement radial vers l'intérieur étant poursuivi au-delà d'une position radiale prédéterminée de manière que la surface périphérique intérieure de ladite section partiellement écrasée soit réduite sans que des parties de celle-ci entrent en contact.

9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une fois formée ladite partie de paroi annulaire plus épaisse possède une configuration pour recevoir une courroie en V multiple ménagée par le cylindre dans sa périphérie extérieure, tandis que sa périphérie intérieure possède une configuration rectiligne suivant la direction axiale.

10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce gutavant le mouvement pour la formation de ladite partie de paroi annulaire plus épaisse, on forme sur l'ébauche une paire de collerettes situées de chaque -c8té de ladite section annulaire et s'étendant radialement et axialement vers l'extérieur de ladite partie de paroi plus épaisse après la formation de cette dernière, une desdites collerettes étant formée en repliant sur elle même une autre section annulaire de l'ébauche au voisinage de la première section annulaire mentionnée.

11. Procédé suivant l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite partie de paroi annulaire plus épaisse est supérieure à ladite épaisseur minimale admissible prédéterminée, d'un facteur compris entre 1,25 et 2.

12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ledit facteur est compris entre 1/3 et 1/2.