FR3078000A1 - Ensemble de fabrication d'une piece metallique et utilisation d'un tel ensemble - Google Patents

Abstract

L'ensemble de fabrication (33) comprend un module d'aplatissement (47) ayant un chariot (48) et au moins un galet de pression (49), le module d'aplatissement (47) étant déplaçable le long de la ligne d'agrafage (37) de la pièce métallique (35), le module d'aplatissement (47) comprenant au moins un actionneur (53) de mise en pression, agencé pour déplacer l'au moins un galet de pression (49) selon une direction déterminée de mise en pression par rapport au chariot (48) et le placer en appui contre la surface libre (39) de telle sorte que l'au moins un galet de pression (49) exerce sur la surface libre (39) une pression selon ladite direction déterminée de mise en pression, la pression augmentant de manière auto-adaptative avec une altitude de la surface libre (39) suivant une direction opposée à la direction de mise en pression.

Description

Ensemble de fabrication d’une pièce métallique et utilisation d’un tel ensemble

L’invention concerne en général la fabrication d’une pièce métallique ayant deux bords agrafés l’un à l’autre.

Il est possible de fabriquer une telle pièce avec un ensemble de fabrication du type représenté sur les figures 1 et 2.

L’ensemble 1 comprend un châssis 2 pourvu d’un poste 3 de réception de la pièce. Pour la fabrication de pièces roulées, le poste de réception 3 comporte un mandrin 5.

La pièce métallique est typiquement une tôle 6, qui va progressivement être roulée autour du mandrin 5 (figure 2).

L’ensemble de fabrication 1 comporte un châssis mobile 7, déplacé parallèlement à l’axe central X du mandrin 5 par rapport au châssis 2. La direction de déplacement est matérialisée par la flèche D sur les figures 1 et 2.

A l’avant, le châssis mobile 7 porte un premier train de galets d’agrafage 11.

Dans la présente description, l’avant et l’arrière sont entendus relativement à la direction de déplacement du châssis mobile 7 par rapport au châssis 2.

La tôle 6, initialement, présente une forme en U dans un plan perpendiculaire à l’axe central X. La partie centrale du U est plaquée sous le mandrin 5. Les deux bords 13, 14 à agrafer sont parallèles l’un à l’autre, comme représenté sur la figure 1. Ils sont rectilignes et parallèles à l’axe central X. Ils s’étendent au-dessus du mandrin 5.

Les galets 11 viennent pincer les bords 13, 14 entre eux et refermer la tôle 6 autour du mandrin 5. Les galets 11 du premier train plient en outre les bords 13, 14 en les maintenant plaqués l’un contre l’autre.

Après passage des galets 11, la tôle 6 comprend un corps cylindrique 15 fermé autour du mandrin 5, les deux bords 13, 14 plaqués l’un contre l’autre prolongeant le corps cylindrique 15 et s’étendant dans un plan radial par rapport à l’axe X.

Le bord 14 présente une partie principale 16 s’étendant contre le bord 13, prolongée par une partie d’extrémité 17 qui s’étend radialement au-delà du bord 13. Ceci est représenté sur la figure 1, en dessous du train de galets 11.

L’ensemble de fabrication 1 comporte un second train de galets 18, montés sur le châssis mobile 7 immédiatement derrière le premier train de galets 11.

Les galets 18 sont agencés de manière à plier la partie d’extrémité 17 sensiblement à angle droit par rapport au bord 13 et à la partie principale 16 du bord 14.

La partie d’extrémité 17 est pliée du côté du bord 13, comme visible sur la figure 1, en dessous du train de galets 18.

L’ensemble de fabrication 1 comporte encore un troisième train de galets 19, montés sur le châssis mobile 7 immédiatement derrière le second train de galets 18. Les galets 19 sont agencés de manière à rabattre complètement la partie d’extrémité 17 le long du bord 13. Ainsi, la partie principale 16 du bord 14 s’étend d’un côté du bord 13, et la partie d’extrémité 17 du bord 14 s’étend du côté opposé du bord 13. En d’autres termes, le bord 14 est plié en U, le bord 13 étant engagé à l’intérieur du U. La partie d’extrémité 17, le bord 13 et la partie principale 16 forment donc un empilement à trois épaisseurs superposées.

Les galets 19 sont également agencés de manière à rabattre ledit empilement vers le corps cylindrique 15. Ceci est représenté sur la figure 1, en dessous du train de galets

19. Le sens de pliage est choisi de telle sorte que la partie d’extrémité 17 du bord 14 soit placée en vis-à-vis du corps cylindrique 15. Dans l’exemple représenté, l’empilement est plié environ à 60° par rapport à la direction radiée.

Après passage du troisième des différents trains de galets 19, les deux bords 13, 14 sont agrafés l’un à l’autre. Les deux bords 13, 14 agrafés l’un à l’autre définissant une ligne d’agrafage L.

L’ensemble de fabrication 1 comporte encore un module d’aplatissement 20, comprenant un ensemble de galets de pression 21 montés sur un chariot 23. Le module d’aplatissement 20 est monté sur le châssis mobile 7, immédiatement derrière le troisième train de galets 19.

Chaque galet de pression 21 est agencé pour exercer une pression suivant une direction de mise en pression sur la ligne d’agrafage L. Cette direction de mise en pression est par exemple radiale.

Ceci a pour effet de rabattre complètement l’empilement contre le corps cylindrique 15, en plaquant la partie d’extrémité 17 contre le corps cylindrique 15.

Par ailleurs, la force de pression exercée par les galets de pression 21 permet de déformer le métal constituant la tôle 6 de telle sorte que la partie d’extrémité 17 soit plaquée contre le corps cylindrique 15, que le bord 13 soit plaqué contre la partie d’extrémité 17 et que la partie intermédiaire 16 soit plaquée contre le bord 13. La pression exercée par les galets 21 est telle que l’agrafe ainsi réalisée reste en forme, même une fois les galets 21 passés. Cette agrafe est représentée de manière plus précise sur la figure 3.

On voit que les bords 13 et 14 ont chacun été pliés en U, quand on les considère perpendiculairement à l’axe central X, les U étant tournés en sens inverse et étant imbriqués l’un dans l’autre. Les différentes épaisseurs sont plaquées les unes contre les autres.

La pièce ainsi formée est typiquement destinée à former l’enveloppe externe d’un organe d’une ligne d’échappement, tel qu’un silencieux. Les gaz d’échappement circulent donc à l’intérieur de cette pièce. Pour les pressions normales de gaz d’échappement à l’intérieur de la pièce, l’agrafe réalisée comme décrit ci-dessus doit garantir un faible taux de fuite des gaz d’échappement vers l’extérieur de la pièce.

EP 3 085 908 décrit une pièce métallique formant un volume d’échappement. Cette pièce métallique comporte une tôle principale 25 et une tôle partielle 27, superposées l’une sur l’autre, comme représenté sur la figure 4. La tôle partielle 27 ne couvre qu’une partie de la surface de la tôle principale 25.

Les tôles principale 25 et partielle 27 sont roulées ensemble, et les deux bords 13, 14 de la pièce sont agrafés l’un à l’autre.

Chaque bord 13, 14 comporte ainsi un segment épais 29, le long duquel la tôle principale 25 est recouverte par la tôle secondaire 27, et au moins un segment mince 31, le long desquels la tôle principale 25 n’est pas recouverte par la tôle secondaire 27.

Dans l’exemple de la figure 4, le segment épais 29 de chaque bord 13, 14 est encadré par deux segments minces 31.

Les deux bords 13, 14 peuvent être agrafés l’un à l’autre en utilisant l’ensemble de fabrication 1 représenté sur la figure 1. Les segments épais 29 des deux bords 13, 14 sont agrafés l’un à l’autre. Le ou chaque segment mince 31 du bord 13 est agrafé à un segment mince 31 de l’autre bord 14.

Les deux bords 13, 14 agrafés l’un à l’autre forment ainsi une ligne d’agrafage L qui est constituée différemment le long des segments épais 29 et le long des segments minces 31.

Les segments minces 31 forment un premier tronçon de la ligne d’agrafage L qui, considéré en section, se présente comme représenté sur la figure 3. Les segments épais 29 forment un second tronçon de la ligne d’agrafage L qui, considéré en section, est du type représenté sur la figure 5. Le second tronçon de la ligne d’agrafage L est plus épais que le premier tronçon.

Pour des pièces métalliques du type représenté sur la figure 4, il est difficile d’obtenir un taux de fuite répondant aux spécifications des constructeurs automobiles quand la pièce est agrafée avec un ensemble du type représenté sur la figure 1.

Les figures 3 et 5 sont des schémas de principe montrant les formes théoriques recherchées pour les sections des premier et second tronçons. Les figures 6 et 7 sont des vues montrant les sections réellement obtenues avec l’ensemble de fabrication 1 de la figure 1.

Au niveau du second tronçon, réunissant les segments épais 29 des bords 13, 14, on observe que la ligne d’agrafage L est bien formée, comme illustré sur la figure 7. Les différentes épaisseurs sont bien plaquées les unes contre les autres, de telle sorte que le taux de fuite de gaz d’échappement le long de ce second tronçon est minimum.

Le long du ou des premiers tronçons, réunissant les segments minces 31 les uns aux autres, on observe que la ligne d’agrafage L est mal formée, comme illustré sur la figure 6. Les différentes épaisseurs de la ligne d’agrafage L ne sont pas ou sont mal plaquées les unes contre les autres. Le taux de fuite de gaz d’échappement le long du ou des premiers tronçons est élevé. Au total, il est extrêmement difficile de satisfaire les exigences des constructeurs automobiles pour les pièces métalliques ainsi formées, du fait de la mauvaise étanchéité aux gaz d’échappement le long du ou des premiers tronçons de la ligne d’agrafage L.

Dans ce contexte, l’invention vise à proposer un ensemble de fabrication d’une pièce métallique qui ne présente pas les défauts ci-dessus.

A cette fin, l’invention porte sur un ensemble de fabrication d’une pièce métallique comprenant un châssis pourvu d’un poste de réception de la pièce métallique et un module d’aplatissement comprenant un chariot et au moins un galet de pression lié au chariot, la pièce métallique ayant deux bords agrafés l’un à l’autre, les deux bords agrafés l’un à l’autre définissant une ligne d’agrafage ayant une surface libre, l’ensemble de fabrication comprenant un entraînement longitudinal agencé pour déplacer le module d’aplatissement par rapport au châssis le long de la ligne d’agrafage quand la pièce métallique est au poste de réception, le module d’aplatissement comprenant au moins un actionneur de mise en pression, agencé pour déplacer l’au moins un galet de pression selon une direction déterminée de mise en pression par rapport au chariot et le placer en appui contre la surface libre de telle sorte que l’au moins un galet de pression exerce sur la surface libre une pression selon ladite direction déterminée de mise en pression, la pression augmentant de manière auto-adaptative avec une altitude de la surface libre suivant une direction opposée à la direction de mise en pression.

Du fait que le galet de pression est déplaçable par rapport au chariot, il est toujours bien positionné en hauteur par rapport à la surface libre de la ligne d’agrafage. Par ailleurs, la pression exercée par le ou les galets de pression augmente avec l’altitude de la surface libre suivant la direction opposée à la direction de mise en pression. Ainsi, la pression exercée sur la ligne d’agrafage est plus grande quand la ligne d’agrafage est plus épaisse et est plus faible quand la ligne d’agrafage est moins épaisse. Quand elle est plus épaisse, la ligne d’agrafage est plus difficile à déformer, et il est donc nécessaire d’exercer une pression plus forte sur celle-ci pour plaquer les différentes épaisseurs de métal les unes contre les autres, par déformation plastique.

Dans l’invention, la pression exercée est fonction de l’altitude de la surface libre, cette altitude étant considérée comme reflétant l’épaisseur de la ligne d’agrafage. Ceci est particulièrement avantageux dans le cas où la pièce est roulée autour d’un mandrin. Dans une telle configuration, une épaisseur plus grande de la ligne d’agrafage se traduit par une altitude plus élevée de la surface libre de la ligne d’agrafage par rapport à la surface du mandrin.

Le fait que la pression augmente de manière auto-adaptative avec l’altitude de la surface libre fait que l’ensemble de fabrication est particulièrement simple à mettre en œuvre. Par « auto-adaptative >>, on entend que la pression augmente directement en réponse à l’altitude de la surface libre. Cet ajustement se fait de manière passive. Il n’est pas nécessaire, au cours d’une première étape de procédé, d’enregistrer le profil d’altitude de la ligne d’agrafage, puis de piloter l’actionneur de manière à ce que celui-ci exerce une pression calculée en fonction de l’altitude enregistrée. Un seul passage du module d’aplatissement est suffisant pour obtenir le résultat recherché.

Pour la fabrication d’une pièce du type représenté sur la figure 4, le ou les galets de pression adoptent une position plus basse le long du premier tronçon que le long du second tronçon, et exercent une pression plus forte le long du second tronçon que le long du premier tronçon.

Avec l’ensemble de fabrication de la figure 1, la hauteur des galets de pression est calée sur l’altitude de la surface libre le long du second tronçon. Le second tronçon de la ligne d’agrafage est donc bien formé. En revanche, du fait que l’altitude de la surface libre est plus faible le long du premier tronçon, la pression exercée sur le premier tronçon est très faible, voire nulle. Ceci résulte du fait que les galets ne sont pas déplaçables par rapport au chariot sur lesquels ils sont montés. Ils sont calés à une hauteur inadaptée pour la formation du premier tronçon, sans possibilité d’ajustement.

L’ensemble de fabrication peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- le ou chaque actionneur est un organe élastique de compression ayant un axe de compression confondu avec la direction de mise en pression ;

- l’organe élastique de compression comprend un corps présentant un fond et un piston lié à l’au moins un galet de pression et mobile à l’intérieur du corps suivant la direction de mise en pression, une chambre étanche contenant un gaz sous pression étant délimitée entre le fond et le piston ;

- le chariot comprend, pour le ou chaque actionneur de mise en pression, une cavité interne dans laquelle est logé ledit actionneur de mise en pression, un palier de guidage en rotation du galet de pression correspondant étant solidaire du piston et logé dans la cavité interne ;

- un fond inférieur délimite la cavité interne suivant la direction de mise en pression et limite le débattement du galet de pression suivant la direction de mise en pression ;

- l’ensemble de fabrication comprend une unité d’agrafage, agencée pour agrafer l’un à l’autre les deux bords de la pièce métallique ;

- l’unité d’agrafage et le module d’aplatissement sont montés sur un même châssis mobile, déplacé le long de la ligne d’agrafage par l’entraînement longitudinal.

Selon un second aspect, l’invention porte sur l’utilisation de l’ensemble de fabrication décrit ci-dessus, pour la fabrication d’une pièce métallique dont la ligne d’agrafage présente un premier tronçon le long duquel l’altitude de la surface libre est relativement moins élevée, et un second tronçon le long duquel l’altitude de la surface libre est relativement plus élevée, le galet de pression exerçant une première pression le long du premier tronçon et une seconde pression supérieure à la première pression le long du second tronçon.

Cette utilisation peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques cidessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- la pièce métallique comprend une tôle principale et une tôle secondaire plaquée sur la tôle principale et couvrant seulement une partie de la tôle principale, au moins un des deux bords ayant au moins un segment mince, formant le premier tronçon de la ligne d’agrafage, le long duquel la tôle principale n’est pas recouverte par la tôle secondaire, et au moins un segment épais, formant le second tronçon de la ligne d’agrafage, le long duquel la tôle principale est recouverte par la tôle secondaire ;

- la pièce métallique est un volume creux d’une ligne d’échappement, la ligne d’agrafage après aplatissement présentant un taux de fuite inférieur à 30 l/min, de préférence inférieur à 15 l/min, et encore plus préférentiellement inférieur à 10 l/min ;

- la pièce est roulée, les deux bords agrafés l’un à l’autre étant rectilignes.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :

- la figure 1 est une représentation d’un ensemble de fabrication pour une pièce métallique non conforme à l’invention ;

- la figure 2 est une vue de la pièce métallique obtenue à l’aide de l’ensemble de fabrication de la figure 1, montée autour d’un mandrin ;

- la figure 3 est une représentation schématique en section de la ligne d’agrafage de la pièce de la figure 2 ;

- la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2, pour une pièce métallique comportant une tôle principale et une tôle partielle ;

- la figure 5 est une représentation schématique en section de la ligne d’agrafage de la pièce de la figure 4, prise dans un tronçon où la tôle principale et la tôle partielle sont superposées ;

- les figures 6 et 7 sont des vues en section montrant l’état réel de la ligne d’agrafage obtenue quand on utilise l’ensemble de fabrication de la figure 1 pour une pièce du type représenté sur la figure 4 ;

- la figure 8 est une vue de côté d’un module d’aplatissement d’un ensemble de fabrication conforme à l’invention ;

- la figure 9 est une vue de face du module d’aplatissement de la figure 8 ;

- la figure 10 est une vue en perspective du module d’aplatissement des figures 8 et 9, le chariot étant représenté transparent ;

- la figure 11 illustre de manière schématique le fonctionnement du module d’aplatissement des figures 8 à 10, pour une pièce métallique du type représenté sur la figure 4 ; et

- les figures 12 et 13 sont des vues similaires à celles des figures 6 et 7, illustrant l’état réel de la ligne d’agrafage obtenue quand on forme une pièce du type de celle de la figure 4 avec un ensemble de fabrication selon les figures 8 à 10.

L’ensemble de fabrication 33 représenté sur les figures 8 à 11 est prévu pour fabriquer une pièce métallique 35 (figure 11), typiquement une pièce métallique d’une ligne d’échappement d’un véhicule à moteur thermique. Ce véhicule est typiquement un véhicule automobile, par exemple une voiture ou un camion.

La pièce métallique 35 a deux bords agrafés l’un à l’autre, les deux bords agrafés l’un à l’autre définissant une ligne d’agrafage 37 ayant une surface libre 39.

La pièce métallique 35 forme typiquement un corps creux 40, délimitant intérieurement un volume parcouru par les gaz d’échappement.

La pièce métallique 35 est typiquement formée d’un flan métallique roulé autour d’un axe central. Le flan métallique définit les deux bords agrafés l’un à l’autre. Dans ce cas, les bords sont rectilignes et parallèles l’un à l’autre.

En variante, la pièce métallique 35 n’est pas roulée mais est par exemple formée d’au moins deux parties de coques, chaque partie de coque définissant l’un des deux bords. Par exemple, la pièce métallique 35 est formée de deux demi-coques. Les deux demi-coques dans ce cas sont agrafées l’une à l’autre par l’intermédiaire de leurs bords respectifs. Dans ce cas, chaque bord est typiquement à contour fermé.

Selon une autre alternative, la pièce métallique 35 pourrait être formée d’une pluralité de parties de coques.

L’ensemble de fabrication 33 comprend un châssis 41 pourvu d’un poste 43 de réception de la pièce métallique 35 (figure 11).

Dans le cas où la pièce métallique 35 est de type roulé, le poste de réception 43 comporte un mandrin 45 autour duquel la pièce métallique 35 est enfilée.

Le mandrin 45 est une pièce cylindrique, ayant un axe central X. Il présente une section correspondant à la section de la pièce métallique 35, par exemple circulaire ou triangulaire.

Dans ce cas, la pièce métallique 35 est plaquée contre la surface externe du mandrin 45.

La ligne d’agrafage 37 est typiquement rectiligne et s’étend parallèlement à l’axe central X. La surface libre 39 de la ligne d’agrafage 37 est tournée à l’opposé du mandrin 45.

Typiquement, la pièce métallique 35 est obtenue en roulant un flux métallique autour du mandrin 45, comme décrit plus haut.

Typiquement, l’ensemble de fabrication 33 comporte des moyens pour bloquer en position la pièce au poste de réception. Ces moyens ne sont pas représentés sur les figures. Ils comportent par exemple des pinces, ou des anneaux de serrage, ou tout autre organe adapté.

L’ensemble de fabrication 33 comporte encore un module d’aplatissement 47, représenté de manière détaillée sur les figures 8 à 10.

Le module d’aplatissement 47 est prévu pour aplatir la ligne d’agrafage 37. Il remplit donc la même fonction que le module d’aplatissement 20 de l’ensemble de fabrication 1 de la figure 1.

En d’autres termes, il permet de rabattre complètement les deux bords agrafés l’un à l’autre contre le corps de la pièce métallique, et d’aplatir les différentes épaisseurs constituant la ligne d’agrafage de manière à garantir une étanchéité satisfaisante aux gaz d’échappement le long de la ligne d’agrafage.

Le module d’aplatissement 47 comporte un chariot 48, et au moins un galet de pression 49 lié au chariot 48.

L’ensemble de fabrication 33 comporte un entraînement longitudinal 51 (figure 11) agencé pour déplacer le module d’aplatissement 47 par rapport au châssis 41 le long de la ligne d’agrafage 37 quand la pièce métallique 35 est chargée au poste de réception 43.

Dans l’exemple représenté, le module d’aplatissement 47 comporte deux galets 49, montés l’un derrière l’autre suivant la direction de déplacement du module d’aplatissement 47 le long de la ligne d’agrafage 37. En variante, le module d’aplatissement 47 comporte un seul galet, ou plus de deux galets, par exemple trois galets.

Selon l’invention, le module d’aplatissement 47 comporte au moins un actionneur 53 de mise en pression, agencé pour déplacer l’au moins un galet de pression 49 selon une direction déterminée de mise en pression par rapport au chariot 48 et le placer en appui contre la surface libre 39 de telle sorte que l’au moins un galet de pression 49 exerce sur la surface libre 39 une pression selon la direction déterminée de mise en pression, la pression augmentant de manière auto-adaptative avec une altitude de la surface libre 39 suivant une direction opposée à la direction de mise en pression.

La direction de mise en pression est représentée par la flèche P sur les figures 9 et 11.

Typiquement, chaque galet de pression 49 est lié au chariot 48 par un actionneur de mise en pression 53 dédié.

L’entraînement longitudinal 51 est de tout type adapté. Il comporte par exemple un rail 57 s’étendant parallèlement à la ligne d’agrafage 37, le chariot 48 étant monté coulissant le long du rail 57. L’entraînement longitudinal 51 comporte encore une motorisation 59, entraînant le chariot 48 le long du rail 57 par l’intermédiaire d’une chaîne ou de tout autre organe adapté.

L’actionneur de mise en pression 53 est typiquement un organe élastique de compression, ayant un axe de compression confondu avec la direction de mise en pression.

Avantageusement, l’organe élastique de compression est un vérin à gaz.

Il comporte dans ce cas un corps 61 présentant un fond 63, et un piston 65 lié au galet de pression 49 correspondant. Le piston 65 est mobile à l’intérieur du corps 61 suivant la direction de mise en pression. Une chambre étanche contenant un gaz sous pression est délimitée entre le fond 63 et le piston 65.

Quand le piston 65 se rapproche du fond 63, le gaz renfermé dans la chambre est comprimé, et la pression exercée par l’organe élastique sur le galet de pression 49 suivant la direction de mise en pression augmente. Inversement, quand le piston 65 s’éloigne du fond 63, la pression de gaz baisse dans la chambre, et la pression exercée par l’organe élastique sur le galet de pression 49 diminue.

Le module d’aplatissement 47 comporte, pour le ou chaque galet de pression 49, un palier 67, solidaire du piston 65. Le galet 49 est rigidement fixé à un arbre 69, qui est guidé en rotation par le palier 67.

Typiquement, le chariot 48 comprend, pour le ou chaque actionneur de mise en pression 53, une cavité interne 71 dans laquelle sont reçus ledit actionneur de mise en pression 53 et le palier 67. L’actionneur de mise en pression 53 est rigidement fixé au chariot 48, à l’intérieur de la cavité interne 71. Le palier 67 se déplace avec le piston 65 à l’intérieur de la cavité interne 71. Sa course suivant la direction de mise en pression est limitée par le fond inférieur 73 de la cavité interne 71.

Typiquement, le chariot 48 comporte une cavité interne 71 pour chaque actionneur de mise en pression 53. En variante, plusieurs actionneurs de mise en pression 53 sont logés dans la même cavité interne 71.

L’arbre 69 s’étend suivant une direction perpendiculaire à la direction de mise en pression. Il traverse entièrement le chariot 48.

En variante, l’organe élastique de compression n’est pas un vérin à gaz mais est un ressort de compression, par exemple un ressort hélicoïdal, ou un pavé d’un matériau élastomère ou tout autre organe élastique adapté.

Avantageusement, l’ensemble de fabrication 1 comprend une unité d’agrafage, agencée pour agrafer l’un à l’autre les deux bords de la pièce et former la ligne d’agrafage 37.

Typiquement, l’unité d’agrafage comporte par exemple un ou plusieurs trains de galets 11, 18, 19 du type décrit relativement à la figure 1.

Avantageusement, le chariot 48 est rigidement fixé à un châssis mobile portant l’unité d’agrafage. Dans ce cas, l’entraînement longitudinal 51 est agencé pour déplacer le châssis mobile le long de la ligne d’agrafage 37.

En variante, l’entraînement longitudinal 51 déplace le module d’aplatissement 47 indépendamment de l’unité ayant servi à réaliser la ligne d’agrafage.

On comprend donc bien qu’il est particulièrement avantageux d’utiliser l’ensemble 33 décrit ci-dessus pour la fabrication d’une pièce dont la ligne d’agrafage 37 présente un premier tronçon T1 le long duquel l’altitude de la surface libre 39 est relativement moins élevée, et un second tronçon T2 le long duquel l’altitude de la surface libre 39 est relativement plus élevée.

Cette pièce est par exemple la pièce décrite plus haut en référence à la figure 4. Cette pièce comprend une tôle principale 25 et une tôle secondaire 27 plaquée sur la tôle principale 25 et couvrant seulement une partie de la tôle principale 25.

Au moins un des deux bords a au moins un segment mince 31 le long duquel la tôle principale 25 n’est pas recouverte par la tôle secondaire 27. Ce bord a également au moins un segment épais 29 le long duquel la tôle principale 25 est recouverte par la tôle secondaire 27.

Par exemple, chaque bord a deux segments minces 31, disposés de part et d’autre du segment épais 29.

Le long de ligne d’agrafage 37, chaque segment mince 31 d’un des deux bords est agrafé avec un segment mince 31 de l’autre bord. Chaque segment épais 29 de l’un des bords est agrafé avec un segment épais 29 de l’autre bord.

Les segments épais 29 forment le second tronçon T2.

Les segments minces 31 forment le premier tronçon T1. Ils forment par exemple également un troisième tronçon T3 le long duquel l’altitude de la surface libre 39 est sensiblement la même que le long du premier tronçon T1. Les tronçons T1 et T3 sont situés de part et d’autre du second tronçon T2 de la ligne d’agrafage 37.

La figure 11 illustre pourquoi l’actionneur de mise en pression 53 permet d’augmenter la pression exercée par le galet de pression 49 sur la surface libre 39, de manière auto-adaptative avec l’altitude de la surface libre 39 suivant une direction opposée à la direction de mise en pression, pour une telle pièce.

Sur la figure 11, la direction de déplacement du module d’aplatissement 47 est matérialisée par la flèche D. L’altitude de la surface libre 39 suivant la direction opposée à la direction de mise en pression P peut être prise par rapport à n’importe quelle surface de référence. Par exemple, elle peut être prise par rapport à la surface extérieure du mandrin.

Avant que le galet de pression 49 soit en contact avec la ligne d’agrafage 37, l’actionneur de mise en pression 53 applique au galet de pression 49 une pression prédéterminée PO.

Sous l’effet de cette pression, le palier 67 vient en butée contre le fond inférieur 73 de la cavité interne 71. Ceci détermine la position du galet de pression 49 suivant la direction de mise en pression. Cette situation est illustrée dans la partie gauche de la figure 11.

Quand le galet de pression 49 vient porter contre le premier tronçon T1 de la surface libre 39, se situant à une altitude H1, le galet de pression 49 est déplacé par rapport au chariot 48 suivant une direction opposée à la direction de mise en pression P. La pression exercée par l’actionneur de mise en pression 53 sur le galet de pression 49 suivant la direction de mise en pression P augmente jusqu’à une pression P1, supérieure à la pression PO.

Ceci est obtenu de manière auto-adaptative, et résulte du fait que le gaz se trouvant dans la chambre étanche de l’actionneur de mise en pression est comprimé du fait du déplacement du piston 65. L’augmentation de pression se fait de manière passive, sans faire intervenir d’automatisme, ni d’organe de pilotage sophistiqué.

Cette situation est représentée au milieu à gauche sur la figure 11.

Quand le galet de pression 49 se déplace au contact du second tronçon T2 de la surface libre 39, se trouvant à une altitude H2 supérieure à l’altitude H1, le galet de pression 49 est déporté suivant une direction opposée à la direction de mise en pression par rapport au premier tronçon T1. La pression exercée par l’actionneur de mise en pression 53 sur le galet de pression 49 augmente donc jusqu’à une pression P2 supérieure à la pression P1.

Ceci résulte du déplacement du piston 65 vers le fond 63, qui augmente la pression de gaz dans la chambre étanche. Cette augmentation de la pression exercée sur le galet de pression 49, et donc de la pression exercée par le galet de pression 49 sur la surface libre 39 de la ligne d’agrafage 37, est auto-adaptative.

Cette situation est représentée au milieu à droite sur la figure 11.

Quand le galet de pression 49 arrive au troisième tronçon T3, situé à la première altitude H1, la pression exercée par l’actionneur de mise en pression 53 sur le galet de pression 49 suivant la direction de mise en pression revient automatiquement à la valeur P1.

Cette situation est illustrée dans la partie droite de la figure 11.

Les figures 12 et 13 montrent les résultats obtenus pour une telle pièce, quand on utilise pour l’agrafage de la pièce avec l’ensemble de fabrication 33 de l’invention.

La figure 13 montre, en section dans un plan perpendiculaire à la direction de déplacement, comment est constitué le second tronçon T2. On voit que la ligne d’agrafage 37 est bien formée, les différentes épaisseurs constituant les deux bords étant en contact étroit les unes avec les autres.

La figure 12 est une section prise le long du premier tronçon T1. On voit que la qualité de l’agrafage est bien supérieure à celle obtenue sur la figure 6.

Sur les figures 6 et 7, la ligne d’agrafage L avait été aplatie avec un ensemble de fabrication calé pour exercer un effort prédéterminé suivant la direction de mise en pression sur une surface libre située à une hauteur H2. Le long du second tronçon, la ligne d’agrafage est bien formée. En revanche, la pression exercée sur le premier tronçon de la ligne d’agrafage L est trop faible, car ce premier tronçon est situé à une hauteur H1 inférieure à la hauteur H2. Du fait, dans le dispositif de la figure 1, de l’absence d’un actionneur de mise en pression, il n’est pas possible d’obtenir une ligne d’agrafage de bonne qualité.

Avec l’ensemble de fabrication 33 de l’invention, il est possible d’obtenir une pièce formant un volume creux d’une ligne d’échappement, la ligne d’agrafage 37 après aplatissement présentant un taux de fuite inférieur à 30 l/mn, de préférence inférieur à 15 l/mn, et encore plus préférentiellement inférieur à 10 l/mn.

Ce taux de fuite est mesuré dans des conditions standard.

L’ensemble de fabrication 33 peut présenter de multiples variantes.

Selon une variante de réalisation, il est conçu pour traiter une pièce métallique déjà agrafée. Dans ce cas, l’ensemble de fabrication ne comporte pas l’unité d’agrafage. Alternativement, il comporte à la fois le module de mise en pression et l’unité d’agrafage.

Selon une variante de réalisation, chaque galet de pression est monté rotatif autour d’un arbre fixe. Cet arbre est alors rigidement fixé à l’actionneur de mise en pression, par tous moyens adaptés.

L’ensemble est bien adapté pour la fabrication d’une pièce dont la ligne d’agrafage a toute sorte de forme. Elle est rectiligne, ou arquée dans un plan, ou suit une forme en trois dimensions.

Les premier et second tronçons de la ligne d’agrafage ne forment pas nécessairement une marche montante, comme décrit plus haut. En variante, ils forment une marche descendante. Selon une autre variante, chaque tronçon a une hauteur variable, montant uniformément ou descendant uniformément ou alternativement montant et descendant. La hauteur considérée pour chaque tronçon est alors la hauteur moyenne.

La pièce métallique ne comporte pas nécessairement une tôle principale et une tôle secondaire ne couvrant que partiellement la tôle principale. Les segments minces et 5 épais des bords appartiennent en variante à des zones d’épaisseurs différentes de la même tôle. Selon une autre variante, les segments minces et épais des bords appartiennent à des tôles différentes juxtaposées les unes à côté des autres.

Claims (10)

1, - Ensemble de fabrication d’une pièce métallique (35), l’ensemble de fabrication (33) comprenant un châssis (41) pourvu d’un poste (43) de réception de la pièce métallique (35) et un module d’aplatissement (47) comprenant un chariot (48) et au moins un galet de pression (49) lié au chariot (48), la pièce métallique (35) ayant deux bords agrafés l’un à l’autre, les deux bords agrafés l’un à l’autre définissant une ligne d’agrafage (37) ayant une surface libre (39), l’ensemble de fabrication (33) comprenant un entraînement longitudinal (51) agencé pour déplacer le module d’aplatissement (47) par rapport au châssis (41) le long de la ligne d’agrafage (37) quand la pièce métallique (35) est au poste de réception (43), le module d’aplatissement (47) comprenant au moins un actionneur (53) de mise en pression, agencé pour déplacer l’au moins un galet de pression (49) selon une direction déterminée de mise en pression par rapport au chariot (48) et le placer en appui contre la surface libre (39) de telle sorte que l’au moins un galet de pression (49) exerce sur la surface libre (39) une pression selon ladite direction déterminée de mise en pression, la pression augmentant de manière auto-adaptative avec une altitude de la surface libre (39) suivant une direction opposée à la direction de mise en pression.

2, - Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le ou chaque actionneur (53) est un organe élastique de compression ayant un axe de compression confondu avec la direction de mise en pression.

3, - Ensemble selon la revendication 2, dans lequel l’organe élastique de compression comprend un corps (61) présentant un fond (63) et un piston (65) lié à l’au moins un galet de pression (49) et mobile à l’intérieur du corps (61) suivant la direction de mise en pression, une chambre étanche contenant un gaz sous pression étant délimitée entre le fond (63) et le piston (65).

4, - Ensemble selon la revendication 3, dans lequel le chariot (48) comprend, pour le ou chaque actionneur de mise en pression (53), une cavité interne (71) dans laquelle est logé ledit actionneur de mise en pression (53), un palier (67) de guidage en rotation du galet de pression (49) correspondant étant solidaire du piston (65) et logé dans la cavité interne (71).

5, - Ensemble selon la revendication 4, dans lequel un fond inférieur (73) délimite la cavité interne (71) suivant la direction de mise en pression et limite le débattement du galet de pression (49) suivant la direction de mise en pression.

6. - Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble de fabrication (33) comprend une unité d’agrafage, agencée pour agrafer l’un à l’autre les deux bords de la pièce métallique (35).

7. - Ensemble selon la revendication 6, dans lequel l’unité d’agrafage et le module d’aplatissement (47) sont montés sur un même châssis mobile, déplacé le long de la ligne d’agrafage (33) par l’entraînement longitudinal (51).

8. - Utilisation de l’ensemble de fabrication (33) selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour la fabrication d’une pièce métallique (35) dont la ligne d’agrafage (37) présente un premier tronçon (T1) le long duquel l’altitude de la surface libre (39) est relativement moins élevée, et un second tronçon (T2) le long duquel l’altitude de la surface libre (39) est relativement plus élevée, le galet de pression (49) exerçant une première pression le long du premier tronçon (T1) et une seconde pression supérieure à la première pression le long du second tronçon (T2).

9. - Utilisation selon la revendication 8, dans laquelle la pièce métallique (35) comprend une tôle principale (25) et une tôle secondaire (27) plaquée sur la tôle principale (25) et couvrant seulement une partie de la tôle principale (25), au moins un des deux bords ayant au moins un segment mince (31), formant le premier tronçon (T1) de la ligne d’agrafage (37), le long duquel la tôle principale (25) n’est pas recouverte par la tôle secondaire (27), et au moins un segment épais (29), formant le second tronçon (T2) de la ligne d’agrafage (37), le long duquel la tôle principale (25) est recouverte par la tôle secondaire (27).

10. - Utilisation selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle la pièce métallique (35) est un volume creux d’une ligne d’échappement, la ligne d’agrafage (37) après aplatissement présentant un taux de fuite inférieur à 30 l/min, de préférence inférieur à 15 l/min, et encore plus préférentiellement inférieur à 10 l/min.