FR2558397A1

FR2558397A1 - Method and tooling equipment for assembling the end of a pipe perpendicularly to a metal sheet and assembly thus produced

Info

Publication number: FR2558397A1
Application number: FR8400884A
Authority: FR
Original assignee: CAULLE CLAUDE
Current assignee: CAULLE CLAUDE
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1985-07-26

Abstract

A pipe 4 is contained inside a die 1 while leaving a projecting end part 4A. The metal sheet 13 is previously slipped over this projecting part and is supported at two thirds of the height by means of retractable stubs 8, the rod 10 of a punching die 9 having a head 11 connected to it by means of a concave rounding 12 is inserted into the pipe 4, the punching die 9 is pushed until the die 1, the metal sheet 13 and the head 11 are in contact, so that the metal sheet is ultimately clamped between a bead and a crimped portion of the pipe.

Description

L'invention a pour objet un procédé et un outillage qui ont pour but de réaliser, en une seule opération, un assemblage rigide de la partie extrême d'un tube à une tôle, perpendiculairement à celle-ci. The subject of the invention is a method and a tool which are intended to produce, in a single operation, a rigid assembly of the end part of a tube to a sheet, perpendicular thereto.

L'invention n'apporte pas de limite au profil de la section droite du tube à assembler. Bien que l'on se réfère dans ce qui suit à un tube ayant une section droite circulaire, parce qu'on utilise plus couramment ce genre de tube, il est entendu que le procédé de l'invention est utilisable aussi avec tout élément tubulaire à profil quelconque en section droite. The invention does not limit the profile of the cross section of the tube to be assembled. Although reference is made in the following to a tube having a circular cross section, because this type of tube is more commonly used, it is understood that the method of the invention can also be used with any tubular element with any profile in cross section.

L'invention ne limite pas non plus les dimensions générales de la tôle à partir du moment où celle-ci peut être disposée comme il convient dans l'outillage qui sert à mettre en oeuvre le procédé. Cependant l'invention est particulièrement utile pour fixer à une extrémité d'un tube un flasque plat dans l'ensemble qui constitue une semelle d'appui pour un pied de meuble ou de machine, ou autre encore, qui est constitué par un élément tubulaire. The invention also does not limit the general dimensions of the sheet from the time when it can be disposed as appropriate in the tool used to implement the method. However, the invention is particularly useful for fixing at one end of a tube a flat flange in the assembly which constitutes a support sole for a foot of furniture or machine, or another still, which is constituted by a tubular element. .

Selon le procédé de l'invention, on contient fermement le tube dans une matrice venant en contact avec toute sa surface extérieure, en laissant dépasser la partie extrême du tube à la longueur nécessaire à l'assemblage, on enfile sur cette partie extrême saillante la tôle dans laquelle on a préalablement percé un trou apte à recevoir le tube sans jeu ni serrage, on tient la tôle en avant de la matrice à une distance sensiblement égale aux deux tiers de la longueur de la partie extrême saillante, on enfonce dans le tube un poinçon ayant une tige au profil et aux dimensions du tube et une tête plus large raccordée à la tige par un arrondi concave, la tige s'étendant à l'intérieur du tube sur la longueur de ce dernier contenue dans la matrice, on pousse à force le poinçon jusqu'à ce que sa tête soit arrêtée par la tôle, elle-même arrêtée par la matrice. According to the method of the invention, the tube is firmly contained in a matrix which comes into contact with its entire outer surface, leaving the end part of the tube to exceed the length necessary for assembly, and threading this protruding end part sheet in which a hole has previously been drilled capable of receiving the tube without play or clamping, the sheet is held in front of the die at a distance substantially equal to two thirds of the length of the projecting end part, it is pressed into the tube a punch having a rod with the profile and the dimensions of the tube and a wider head connected to the rod by a concave rounding, the rod extending inside the tube on the length of the latter contained in the matrix, one pushes force the punch until its head is stopped by the sheet, itself stopped by the die.

Pendant ce mouvement du poinçon, il se forme d'abord une amorce de sertissage de l'extrémité libre du tube sur la tôle, puis un pli de la partie du tube entre la tôle et la matrice; pendant que ce pli se forme, le sertissage du tube sur la tôle se termine. Finalement la tôle est fermement serrée entre un bourrelet annulaire extérieur et un sertissage de l'extrémité libre du tube. During this movement of the punch, a primer crimping is formed first of the free end of the tube on the sheet, then a fold of the part of the tube between the sheet and the die; while this fold is forming, the crimping of the tube on the sheet metal ends. Finally the sheet is firmly clamped between an outer annular bead and a crimping of the free end of the tube.

Il est très souvent souhaitable que la face extérieure de la tôle, à l'opposé du tube, et la face extrême du tube serti se trouvent dans un même plan, ou autrement dit, que le sertissage ne soit pas en saillie par rapport à la tôle. Dans ce cas, on réalise préalablement sur cette dernière, par emboutissage par exemple, concentriquement au trou de réception du tube, une dépression de profondeur égale à l'épaisseur du sertissage. It is very often desirable that the outside face of the sheet, opposite the tube, and the end face of the crimped tube are in the same plane, or in other words, that the crimping is not projecting with respect to the sheet metal. In this case, a depression of depth equal to the thickness of the crimping is produced beforehand on the latter, by stamping for example, concentrically with the hole for receiving the tube.

Quand l'assemblage est réalisé, selon l'invention, sur un tube de faible longueur, de 5 à 10 cm par exemple, la matrice a une longueur supérieure à cette longueur et le logement destiné à contenir le tube se termine avantageusement par un épaulement contre lequel le tube est en butée pendant la course du poinçon. Ainsi, le serrage de la matrice sur le tube a pour seul but d'empêcher la déformation du tube et non de s'opposer à son glissement sous la poussée du poinçon. When the assembly is carried out, according to the invention, on a short tube, 5 to 10 cm for example, the matrix has a length greater than this length and the housing intended to contain the tube advantageously ends in a shoulder against which the tube is in abutment during the stroke of the punch. Thus, the clamping of the matrix on the tube has the sole purpose of preventing the deformation of the tube and not of opposing its sliding under the push of the punch.

Quand il s'agit d'un tube trop long pour être contenu dans la matrice sur la totalité de sa longueur, on réalise une matrice ayant une longueur suffisante pour que, étant serrée sur le tube, elle retienne cè dernier contre la poussée exercée par le poinçon. Celui-ci pénètre dans le tube sur la longueur qui est serrée dans la matrice; en fait cette pénétration a surtout pour rôle de s'opposer à tout plissement ou gonflement interne indésirable du tube. Il est donc possible d'introduire dans le tube une broche s'opposant à son écrasement dans la plus grande partie de la zone de serrage du mandrin, cette broche laissant une course suffisante dans la partie extrême du tube à la tige du poinçon pour assurer son guidage pendant sa course active. When it is a tube too long to be contained in the matrix over its entire length, a matrix is produced having a sufficient length so that, being clamped on the tube, it retains the latter against the thrust exerted by the punch. This enters the tube along the length which is clamped in the matrix; in fact, this penetration mainly has the role of opposing any undesirable folding or internal swelling of the tube. It is therefore possible to introduce into the tube a pin opposing its crushing in most of the mandrel tightening zone, this pin leaving sufficient travel in the end part of the tube to the punch rod to ensure its guidance during its active race.

L'invention couvre l'outillage utilisé pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus; cet outillage comprend d'une part une matrice de serrage, en deux parties ouvrantes au moins, limitant un logement au profil et aux dimensions extérieures du tube; cette matrice a une face principale sur laquelle s'ouvre le logement et dans laquelle sont montés des éléments de soutien escamotables à l'intérieur de l'épaisseur de cette matrice; en outre du côté de cette même face il existe un poinçon ayant une tige au profil et aux dimensions du tube et une tête plus large que la tige et réunie à celle-ci par un arrondi. The invention covers the tools used for implementing the method described above; this tool comprises on the one hand a clamping matrix, in at least two opening parts, limiting a housing to the profile and to the external dimensions of the tube; this matrix has a main face on which the housing opens and in which are retractable support elements inside the thickness of this matrix; further on the side of this same face there is a punch having a rod with the profile and dimensions of the tube and a head wider than the rod and joined to the latter by a rounding.

Dans un mode de réalisation de l'invention, il existe dans la face principale de la matrice une dépression concentrique au logement du tube, incluse entre les éléments de soutien. In one embodiment of the invention, there exists in the main face of the matrix a depression concentric with the housing of the tube, included between the support elements.

Pour la mise en oeuvre du procédé sur des tubes de petite longueur il existe dans le logement un épau liement pour l'appui de l'extrémité du tube opposée à sa partie extrême à fixer à la tôle
Un assemblage conforme à l'invention est remarquable en ce que la tôle assemblée avec un tube est fermement tenue entre d'une part un bourrelet annulaire à face latérale convexe situé du côté de l'extension du tube, d'autre part un sertissage de l'extrémité libre du tube sur cette tôle.For the implementation of the method on tubes of short length there is in the housing a shoulder for the support of the end of the tube opposite to its end part to be fixed to the sheet
An assembly according to the invention is remarkable in that the sheet metal assembled with a tube is firmly held between on the one hand an annular bead with convex lateral face situated on the side of the extension of the tube, on the other hand a crimping of the free end of the tube on this sheet.

On donnera maintenant une description d'un exemple de mise en oeuvre du procédé à l'aide d'un outillage conforme à l'invention; on se reportera# au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue en coupe brisée, selon I-I de la figure 2, d'une matrice selon l'invention, représentée fermée sur un tube avec une tôle soutenue en position et un poinçon en cours d'enfoncement,
- la figure 2 est une vue de dessus de la matrice de la figure 1 représentée seule à l'état fermé
- la figure 3 est une vue en coupe, par un plan passant par l'axe, du tube et de la tôle de la figure 1 après assemblage conformément à l'invention.A description will now be given of an example of implementation of the method using a tool according to the invention; refer to # the attached drawing in which
FIG. 1 is a broken section view, along II of FIG. 2, of a matrix according to the invention, shown closed on a tube with a sheet metal supported in position and a punch in the process of being driven in,
- Figure 2 is a top view of the matrix of Figure 1 shown alone in the closed state
- Figure 3 is a sectional view, through a plane passing through the axis, of the tube and the sheet of Figure 1 after assembly according to the invention.

La matrice 1 comprend deux parties ouvrantes 1A, 1B qui se ferment dans un plan de joint 2 et qui limitent ensemble, à l'état fermé, un logement 3 réalisé au profil et aux dimensions de la surface extérieure d'un tube 4. Dans cet exemple, ce tube 4 est cylindrique et, comme il a une longueur faible, de 7 cm, le logement 3 comprend un épaulement intérieur 5 contre lequel une extrémité du tube 4 vient s'appuyer. Dans cette position, le tube 4 a une partie extrême 4A qui est en saillie en dehors de la matrice 1, par rapport à une face principale 5 de celle-ci, sur une longueur appropriée à l'assemblage à réaliser. Dans cet exemple, cette longueur saillante est de 2,1 cm, le tube ayant par ailleurs un diamètre extérieur de 21 mm et un diamètre intérieur de 16 mm. The matrix 1 comprises two opening parts 1A, 1B which close in a joint plane 2 and which together limit, in the closed state, a housing 3 made to the profile and to the dimensions of the external surface of a tube 4. In this example, this tube 4 is cylindrical and, as it has a short length, of 7 cm, the housing 3 comprises an internal shoulder 5 against which one end of the tube 4 comes to bear. In this position, the tube 4 has an end portion 4A which projects outside the matrix 1, relative to a main face 5 thereof, over a length suitable for the assembly to be produced. In this example, this protruding length is 2.1 cm, the tube also having an outside diameter of 21 mm and an inside diameter of 16 mm.

Les deux parties 1A, 1B de la matrice ont des trous de centrage correspondants 1C pour des broches de verrouillage et sont tenus fermés par des moyens hydrauliques ou mécaniques non représentés. The two parts 1A, 1B of the matrix have corresponding centering holes 1C for locking pins and are kept closed by hydraulic or mechanical means, not shown.

Dans la face principale 5 sont percés quatre trous borgnes 6 qui contiennent chacun un ressort de compression 7 supportant un téton d'appui 8. En position de détente des ressorts 7, les tétons 8 ont une partie extrême supérieure 8A saillante par rapport à la face principale 5, pour une raison qui apparaîtra plus loin. In the main face 5 are drilled four blind holes 6 which each contain a compression spring 7 supporting a bearing stud 8. In the spring relaxation position 7, the studs 8 have an upper end portion 8A projecting from the face main 5, for a reason which will appear later.

L'outillage selon l'invention comprend encore un poinçon 9 ayant une tige 10 et une tête plus large 11 qui sont raccordées ensemble par un arrondi concave 12. La tige 10 est réalisée au profil et aux dimensions de la surface intérieure du tube 4 pour pouvoir être introduite dans ce dernier sans frottement et sans jeu important. La tige 10 a une longueur supérieure à celle du tube 4 afin que, lorsqu'elle est introduite dans ce dernier, elle atteigne son extrémité mise en butée contre l'épaulement 5 avant que l'arrondi concave 12 atteigne l'extrémité opposée saillante de ce tube 4. Ces dispositions ont pour but d'empêcher toute déformation du tube 4 en dehors de sa partie extrême saillante 4A. The tool according to the invention also comprises a punch 9 having a rod 10 and a wider head 11 which are connected together by a concave rounding 12. The rod 10 is produced in the profile and dimensions of the inner surface of the tube 4 for be able to be introduced into the latter without friction and without significant play. The rod 10 has a length greater than that of the tube 4 so that, when it is introduced into the latter, it reaches its end abutted against the shoulder 5 before the concave rounding 12 reaches the opposite projecting end of this tube 4. These provisions are intended to prevent any deformation of the tube 4 outside of its projecting end part 4A.

Dans cet exemple, la tôle à assembler est un
flasque 13, circulaire, d'une épaisseur de 3 mm, qui peut servir de semelle à l'extrémité inférieure d'un pied de meuble métallique, par exemple. Il est percé en son centre d'un trou 14 qui permet de l'enfiler sur le tube 4 préala
blement mis dans le logement 3 de la matrice fermée, comme expliqué plus haut. La tôle 13 repose sur les tétons sail
lants 8 et elle est soutenue au-dessus de la face principale
5 à une hauteur qui correspond aux deux tiers, à partir de
cette face 5, de la longueur de la partie saillante 4A du
tube 4. La tôle 13 a une zone emboutie en dépression 15
- réalisée par une opération préliminaire - concentriquement
au trou 14, pour une raison qui apparaîtra plus loin.Un
évidement 16 est ménagé en correspondance dans la face
principale 5 pour recevoir la zone emboutie 15 qui est diri
gée vers cette face principale 5 quand la tôle 13 repose sur
les tétons saillants 8. Quand cet évidement 16 existe, il a
un fond 16A et c'est par rapport à ce fond 16A que se déter
mine la longueur de la partie saillante 4A du tube 4 et le
niveau de soutien de la plaque 13.In this example, the sheet to be assembled is a
flange 13, circular, 3 mm thick, which can serve as a sole at the lower end of a metal furniture leg, for example. It is pierced in its center with a hole 14 which allows it to be threaded on the tube 4 previously
properly placed in the housing 3 of the closed die, as explained above. The sheet 13 rests on the sail pins
lants 8 and it is supported above the main face
5 at a height which corresponds to two-thirds, from
this face 5, the length of the projecting part 4A of the
tube 4. The sheet 13 has a deep-drawn zone 15
- carried out by a preliminary operation - concentrically
at hole 14, for a reason which will appear later.
recess 16 is provided in correspondence in the face
main 5 to receive the stamped area 15 which is diri
towards this main face 5 when the sheet 13 rests on
the protruding nipples 8. When this recess 16 exists, it has
a 16A background and it is in relation to this 16A background that to deter
mine the length of the protruding part 4A of the tube 4 and the
plate support level 13.

Après la mise en place du tube 4 et de la tôle
13, on enfonce la tige 10 du poinçon 9 dans le tube 4.After the installation of the tube 4 and the sheet
13, the rod 10 of the punch 9 is pressed into the tube 4.

Quand l'arrondi concave 12 atteint le bord intérieur de
l'extrémité du tube 4, il le refoule vers l'extérieur en faisant gonfler le tube; ce gonflement est arrêté rapidement
par la tôle 13 et la partie du tube comprise entre cette
dernière et la matrice se plisse vers l'extérieur en donnant
naissance à un bourrelet. Quand celui-ci arrive à la fin de sa formation, le sertissage du tube sur la tôle 13 sous l'effet de l'arrondi concave 12 se termine. Pendant ce mouvement, les tétons 8 s'enfoncent dans les trous 6 en comprimant les ressorts 7; le mouvement prend fin quand la tête 11 du poincon vient s'appliquer contre la tôle 13 elle-même appliquée contre le fond 16A de la matrice.When the concave rounding 12 reaches the inner edge of
the end of the tube 4, it pushes it outwards by inflating the tube; this swelling is stopped quickly
by the sheet 13 and the part of the tube between this
last and the matrix folds outward giving
birth of a bead. When the latter reaches the end of its formation, the crimping of the tube on the sheet 13 under the effect of the concave rounding 12 ends. During this movement, the pins 8 sink into the holes 6 by compressing the springs 7; the movement ends when the head 11 of the punch comes to rest against the sheet 13 itself applied against the bottom 16A of the die.

La figure 3 montre, en coupe, l'assemblage obtenu. La tôle 13 est fermement serrée entre le refoulement terminé par un sertissage de l'extrémité 4B du tube 4, d'un côté, alors qu'elle est fortement appliquée et solidement retenue par le bourrelet annulaire 4C à face extérieure convexe 4D qui s'est formé contre la matrice. L'écrasement final réalisé par le poinçon 9 assure une bonne perpendicularité de la tôle et du tube. Figure 3 shows, in section, the assembly obtained. The sheet 13 is firmly clamped between the discharge ended by crimping the end 4B of the tube 4, on one side, while it is strongly applied and securely retained by the annular bead 4C with a convex outer face 4D which s is formed against the matrix. The final crushing performed by the punch 9 ensures good perpendicularity of the sheet and the tube.

La partie emboutie en dépression 15 de la tôle 13 a une profondeur choisie pour qu'elle contienne la partie extrême sertie 4B du tube 4 afin que la tôle 13 présente une face extérieure plane 13A. Cette partie emboutie 15 n'est pas nécessaire quand on peut admettre que la partie sertie 4B reste en relief sur la face de la tôle; dans ce cas, l'évidement 16 n'est plus utile dans la face principale 5 de la matrice 1 et, en fin d'écrasement, la tôle 13 vient s'appliquer contre cette face 5. The deep-drawn part 15 of the sheet 13 has a depth chosen so that it contains the crimped end part 4B of the tube 4 so that the sheet 13 has a flat outer face 13A. This stamped part 15 is not necessary when it can be assumed that the crimped part 4B remains in relief on the face of the sheet; in this case, the recess 16 is no longer useful in the main face 5 of the matrix 1 and, at the end of the crushing, the sheet 13 comes to bear against this face 5.

Dans cet exemple, à partir d'un tube 4 d'une longueur de 7 cm, après l'assemblage la longueur totale est devenue 6,3 cm; le bourrelet 4C et la partie sertie 4B ont donc nécessité une longueur de 0,7 cm du tube. pour tout autre tube, la longueur nécessaire à l'assemblage se détermine facilement en quelques essais. In this example, from a tube 4 with a length of 7 cm, after assembly the total length has become 6.3 cm; the bead 4C and the crimped part 4B therefore required a length of 0.7 cm from the tube. for any other tube, the length required for assembly is easily determined in a few tests.

Claims

1. method for assembling the end of a tube perpendicular to a sheet previously pierced with a hole to receive this tube, characterized in that the tube is firmly contained in a matrix coming into contact with its entire surface outside by allowing an end portion of the tube to protrude over the length necessary for assembly, the sheet is threaded onto this extreme projecting part and it is held in front of the die at a distance substantially equal to two thirds of this extreme projecting part, a punch is inserted into the tube having a rod with the profile and internal dimensions of the tube and a larger head connected to the rod by a concave rounding, this rod extending inside the tube along the length of the latter content in the matrix, one pushes the punch by force until its head is stopped by the sheet which is then itself stopped by the matrix.

2. Method according to claim 1 characterized in that a depression appears in the sheet in the area where the hole is located before proceeding with the assembly.

3. Tools for assembling the end of a tube perpendicular to a sheet metal pierced with a hole to receive this tube, allowing the implementation of the method according to claim 1 characterized in that it comprises of share a matrix (1) in at least two opening parts (1A, 1B), limiting in the closed state a housing (3) to the profile and the external dimensions of the tube, with a main face (5) on which opens the housing (3) and in which are mounted retractable support elements (8), on the other hand a punch (9) having a rod (10) with the profile and the internal dimensions of the tube of length greater than the depth of the housing (3) and a wider head (11) connected to the rod (10) by a concave rounding (12).

4. Tool according to claim 3 characterized in that the housing (3) is terminated inside the matrix (1) by a shoulder (5) intended to serve as a stop for the tube.

5. Tool according to claim 3 characterized in that the retractable support elements comprise pins (8) supported by compression springs (7) which are housed in blind holes (6) drilled in the matrix (1) from from its main face (5).

6. Tool according to claim 3 characterized in that the main face (5) of the matrix (1) has

around the housing (3) a recess (16) intended to receive a part in depression (15) of the sheet.

7. Assembling the end of a tube (4) with a sheet (13) perpendicular thereto, this tube being engaged in a hole (14) in this sheet, characterized in that the sheet (13) is firmly clamped between an annular bead (4C) with a convex side face (4D) located on one side of this sheet and the crimped end (4B) of the tube on the other side of the same sheet.

8. An assembly according to claim 7 characterized in that the sheet (13) has its hole (14) located in a part (15) in depression whose depth is at least equal to the thickness of the crimped part (4B) of the tube.