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EP3377241B1 - Formage d'un coude dans une ondulation - Google Patents

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Info

Publication number
EP3377241B1
EP3377241B1 EP16819128.6A EP16819128A EP3377241B1 EP 3377241 B1 EP3377241 B1 EP 3377241B1 EP 16819128 A EP16819128 A EP 16819128A EP 3377241 B1 EP3377241 B1 EP 3377241B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
corrugation
die
counter
movable portion
sidewall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16819128.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3377241A1 (fr
Inventor
Olivier Perrot
Thomas CONEJERO
Frédéric GOSLIS
Cyril NOTA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gaztransport et Technigaz SA
Original Assignee
Gaztransport et Technigaz SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gaztransport et Technigaz SA filed Critical Gaztransport et Technigaz SA
Publication of EP3377241A1 publication Critical patent/EP3377241A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3377241B1 publication Critical patent/EP3377241B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/20—Bending sheet metal, not otherwise provided for
    • B21D11/206—Curving corrugated sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/10—Bending specially adapted to produce specific articles, e.g. leaf springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/02—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form by pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/10—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form into a peculiar profiling shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/04—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers
    • F17C3/06—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers on the inner surface, i.e. in contact with the stored fluid

Definitions

  • the present invention relates to a sheet forming device and method for forming a bend in a corrugation.
  • a sheet forming device and method for forming a bend in a corrugation are for example disclosed in the document KR-A-2010034795 .
  • the invention relates to the field of forming metal sheets or sheets, and more particularly to the work of a sheet which has one or more corrugations to be bent, that is to say a corrugation of which we want to change at least partially longitudinal orientation.
  • a sheet having planar portions and projecting corrugations arranged between the planar portions are commonly used for the production of sealed membranes to undergo high temperature differences during their operation.
  • Such corrugations are commonly formed by folding in rectilinear directions, for example in the form of two sets of intersecting corrugations extending respectively in the length direction and the width direction of a rectangular sheet.
  • stamping methods are known, for example by KR-A-2010034795 .
  • WO-2013010293 discloses a tool for forming a corrugated sheet, wherein a corrugation has a rectilinear main portion and two end portions, and wherein the end portions have a different inclination angle of the main portion.
  • FR-A-879 977 describes a device for bending a hollow profiled piece of great length.
  • An idea underlying the invention is to form a sheet having an angled corrugation and which lends itself to the realization of tight assemblies of high quality. For this, there is the need for methods and apparatus for forming a bent undulation without affecting the flatness of planar portions of the sheet. There is also a need for methods and apparatus for bending a ripple without affecting the cross-sectional shape of the ripple. There is also a need for methods and apparatus for bending a ripple by minimizing the effects on sheet thickness and uniformity.
  • the flat portions of the sheet metal plate are clamped against the support surface by means of flanks.
  • the movable portion of the projecting counter-form has an initial position, and the hollow upper die is oriented with respect to the upper frame so that the longitudinal axis of the surfaces impression side forms a bending angle with respect to the movable portion of the protruding counter-form in the initial position, it is possible to obtain the following operation: a lower edge of the outer side half-die contacts a crown portion of the corrugation to be bent, and the lateral imprint surface of the outer-side half-die slides against an outer edge of the corrugation to be corrugated; bent to support the outer side of the corrugation to be bent against the outer side of the movable portion, from the top to the bottom of the corrugation, so as to conform the outer side of the corrugation to be bent to the side outside the
  • such a device may have one or more of the following characteristics:
  • the half-die on the inner side is slidably mounted relative to the upper frame, so as to slide along an axis parallel to the direction of actuation of the press between a deployed position in which the half-die side interior is shifted towards the support surface with respect to the half-die on the outer side and a retracted position in which the half-die on the inner side is aligned with the half-die on the outer side, the half-die on the inner side being able to slide from the deployed position towards the retracted position in contact with the lower frame as the upper frame is lowered to the lower frame under the effect of the press.
  • the half-die on the inside may be initially placed in the deployed position.
  • the half-die on the inner side in the extended position first contacts the sheet metal plate away from an inner blank of the corrugation to be bent, and then the half-die on the inner side slides position retracted as the descent of the upper frame to the lower frame.
  • the device further comprises two clamps carried by the upper frame on either side of the hollow upper die and arranged between the upper frame and the lower frame, each side clamp being slidably mounted on the upper frame along an axis parallel to the direction of actuation of the press, each clamp having a flat bottom surface parallel to the support surface of the lower frame, the device further comprising return springs interposed between the upper frame and the flanks for resiliently biasing the flanks to an extended position towards the lower frame.
  • planar portions of the sheet may be maintained in a plane state between the support surface and the bottom surface of the flanks during the forming of the bent corrugation.
  • a first one of the sidewall clamps which is adjacent to the inner side half-die, engages with the inner side half-die to maintain the bottom surface of the inner side die half aligned with the surface. bottom of the first clamp and elastically recall the half-die inner side to the extended position of the inner half-die under the effect of the return springs.
  • a spring can be arranged directly between the upper frame and the half-die on the inside to resiliently return the half-die on the inner side to the deployed position.
  • the return springs are gas cylinders. Advantages of gas cylinders include high power, small footprint, ease of use and relatively low cost
  • the device further comprises a guide block arranged between the upper frame and the lower frame and pivotally mounted on the upper frame about an axis perpendicular to the support surface, the hollow upper die being mounted on the guide block so that the angle of bending can be adjusted by pivoting the guide block relative to the upper frame.
  • the pivoting of the guide block makes it possible to choose the value of the angle of bending.
  • the device further comprises a dial graduated in angular measurement units carried by one of the guide block and the upper frame to visually indicate the value of the angle of bending.
  • a swivel range of the guiding block includes bending angles located on either side of a neutral orientation aligned with the fixed portion of the counter-form, and each of the two half-dies is sliding relative to the guide block, so as to be able to slide between an extended position and a retracted position along an axis parallel to the direction of actuation of the press, each of the two half-matrices being able to serve as a half-die on the inner side according to the direction of the angle of bend relative to the neutral orientation.
  • the device makes it possible to bend the ripple to the right or to the left, depending on the setting of the guide block relative to the neutral orientation.
  • the guide block further comprises removable fasteners for selectively retaining each of the two half-dies in the retracted position.
  • removable fasteners for example in the form of elastic pushers, keys, racks, ratchets, screws, etc.
  • each of the two flanks is arranged to engage the half-array adjacent to said flange clamp when, depending on the orientation of the guide block, the half-array adjacent to said clamp flank is the half-die on the inner side, so that for both directions of the angle of bend relative to the neutral orientation, the lower surface of the inner half-die is kept aligned with the lower surface of the greenhouse adjacent flank and the inner half-matrix is resiliently biased towards the deployed position under the effect of the return springs.
  • the device can operate in a similar manner to bend the ripple to the right or to the left, which facilitates its use.
  • the device further comprises a connecting bar extending transversely to and above the fixed portion of the counter-form and rigidly connecting the two clamps to one another.
  • a connecting bar extending transversely to and above the fixed portion of the counter-form and rigidly connecting the two clamps to one another.
  • the stability of the flanks can be optimized.
  • the two flanks and the connecting bar are made in one piece.
  • the movable portion of the counter-form has a cross-sectional shape conforming to a transverse profile of the corrugation to be bent, the internal imprint lateral surface having a profile conforming to a first transverse half-profile.
  • the corrugation to be bent and the lateral surface of the external cavity having a profile according to a second transverse half-profile of the corrugation to be bent.
  • the device further includes a shaft pivotally mounted in the lower frame about an axis perpendicular to the planar support surface of the bottom frame, the shaft having a circular end surface aligned with the support surface. plane, the movable portion of the counter-form having a first portion of length attached to the end surface of the shaft along a radius of the circular end surface and a second portion of length extending over the planar support surface in the extension of the first length portion and in sliding contact with the surface flat support, the fixed portion of the counter-form being oriented in a direction intersecting the center of the end surface, the fixed portion of the counter-form having a first portion of length fixed on the flat support surface and a second portion of length s extending on the end surface of the shaft in the extension of the first length portion and in sliding contact with the end surface.
  • the first length portion of the movable portion of the counter-shape and the second length portion of the fixed portion of the counter-form each extend toward the center of the end surface without reaching the center of the end surface, the end surface further carrying a central wave plate arranged between the movable portion and the fixed portion of the counter-form, the central wave plate being pivotally mounted on the end surface coaxially with the shaft, the central wave plate having a cross section of dimensions slightly smaller than the cross section of the movable portion of the counter-form.
  • the device further comprises a floating wave plate having the same cross-sectional shape as the central wave plate and arranged between the central wave plate and one of the movable portion and the fixed portion of the counter-form, the floating wave plate being connected to said one of the movable portion and the fixed portion with a degree of freedom in translation along the axis of said one of the movable portion and the fixed portion and with a degree of freedom in pivoting about an axis perpendicular to the support surface.
  • the projecting counter-form also has a third portion hinged to the movable portion about a second axis perpendicular to the support surface, the device further comprising a second upper frame disposed above the lower frame and intended to be actuated towards the lower frame by a press, a second hollow upper die carried by the second upper frame between the second upper frame and the lower frame; the second upper hollow matrix being arranged above the third portion of the projecting counter-form.
  • first upper frame and the second upper frame of the forming device can be arranged under the press to be lowered simultaneously towards the lower frame to produce two elbows in a single press stroke.
  • the initial position of the movable portion of the projecting counter-form is aligned with the fixed portion, the corrugation to be bent having a rectilinear shape in the initial state.
  • the initial position of the movable portion of the projecting counter-form is rotated by an initial angle relative to the fixed portion, the corrugation to be bent having a bent shape of the initial angle in the initial state and a bent shape of an angle equal to the sum of the initial angle and the angle of bending in the final state.
  • Such a device can therefore also be used to bend a ripple in several successive passages with an increased bending angle at each passage.
  • a sheet forming device for forming a bend in a corrugation of a sheet is described below.
  • the forming of the corrugation (s) in the sheet must be carried out prior to the use of this forming device, which aims to bend a pre-existing corrugation.
  • the pre-existing corrugation can be obtained by known folding methods, in particular according to a rectilinear geometry.
  • the figures 1 and 6 provide an overview of the forming device, which consists of an upper part 1 and a lower part 2, which are shown in the open position of the device and which are intended to be actuated towards each other by means of a press not shown, for example a hydraulically operated press, in the direction indicated by the arrow P of figures 6 and 12 .
  • a press not shown, for example a hydraulically operated press
  • the direction indicated by the arrow P will be named vertically by convention, regardless of its actual orientation in the gravitational field.
  • the unrepresented press actuates the forming device from the open position of the figures 1 and 6 until the closed position of the figure 12 and reciprocally.
  • the power of the press required to achieve this actuation depends on the nature and thickness of the sheet to be worked. For a 1.2mm thick stainless steel sheet a 10 ton bending press can be used.
  • the lower frame 4 is a thick flat plate having a flat upper surface 6 for receiving the sheet to be worked, especially the flat portions thereof.
  • the sheet to be worked is represented on the figures 10 , 11 and 13 at the number 70.
  • the counter-form 5 is mounted projecting on the flat upper surface 6 and comprises mainly a fixed portion 7 of rectilinear shape and a movable portion 8 of rectilinear shape also.
  • the sectional shape of the movable portion 8 is substantially identical to the internal profile of the corrugation to be bent, namely here with two semi-elliptical sides 9 symmetrical with respect to the vertical plane III-III of the figure 6 , and a vertex zone 10 of greater curvature.
  • the movable portion 8 occupies substantially all the inner space of the corrugation in which it is engaged.
  • the fixed portion 7 has the same width in its lower part but a lower height and therefore does not occupy all the interior space of the undulation in which it is engaged. However, since the length portion of the corrugation which receives the fixed portion 7 is not strongly stressed during the actuation of the press, the sectional shape of the fixed portion 7 is not critical and can be designed in different ways.
  • the fixed portion 7 is fixed on the upper planar surface 6 by means of screws not shown and pins 11 engaged in holes of the fixed portion 7 and the lower frame 4 underlying.
  • the movable portion 8 is mounted on a disk-shaped shaft 12 which is housed pivotally in a cylindrical bearing 13 pierced in the center of the lower frame 4.
  • a length portion 14 of the fixed portion 7 extends door-to-door. false on the shaft end surface 12 and is in sliding contact therewith.
  • the end 16 of the length portion 14 has a shape in section substantially identical to the movable portion 8.
  • the movable portion 8 is fixed on the end surface 15 of the shaft 12 at a position substantially opposite to the end 16 of the fixed portion 7, by means of a pair of wide-headed screws 17 engaged vertically in a pair of holes 18 of the shaft 12 and screwed into a pair of threaded holes 19 of the movable portion 8.
  • a large portion of length 20 of the movable portion 8 extends cantilevered on the flat support surface 6 and is in sliding contact with the latter, so that the movable portion 8 can pivot over a certain angular range on either side of the neutral position illustrated on the figure 2 around a vertical axis.
  • This angular range covers at least the pivoting range of the guide block 35 which will be described below, namely for example the interval [-13 °, + 13 °] represented by the arrow 57.
  • the counter-form 5 further comprises three wave plates 22, 23, 24 having almost the same shape in section as the moving portion. 8. More precisely, as better visible on the Figure 4 , the cross-sectional shape of the three wave plates 22, 23, 24 has dimensions slightly smaller than the section of the movable portion 8, and therefore with the internal profile of the corrugation, in order to allow folding of the sheet in the elbow area, not a stamping / drawing that would lead to reduce the thickness of the sheet.
  • the dimensional difference between the section of the three wave plates 22, 23, 24 and the internal profile of the corrugation is of the same order of magnitude as the thickness of the sheet for an angle less than 15 °. It may be necessary to increase this dimensional difference to form a higher angle of bend.
  • the central wave plate 22 is pivotally mounted on the end surface 15 by means of a stepped screw 25 vertically engaged in a bore 26 of the shaft 12 and thus forming a vertical pivot axis with respect to the shaft 12 .
  • the floating wave plates 23 and 24 are illustrated more particularly on the Figures 4 and 5 .
  • the floating wave plate 23 is connected to the end 21 of the movable portion 8 with a displacement in translation along the length of the against-shape, a displacement in lateral translation, and a displacement in rotation about a vertical axis .
  • a screw 27 is screwed into a tapped hole 28 formed longitudinally in the end 21.
  • a sleeve 29 having a wide head 31 is slidably engaged around the screw 27.
  • the wide head 31 is housed in a countersink 32 of the floating wave plate 23.
  • a compression spring 33 is engaged on the bushing 29 and is supported respectively on a surface of the floating wave plate 23 opposite to the counterbore 32 and on the end 21 of the movable portion 8.
  • the floating wave plate 24 is connected in the same way to the end 16 of the fixed portion 7.
  • the wave plates 22, 23, 24 contribute to maintain almost constant the transverse profile of the corrugation to be bent during the operation of the forming device while freely accompanying the deformation of the material to this place, since the wave plates 22, 23, 24 are precisely in the bend which is finally achieved in the corrugation.
  • the upper part 1 of the forming device which mainly consists of an upper frame 34, a guide block 35 carrying half-matrices 36 and 37 sliding, and two side members 38 slidingly mounted on both sides, will now be described.
  • the upper frame 34 is a thick, flat plate having a flat upper surface 39 for receiving the pressing force of the not shown press.
  • the guide block 35 is a parallelepipedal sleeve pivotally mounted under the upper frame 34 by means of a shouldered axis 40 oriented perpendicularly to the upper frame 34 and a screw 41 fixing the shouldered axis 40 to the upper frame 34.
  • Pads 42 in self-lubricating bronze are arranged in the bore receiving the stepped shaft 40, which is formed in a rear wall of the guide block 35.
  • the pivoting of the guide block 35 makes it possible to adjust the value of the working angle of the forming device.
  • a groove 43 in the form of a circular arc concentric with the shouldered axis 40 is pierced in a front portion of the upper frame 34 and traversed by two screws 44 holding a front wall of the guide block 35 to the upper frame 34.
  • the screws 44 can be slidably loosened into the groove 43 and then tightened to the desired angular position.
  • the guide block 35 must indeed be firmly locked in position during the closing movement of the press.
  • the guide block 35 is represented here in the position turned to the maximum in a positive direction, namely for example + 13 ° with respect to the neutral position aligned with the fixed portion 7.
  • the heads of the two screws 44 are housed in a counterbore 88 of the upper frame 34.
  • a dial 45 with angular marks is fixed on a front face of the guide block 35 and an angular positioning slider 46 is fixed on a front face of the upper frame 34 to indicate the working angle.
  • the dial and the angular positioning slider can also be swapped.
  • each half-matrix 36, 37 comprises a flat bottom surface 47 and a lateral cavity surface 48 which corresponds to the outer profile of the corrugation to be bent and which is extends between the flat lower surface 47 and the vertical contact surface 49 of the two half-dies 36 and 37.
  • the half-dies 36 and 37 are slidably mounted perpendicularly to the upper frame 34 relative to the guide block 35 and relative to each other, to be able to slide independently of one another.
  • Three dovetail slides are made in the vertical contact surface 49 of the two half-dies 36 and 37 so as to ensure high mutual positioning accuracy throughout their respective sliding strokes.
  • the peripheral vertical surfaces 50 of the two half-dies 36 and 37 are in sliding contact against corresponding inner surfaces 52 of the guide block 35.
  • a pin 51 is engaged each time in a vertical groove 53 of the half-die 36, 37 through a drilling the guide block 35 to abut against an end surface 55 of the groove 53 in the maximum deployed position of the half-die, as visible on the figure 8 for the half-matrix 36.
  • a spring plunger 54 is each time mounted in the guide block 35 to the right of each half-die 36, 37 to be able to lock the half-die 36, 37 in the retracted position. More precisely, in the retracted position, the spring loaded pusher 54 snaps elastically into a notch 56 of the half-die 36, 37 as visible on the figure 8 for the half-die 37. In the retracted position, an upper surface 58 of the half-die 36, 37 abuts against the lower surface 59 of the upper frame 34 to transmit the pressing force of the press.
  • the half-die on the outer side needs to slide relative to the upper frame 34.
  • the sliding assembly of the two half-dies 36 and 37 makes it possible to use the device described here to form bends in both ways.
  • the half-die on the inside could be fixed.
  • flanks 38 are two symmetrical bars with respect to the vertical plane III-III of the figure 6 which extend parallel to the fixed portion 7 of the counter-form 5 on each side of the counter-form 5.
  • Each side-clamp 38 has a generally rectangular flat bottom surface 60 intended to press the flat portions of the sheet on the flat support surface 6 to maintain the flatness of these portions during the actuation of the press.
  • a vertical slideway 61 comprises a guide column 62 fixed by a screw 63 to the upper frame 34.
  • the lower end of the guide column 62 is housed in a bore 64 formed in the stay-clamp 38 and has a shoulder 65 intended to abut against a pad casing 66 to define the maximum deployed position of the wing clamp 38.
  • the pad casing 66 is fixed to the top surface 67 of the wing clamp 68 by means of screws 68 and contains self-lubricating bronze pads 69 arranged around the guide column 62.
  • Two return springs are arranged between each flange-clamp 38 and the upper frame 34, to return the flank-clamp to the extended position shown in FIG. figures 1 , 6 and 9 .
  • a transverse bar 81 connects the rear portions of the two clamps 38 to rigidly secure the two clamps 38.
  • the two clamps 38 and the crossbar 81 can thus be made in one piece U-shaped.
  • the transverse bar 81 has a cutout 82 for stepping over the fixed portion 7 of the conformation 5 without interfering with it in the closed position of the forming device ( Fig. 12 ).
  • the cutout 82 has a section conforming to the outer profile of the corrugation to be bent.
  • the flange 38 On its inwardly facing side surface, the flange 38 has two clearances, namely a lower clearance 83 and an upper clearance 84 which serve when the flange 38 is on the inside of the bend.
  • the lower clearance 83 accommodates a portion of the half-die 36 located on the inner side to engage an upper surface 85 of the half-die 36 with an upper surface 86 of the lower clearance 83, so as to maintain the half-die 36 located on the inner side in the deployed position, wherein the lower surface 47 is aligned with the lower surface 60.
  • the upper clearance 84 accommodates the base of the guide block 35 in the last part of the movement of the press and in the closed state of the forming device.
  • the forming device is in the open state and a sheet metal plate 70 to be worked is placed on the lower part 2.
  • the sheet metal plate 70 is here a bottom plate that can be used to make the waterproof membrane of a tank of LNG, as taught in WO-2011048300 .
  • this example is not limiting and the forming device described can be used to work any sheet having at least one corrugation.
  • the sheet metal plate 70 in this example comprises a rectilinear radial corrugation 71 of smaller height and three circumferential corrugations 72, 73, 74 of greater height which perpendicularly cut the radial corrugation 71, as well as planar and coplanar portions 76 situated between these ripples.
  • the circumferential corrugation 72 is rectilinear.
  • the circumferential corrugation 72 has a bend 75 whose angle is equal to the adjustment angle of the guide block 35, for example 13 °.
  • a longitudinal portion 77 of the corrugation 72 has rotated from this angle relative to the initial state.
  • the forming device is closed vertically under the effect of the press.
  • the closing movement reaches a contact position of the flanks 38 with the flat portions 76 located on either side of the circumferential corrugation 72 to be bent.
  • the inner-side half-die 36 which is locked in the extended position under the inner side clamp 38, also comes into contact with the sheet metal plate 70, away from the inner side of the corrugation 72.
  • the outer side half-die 37 which is locked in the retracted position, is not yet in contact with the sheet metal plate 70, but is positioned above the crown portion and the outer side of the corrugation 72, at an angle to that because of the adjustment angle of the guide block 35.
  • the upper frame 34 is lowered towards the lower frame 4 by compressing the return springs 80, which makes it possible to apply an increasing clamping force to the flat portions 76 by means of the flanks 38.
  • the lateral imprint surface 48 of the outer-side half-matrix 37 comes into contact, first at its lower edge, with the top of the outer side of the corrugation 72.
  • the lateral cavity surface 48 of the outer side half-matrix 37 slides up and down against the outer side of the corrugation 72 and against the outer side of the mobile portion 8.
  • exterior 37 has the effect of pushing the outer edge of the corrugation 72 in the bending direction and, on the other hand, rotating the movable portion 8 towards the final position aligned with the orientation of the half-matrix 36 and 37, which also pushes the inner side of the corrugation 72 in the direction of bending.
  • This deformation of the ripple 72 operates with a sliding contact against the movable portion 8, so that the sheet is unwound behind the outer side and wound in front of the inner side without the thickness of the sheet is changed and without the adjacent flat portions 76 do not are affected.
  • the figure 12 represents the position of the forming device at the end of the closing movement of the press.
  • the half-die 36 on the inner side has joined the half-die 37 on the outer side in the retracted position.
  • the movable portion 8 has reached the orientation aligned with the half-dies 36 and 37.
  • the press can then raise the upper part 1 to open the forming device and remove the sheet metal plate 70, the corrugation 72 is now bent , as shown on the figure 13 .
  • the half-die 36 on the inner side and the half-die 37 on the outer side can be made in one piece as an integral upper die.
  • the operation is the same, except that the inner half-die 36 remains at the same height as the half-die 37 on the outside during the entire movement of the press.
  • the situation represented on the figure 11 therefore, the half-die 36 on the inner side will not come into contact with the sheet metal plate 70 until the end of the press movement, in the position illustrated on FIG. figure 12 .
  • the structure of the flanks 38 must also be slightly modified so as not to hinder the downward movement of the half-die 36 on the inside.
  • flanks 38 and the hollow upper die could be constructed and operated independently of one another.
  • the figure 14 is a top view of the lower part of the forming device according to the second embodiment.
  • Two lower frames 4 and 104 having coplanar and parallel upper surfaces 6 and 106 are provided here.
  • the lower frame 104 is articulated to the lower frame 4 by a pivot connection coaxial with the shaft 12 and is secured to the movable portion 8 of the against-shape, for example by pins 111 similar to the pins 11 already described.
  • the pivot connection between the lower frames 4 and 104 can be realized in different ways. It is here materialized by two complementary cylindrical surfaces 101 and 102 that can slide on one another.
  • the lower frame 104 in turn carries a shaft 112, which can be made in the same way that the shaft 12 already described, which provides a second articulation between the movable portion 8 and a third portion 108 of the counter-form.
  • the third portion 108 of the counter-form is thus pivotable relative to the upper frame 104 and serves to make a second bend in the corrugation.
  • the upper part of the forming device according to the second embodiment consists of two copies of the upper part 1 already described, namely a first upper portion mounted above the shaft 12 to form the first bend and a second upper portion mounted above the shaft 112 to form the second bend.
  • the second upper part is mounted to move along an arcuate path 99, for example by means of a carriage suspended from a rail.
  • the portions 7, 8 and 108 of the counter-form are aligned to accommodate a sheet having a rectilinear corrugation.
  • a bend is formed at the level of the shaft 12, as previously described.
  • the group consisting of of the movable portion 8, the lower frame 104 and the third portion 108 pivot together about the axis formed by the shaft 12.
  • the movable portion 8 and the third portion 108 have remained aligned.
  • a second bend is formed at the level of the shaft 112, in the same manner.
  • the first upper portion of the forming device is held in the lower position to realize or contribute to this locking.
  • the direction and the angle of the first bend and the second bend are adjusted independently of each other by respectively the orientation of the guide block 35 of the first upper portion relative to the fixed portion 7 of the counter-form and the orientation of the guide block 35 of the second upper portion relative to the movable portion 8 of the counter-form.
  • the two elbows may have identical or opposite directions and equal or different angles. Two elbows with opposite directions and equal angles are useful for laterally shifting the path of a ripple without changing its orientation.
  • the figure 15 is a top view of the lower part of the forming device according to the third embodiment. Elements similar or identical to those of the second embodiment have the same reference numeral.
  • the forming device always comprises two upper portions not shown to make the two successive elbows, but only one lower frame 4.
  • the shaft 112 which articulates the third portion 108 to the movable portion 8 of the counter-form is mounted movably along a circular path centered on the pivot axis of the shaft 12, for example by being housed in an oblong groove 98 having an arcuate geometry.
  • the shaft 112 is therefore capable of translating into the groove 98 during the formation of the first bend.
  • the operation is identical to the second embodiment.
  • the figure 16 represents a variant of the forming device according to the second or third embodiment, wherein the first upper portion 95 and the second upper portion 96 of the forming device are sketched in broken lines and are intended to manufacture the two elbows in one go Press.
  • the first upper part 95 and the second upper part 96 can be mounted under a single press in close proximity to one another.
  • the second upper portion 96 is movably mounted along a path substantially parallel to the arc 99, as indicated by the arrow 94, for example by means of a rack, to be positioned at the position of limit of the shaft 112.
  • the two elbows are formed in a single stroke of the press, namely that the area of the undulation which covers the movable portion 8 is deflected upwards according to the angle imposed by the first upper portion 95 and the the corrugation covering the third portion 108 is simultaneously straightened downwards to return parallel to the fixed portion 7.
  • the figure 16 represents the counter-form in the final configuration of the double bent undulation.

Landscapes

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Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne un dispositif et un procédé de formage pour tôle destiné à former un coude dans une ondulation. Un tel dispositif et un tel procédé sont par exemple divulgués dans le document KR-A-2010034795 .
  • L'invention se rapporte au domaine du formage des feuilles métallique ou tôles, et plus particulièrement au travail d'une tôle qui présente une ou plusieurs ondulations devant être coudées, c'est-à-dire un ondulation dont on veut changer au moins partiellement l'orientation longitudinale.
    • Arrière-plan technologique
  • Une tôle présentant des portions planes et des ondulations saillantes agencées entre les portions planes sont couramment utilisées pour la réalisation de membranes étanches devant subir des écarts de température élevées au cours de leur exploitation. De telles ondulations sont couramment formées par pliage selon des orientations rectilignes, par exemple sous la forme de deux séries d'ondulations sécantes s'étendant respectivement dans la direction de longueur et la direction de largeur d'une tôle rectangulaire.
  • Afin de réaliser un assemblage étanche entre deux tôles présentant des ondulations, il est nécessaire que les positions des ondulations respectives de chacune de deux tôles coïncident précisément le long du bord d'assemblage. Pour cette raison ou pour réaliser certaines géométries particulières, il existe le besoin de former des ondulations dont l'orientation présente des changements ou coudes, par exemple pour réaliser une ondulation continue courant sur toute la périphérie de la paroi de fond d'un réservoir cylindrique.
  • Pour former une tôle présentant une ondulation coudée, on connaît des méthodes d'emboutissage, par exemple par KR-A-2010034795 .
  • WO-A-2013010293 décrit un outil pour former une tôle ondulée, dans laquelle une ondulation présente une portion principale rectiligne et deux portions d'extrémité, et dans laquelle les portions d'extrémité présentent un angle d'inclinaison différent de la portion principale.
  • FR-A-879977 décrit un dispositif pour couder une pièce profilée creuse de grande longueur.
    • Résumé
  • Une idée à la base de l'invention est de former une tôle présentant une ondulation coudée et qui se prête à la réalisation d'assemblages étanches de haute qualité. Pour cela, il existe le besoin de procédés et d'appareils permettant de former une ondulation coudée sans affecter la planéité des portions planes de la tôle. Il existe aussi le besoin de procédés et d'appareils permettant de couder une ondulation sans affecter la forme de section transversale de l'ondulation. Il existe également le besoin de procédés et d'appareils permettant de couder une ondulation en minimisant les effets sur l'épaisseur de la tôle et son uniformité.
  • Pour cela, l'invention fournit un procédé de formage pour tôle destiné à former un coude dans une ondulation, le procédé comportant :
    • disposer une plaque de tôle sur un bâti inférieur présentant une surface de support plane et une contre-forme saillante disposée sur la surface de support, la contre-forme saillante présentant une portion fixe et une portion mobile articulée par rapport à la portion fixe autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support, la plaque de tôle présentant des portions planes reçues sur la surface de support et une ondulation disposée entre les portions planes, saillante par rapport aux portions planes et dans laquelle la contre-forme saillante est logée,
    • descendre un bâti supérieur disposé au-dessus du bâti inférieur au moyen d'une presse en direction du bâti inférieur, le bâti supérieur portant une matrice supérieure creuse agencée au-dessus de la portion mobile de la contre-forme saillante, la matrice supérieure comportant une demi-matrice côté intérieur qui présente une surface inférieure plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte intérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'intérieur du coude, la surface latérale d'empreinte intérieure présentant un axe longitudinal parallèle à la surface de support plane, et une demi-matrice côté extérieur qui présente une surface inférieure plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte extérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'extérieur du coude, la surface latérale d'empreinte extérieure présentant un axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal de la surface latérale d'empreinte intérieure, la matrice supérieure creuse étant orientée par rapport au bâti inférieur de sorte que l'axe longitudinal des surfaces latérales d'empreinte intérieure et extérieure forme un angle de coudage par rapport à la portion fixe de la contre-forme saillante et, au cours du mouvement de descente du bâti supérieur :
      • mettre en contact la surface latérale d'empreinte extérieure, d'abord par son bord inférieur, avec le haut d'un flanc extérieur de l'ondulation,
      • glisser la surface latérale d'empreinte extérieure de haut en bas contre le flanc extérieur de l'ondulation, de manière à pousser le flanc extérieur de l'ondulation dans la direction de coudage, à faire tourner la portion mobile vers une position finale alignée avec l'axe longitudinal de la surface latérale d'empreinte extérieure, et à pousser ainsi le flanc intérieur de l'ondulation dans la direction de coudage,
      • dans lequel une déformation de l'ondulation s'opère avec un contact glissant contre la portion mobile, de sorte que la plaque de tôle est déroulée derrière le flanc extérieur et enroulée devant le flanc intérieur de la portion mobile.
  • Selon un mode de réalisation, on serre les portions planes de la plaque de tôle contre la surface de support au moyen de serre-flancs.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un dispositif de formage pour tôle destiné à former un coude dans une ondulation, le dispositif de formage comportant :
    • un bâti inférieur présentant une surface de support plane destinée à recevoir une plaque de tôle présentant une ondulation devant être coudée, l'ondulation devant être coudée étant saillante par rapport à une portion plane de la plaque de tôle, une contre-forme saillante disposée sur la surface de support et destinée à être logée dans l'ondulation devant être coudée,
    • dans lequel la contre-forme saillante présente une portion fixe et une portion mobile articulée par rapport à la portion fixe autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support,
    • un bâti supérieur disposé au-dessus du bâti inférieur,
    • une presse configurée pour descendre le bâti supérieur en direction du bâti inférieur, et
    • une matrice supérieure creuse portée par le bâti supérieur entre le bâti supérieur et le bâti inférieur, la matrice supérieure creuse étant agencée au-dessus de la portion mobile de la contre-forme saillante, la matrice supérieure comportant :
      • une demi-matrice côté intérieur qui présente une surface inférieure plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte intérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'intérieur du coude, la surface latérale d'empreinte intérieure présentant un axe longitudinal parallèle à la surface de support plane et,
      • une demi-matrice côté extérieur qui présente une surface inférieure plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte extérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'extérieur du coude, la surface latérale d'empreinte extérieure présentant un axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal de la surface latérale d'empreinte intérieure,
      • la matrice supérieure creuse étant orientée ou orientable par rapport au bâti inférieur de sorte que les axes longitudinaux des surfaces latérales d'empreinte intérieure et extérieure forment un angle de coudage par rapport à la portion fixe de la contre-forme saillante, et
      • la matrice supérieure creuse, notamment la demi-matrice côté extérieur de la matrice supérieure creuse, étant couplée au bâti supérieur pour transmettre l'effort de la presse en direction du bâti inférieur.
  • Grâce à ces caractéristiques, lors d'un mouvement de descente du bâti supérieur en direction du bâti inférieur sous l'effet de la presse, à partir d'un état initial dans lequel une plaque de tôle est posée sur la surface de support plane et la contre-forme saillante est logée dans l'ondulation devant être coudée, la portion mobile de la contre-forme saillante présente une position initiale, et la matrice supérieure creuse est orientée par rapport au bâti supérieur de sorte que l'axe longitudinal des surfaces latérales d'empreinte forme un angle de coudage par rapport à la portion mobile de la contre-forme saillante dans la position initiale, il est possible d'obtenir le fonctionnement suivant :
    un bord inférieur de la demi-matrice côté extérieur entre en contact avec une portion de sommet de l'ondulation devant être coudée et la surface latérale d'empreinte de la demi-matrice côté extérieur glisse contre un flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée pour appuyer le flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée contre le flanc extérieur de la portion mobile, depuis le sommet jusqu'au pied de l'ondulation, de manière à conformer le flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée au flanc extérieur de la portion mobile et simultanément, à faire tourner la portion mobile depuis la position initiale jusqu'à une position finale alignée aux surfaces latérales d'empreinte des deux demi-matrices de la matrice supérieure creuse,
    de sorte que, dans un état final, une portion longitudinale de l'ondulation devant être coudée se trouve prise en sandwich entre la portion mobile de la contre-forme saillante et la matrice supérieure creuse et se trouve coudée d'un angle égal audit angle de coudage par rapport à l'état initial.
  • Selon des modes de réalisation avantageux, un tel dispositif peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    Dans un mode de réalisation, la demi-matrice côté intérieur est montée coulissante par rapport au bâti supérieur, de manière à pouvoir coulisser selon un axe parallèle à la direction d'actionnement de la presse entre une position déployée dans laquelle la demi-matrice côté intérieur est décalée vers la surface de support par rapport à la demi-matrice côté extérieur et une position escamotée dans laquelle la demi-matrice côté intérieur est alignée à la demi-matrice côté extérieur, la demi-matrice côté intérieur étant apte à coulisser depuis la position déployée vers la position escamotée au contact du bâti inférieur à mesure de la descente du bâti supérieur vers le bâti inférieur sous l'effet de la presse.
  • Dans ce mode de réalisation, la demi-matrice côté intérieur peut être placée initialement dans la position déployée. Dans ce cas, la demi-matrice côté intérieur dans la position déployée entre d'abord en contact avec la plaque de tôle à distance d'un flan intérieur de l'ondulation devant être coudée, puis la demi-matrice côté intérieur coulisse vers la position escamotée à mesure de la descente du bâti supérieur vers le bâti inférieur.
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre deux serre-flancs portés par le bâti supérieur de part et d'autre de la matrice supérieure creuse et agencés entre le bâti supérieur et le bâti inférieur, chaque serre-flanc étant monté coulissant sur le bâti supérieur selon un axe parallèle à la direction d'actionnement de la presse, chaque serre-flanc comportant une surface inférieure plane parallèle à la surface de support du bâti inférieur, le dispositif comportant en outre des ressorts de rappel interposés entre le bâti supérieur et les serre-flancs pour rappeler élastiquement les serre-flancs vers une position déployée en direction du bâti inférieur.
  • Grâce à ces caractéristiques, les portions planes de la tôle peuvent être maintenues dans un état plan entre la surface de support et la surface inférieure des serre-flancs pendant le formage de l'ondulation coudée.
  • Dans un mode de réalisation, un premier des serre-flancs, qui est adjacent à la demi-matrice côté intérieur, est en prise avec la demi-matrice côté intérieur pour maintenir la surface inférieure de la demi-matrice côté intérieur alignée avec la surface inférieure du premier serre-flanc et rappeler élastiquement la demi-matrice côté intérieur vers la position déployée de la demi-matrice côté intérieur sous l'effet des ressorts de rappel.
  • Alternativement ou en combinaison, un ressort peut être agencé directement entre le bâti supérieur et la demi-matrice côté intérieur pour rappeler élastiquement la demi-matrice côté intérieur vers la position déployée.
  • Différentes technologies sont utilisables pour réaliser les ressorts de rappel. Dans un mode de réalisation, les ressorts de rappel sont des vérins à gaz. Des avantages des vérins à gaz sont notamment la puissance élevée, le faible encombrement, la simplicité d'utilisation et le relativement faible coût
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre un bloc de guidage agencé entre le bâti supérieur et le bâti inférieur et monté pivotant sur le bâti supérieur autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support, la matrice supérieure creuse étant montée sur le bloc de guidage de sorte que l'angle de coudage peut être réglé par pivotement du bloc de guidage par rapport au bâti supérieur.
  • Ainsi, le pivotement du bloc de guidage permet de choisir la valeur de l'angle de coudage. Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre un cadran gradué en unités de mesure angulaires porté par l'un du bloc de guidage et du bâti supérieur pour indiquer visuellement la valeur de l'angle de coudage.
  • Dans un mode de réalisation, une plage de pivotement du bloc de guidage englobe des angles de coudage situés de part et d'autre d'une orientation neutre alignée avec la portion fixe de la contre-forme, et chacune des deux demi-matrices est coulissante par rapport au bloc de guidage, de manière à pouvoir coulisser entre une position déployée et une position escamotée selon un axe parallèle à la direction d'actionnement de la presse, chacune des deux demi-matrices pouvant servir de demi-matrice côté intérieur selon le sens de l'angle de coudage par rapport à l'orientation neutre.
  • Ainsi, le dispositif permet de couder l'ondulation vers la droite ou vers la gauche, selon le réglage du bloc de guidage par rapport à l'orientation neutre.
  • Dans un mode de réalisation, le bloc de guidage comporte en outre des attaches amovibles pour retenir sélectivement chacune des deux demi-matrices dans la position escamotée. Ainsi la demi-matrice côté extérieur peut être retenue dans la position escamotée pendant le formage de l'ondulation coudée. Différentes techniques peuvent être employées pour réaliser de telles attaches amovibles, par exemple sous la forme de poussoirs élastiques, clavettes, crémaillères, cliquets, vis, etc.
  • Dans un mode de réalisation, chacun des deux serre-flancs est agencé de manière entrer en prise avec la demi-matrice adjacente audit serre-flanc lorsque, en fonction de l'orientation du bloc de guidage, la demi-matrice adjacente audit serre-flanc est la demi-matrice côté intérieur, de sorte que, pour les deux sens de l'angle de coudage par rapport à l'orientation neutre, la surface inférieure de la demi-matrice côté intérieur est maintenue alignée avec la surface inférieure du serre-flanc adjacent et la demi-matrice côté intérieur est rappelée élastiquement vers la position déployée sous l'effet des ressorts de rappel.
  • Ainsi, le dispositif peut fonctionner de manière similaire pour couder l'ondulation vers la droite ou vers la gauche, ce qui facilite son utilisation.
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre une barre de liaison s'étendant transversalement à et au-dessus de la portion fixe de la contre-forme et reliant rigidement les deux serre-flancs l'un à l'autre. Ainsi, la stabilité des serre-flancs peut être optimisée. De préférence, les deux serre-flancs et la barre de liaison sont réalisés d'une seule pièce.
  • Afin de conserver le profil transversal de l'ondulation pendant le formage de l'ondulation coudée, plusieurs caractéristiques décrites ci-dessous peuvent être utilisées.
  • Dans un mode de réalisation, la portion mobile de la contre-forme présente une forme de section transversale conforme à un profil transversal de l'ondulation devant être coudée, la surface latérale d'empreinte intérieure présentant un profil conforme à un premier demi profil transversal de l'ondulation devant être coudée et la surface latérale d'empreinte extérieure présentant un profil conforme à un second demi profil transversal de l'ondulation devant être coudée.
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre un arbre monté pivotant dans le bâti inférieur autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support plane du bâti inférieur, l'arbre présentant une surface de bout circulaire alignée avec la surface de support plane,
    la portion mobile de la contre-forme présentant une première portion de longueur fixée sur la surface de bout de l'arbre selon un rayon de la surface de bout circulaire et une deuxième portion de longueur s'étendant sur la surface de support plane dans le prolongement de la première portion de longueur et en contact glissant avec la surface de support plane,
    la portion fixe de la contre-forme étant orientée selon une direction coupant le centre de la surface de bout, la portion fixe de la contre-forme présentant une première portion de longueur fixée sur la surface de support plane et une deuxième portion de longueur s'étendant sur la surface de bout de l'arbre dans le prolongement de la première portion de longueur et en contact glissant avec la surface de bout.
  • Dans un mode de réalisation, la première portion de longueur de la portion mobile de la contre-forme et la deuxième portion de longueur de la portion fixe de la contre-forme s'étendent chacune en direction du centre de la surface de bout sans atteindre le centre de la surface de bout, la surface de bout portant en outre une plaque d'onde centrale agencée entre la portion mobile et la portion fixe de la contre-forme, la plaque d'onde centrale étant montée pivotante sur la surface de bout coaxialement avec l'arbre, la plaque d'onde centrale présentant une section transversale de dimensions légèrement inférieures à la section transversale de la portion mobile de la contre-forme.
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre une plaque d'onde flottante présentant la même forme de section transversale que la plaque d'onde centrale et agencée entre la plaque d'onde centrale et l'une parmi la portion mobile et la portion fixe de la contre-forme, la plaque d'onde flottante étant liée à ladite une parmi la portion mobile et la portion fixe avec un degré de liberté en translation selon l'axe de ladite une parmi la portion mobile et la portion fixe et avec un degré de liberté en pivotement autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support.
  • Dans un mode de réalisation, la contre-forme saillante présente en outre une troisième portion articulée par rapport à la portion mobile autour d'un deuxième axe perpendiculaire à la surface de support,
    le dispositif comportant en outre un deuxième bâti supérieur disposé au-dessus du bâti inférieur et destiné à être actionné en direction du bâti inférieur par une presse, une deuxième matrice supérieure creuse portée par le deuxième bâti supérieur entre le deuxième bâti supérieur et le bâti inférieur, la deuxième matrice supérieure creuse étant agencée au-dessus de la troisième portion de la contre-forme saillante.
  • Dans ce cas, le premier bâti supérieur et le deuxième bâti supérieur du dispositif de formage peuvent être agencés sous la presse pour être descendus simultanément en direction du bâti inférieur afin de fabriquer deux coudes en un seul coup de presse.
  • L'invention fournit aussi une utilisation du dispositif de formage précité, dans laquelle :
    dans un état initial, une plaque de tôle est posée sur la surface de support plane et la contre-forme saillante est logée dans l'ondulation devant être coudée, la portion mobile de la contre-forme saillante présente une position initiale, et la matrice supérieure creuse est orientée par rapport au bâti supérieur de sorte que l'axe longitudinal des surfaces latérales d'empreinte forme un angle de coudage par rapport à la portion mobile de la contre-forme saillante dans la position initiale, puis, lors d'un mouvement de descente du bâti supérieur en direction du bâti inférieur sous l'effet de la presse :
    • le cas échéant, la demi-matrice côté intérieur dans la position déployée entre d'abord en contact avec la plaque de tôle à distance d'un flan intérieur de l'ondulation devant être coudée, puis la demi-matrice côté intérieur coulisse vers la position escamotée à mesure de la descente du bâti supérieur vers le bâti inférieur
    • un bord inférieur de la demi-matrice côté extérieur entre en contact avec une portion de sommet de l'ondulation devant être coudée et la surface latérale d'empreinte de la demi-matrice côté extérieur glisse contre un flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée pour appuyer le flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée contre le flanc extérieur de la portion mobile, depuis le sommet jusqu'au pied de l'ondulation, de manière à conformer le flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée au flanc extérieur de la portion mobile et simultanément, à faire tourner la portion mobile depuis la position initiale jusqu'à une position finale alignée aux surfaces latérales d'empreinte des deux demi-matrices de la matrice supérieure creuse,
    dans un état final, une portion longitudinale de l'ondulation devant être coudée se trouve prise en sandwich entre la portion mobile de la contre-forme saillante et la matrice supérieure creuse et se trouve coudée d'un angle égal audit angle de coudage par rapport à l'état initial.
  • Dans un mode de réalisation, la position initiale de la portion mobile de la contre-forme saillante est alignée à la portion fixe, l'ondulation devant être coudée présentant une forme rectiligne dans l'état initial.
  • Dans un mode de réalisation, la position initiale de la portion mobile de la contre-forme saillante est tournée d'un angle initial par rapport à la portion fixe, l'ondulation devant être coudée présentant une forme coudée de l'angle initial dans l'état initial et une forme coudée d'un angle égal à la somme de l'angle initial et l'angle de coudage dans l'état final.
  • Un tel dispositif peut donc être aussi utilisé pour couder une ondulation en plusieurs passages successifs avec un angle de coudage augmenté à chaque passage.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
    • La figure 1 est une vue générale en perspective d'un dispositif de formage selon un mode de réalisation de l'invention, dans une position ouverte,
    • La figure 2 est une vue de dessus de la partie inférieure du dispositif de la Figure 1, selon l'axe II-II de la Figure 6,
    • La figure 3 est une vue en coupe de la partie inférieure du dispositif de la Figure 1 selon l'axe III-III de la Figure 6,
    • La figure 4 est une vue partielle agrandie en coupe selon l'axe IV-IV de la Figure 3,
    • La figure 5 est une vue en perspective éclatée d'une plaque d'onde flottante de la partie inférieure du dispositif de la Figure 1,
    • La figure 6 est une vue de face du dispositif de la Figure 1,
    • La figure 7 est une vue en coupe du dispositif de la Figure 1 selon l'axe VII-VII de la Figure 12,
    • La figure 8 est une vue en coupe du bloc de guidage selon l'axe VIII-VIII de la Figure 7, le dispositif étant cependant dans la position ouverte de la figure 1
    • La figure 9 est une vue en coupe d'une glissière de serre-flanc selon l'axe IX-IX de la Figure 1,
    • La figure 10 est une vue générale en perspective d'un dispositif de formage de la Figure 1, dans la position ouverte, en présence d'une tôle présentant une ondulation initialement rectiligne engagée sur la contre-forme,
    • La figure 11 est une vue analogue à la figure 10 dans une position de contact des serre-flancs, correspondant à une étape ultérieure de l'actionnement de la presse,
    • La figure 12 est une vue de face du dispositif de la Figure 1 dans un état fermé, correspondant à une étape ultérieure de l'actionnement de la presse,
    • La figure 13 est une vue générale en perspective de la tôle de la figure 10 prête à être sortie du dispositif à l'issue du formage de l'ondulation coudée.
    • La figure 14 est une vue de dessus de la partie inférieure d'un dispositif de formage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 15 est une vue de dessus de la partie inférieure d'un dispositif de formage selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 16 est une vue de dessus d'un dispositif de formage selon une variante du deuxième mode de réalisation.
    Description détaillée de modes de réalisation
  • On décrit ci-dessous un dispositif de formage pour tôle destiné à former un coude dans une ondulation d'une tôle. Le formage de la ou des ondulations dans la tôle doit être réalisé préalablement à l'emploi de ce dispositif de formage, qui vise à couder une ondulation préexistante. L'ondulation préexistante peut être obtenue par des méthodes de pliage connues, notamment selon une géométrie rectiligne.
  • Les figures 1 et 6 fournissent une vue d'ensemble du dispositif de formage, qui consiste en une partie supérieure 1 et une partie inférieure 2, qui sont représentées dans la position ouverte du dispositif et qui sont destinées à être actionnées l'une vers l'autre au moyen d'une presse non représentée, par exemple une presse à actionnement hydraulique, dans la direction indiquée par la flèche P des figures 6 et 12. La direction indiquée par la flèche P sera nommée direction verticale par convention, indépendamment de son orientation réelle dans le champ de gravité. La presse non représentée actionne le dispositif de formage depuis la position ouverte des figures 1 et 6 jusqu' à la position fermée de la figure 12 et réciproquement.
  • La puissance de la presse nécessaire pour réaliser cet actionnement dépend de la nature et de l'épaisseur de la tôle devant être travaillée. Pour une tôle d'acier inoxydable épaisse de 1,2mm une presse de 10 tonnes par coudage peut être utilisée.
  • En référence aux figures 2 et 3, on décrit maintenant plus précisément la partie inférieure 2, qui consiste essentiellement en un bâti inférieur 4 et une contre-forme 5 qui est articulée.
  • Le bâti inférieur 4 est une plaque plane de forte épaisseur présentant une surface supérieure plane 6 destinée à recevoir la tôle devant être travaillée, en particulier les parties planes de celle-ci. La tôle devant être travaillée est représentée sur les figures 10, 11 et 13 au chiffre 70.
  • La contre-forme 5 est montée saillante sur la surface supérieure plane 6 et comporte principalement une portion fixe 7 de forme rectiligne et une portion mobile 8 de forme rectiligne également. La forme en section de la portion mobile 8 est sensiblement identique au profil intérieur de l'ondulation devant être coudée, à savoir ici avec deux côtés semi-elliptiques 9 symétriques par rapport au plan vertical III-III de la figure 6, et une zone de sommet 10 de plus forte courbure. Ainsi, la portion mobile 8 occupe sensiblement tout l'espace intérieur de l'ondulation dans laquelle elle est engagée.
  • La portion fixe 7 présente la même largeur dans sa partie basse mais une moindre hauteur et n'occupe donc pas tout l'espace intérieur de l'ondulation dans laquelle elle est engagée. Toutefois, étant donné que la portion de longueur de l'ondulation qui reçoit la portion fixe 7 n'est pas fortement sollicitée pendant l'actionnement de la presse, la forme en section de la portion fixe 7 n'est pas critique et peut être conçue de différentes manières. La portion fixe 7 est fixée sur la surface supérieure plane 6 au moyen de vis non représentées et de goupilles 11 engagées dans des perçages de la portion fixe 7 et du bâti inférieur 4 sous-jacent.
  • La portion mobile 8 est montée sur un arbre 12 en forme de disque qui est logé pivotant dans un palier cylindrique 13 percé dans le centre du bâti inférieur 4. Une portion de longueur 14 de la portion fixe 7 s'étend en porte-à-faux sur la surface de bout 15 de arbre 12 et est en contact glissant avec celle-ci. L'extrémité 16 de la portion de longueur 14 présente une forme en section sensiblement identique à la portion mobile 8.
  • La portion mobile 8 est fixée sur la surface de bout 15 de l'arbre 12 à une position sensiblement opposée à l'extrémité 16 de la portion fixe 7, au moyen d'une paire de vis à tête large 17 engagées verticalement dans une paire de perçages 18 de l'arbre 12 et vissées dans une paire de trous taraudés 19 de la portion mobile 8. Une grande portion de longueur 20 de la portion mobile 8 s'étend en porte-à-faux sur la surface de support plane 6 et est en contact glissant avec celle-ci, de sorte que la portion mobile 8 peut pivoter sur une certaine plage angulaire de part et d'autre de la position neutre illustrée sur la figure 2 autour d'un axe vertical. Cette plage angulaire couvre au moins la plage de pivotement du bloc de guidage 35 qui sera décrit plus bas, à savoir par exemple l'intervalle [-13°, +13°] représenté par la flèche 57.
  • Entre l'extrémité 16 de la portion fixe 7 et l'extrémité 21 adjacente de la portion mobile 8, la contre-forme 5 comporte encore trois plaques d'onde 22, 23, 24 présentant quasiment la même forme en section que la portion mobile 8. Plus précisément, comme mieux visible sur la Figure 4, la forme en section des trois plaques d'onde 22, 23, 24 présente des dimensions légèrement inférieures à la section de la portion mobile 8, et donc au profil intérieur de l'ondulation, afin de permettre un pliage de la tôle dans la zone du coude, et non un emboutissage/étirage qui conduirait à réduire l'épaisseur de la tôle. L'écart dimensionnel entre la section des trois plaques d'onde 22, 23, 24 et le profil intérieur de l'ondulation est du même ordre de grandeur que l'épaisseur de la tôle pour un angle inférieur à 15°. Il peut être nécessaire d'augmenter cet écart dimensionnel pour former un angle de coudage plus élevé.
  • La plaque d'onde centrale 22 est montée pivotante sur la surface de bout 15 au moyen d'une vis épaulée 25 engagée verticalement dans un perçage 26 de l'arbre 12 et formant ainsi un axe de pivotement vertical par rapport à l'arbre 12.
  • Les plaques d'onde flottantes 23 et 24 sont illustrées plus particulièrement sur les figures 4 et 5. La plaque d'onde flottante 23 est liée à l'extrémité 21 de la portion mobile 8 avec un débattement en translation selon la longueur de la contre-forme, un débattement en translation latérale, et un débattement en rotation autour d'un axe vertical. Pour cela, une vis 27 est vissée dans un trou taraudé 28 ménagé longitudinalement dans l'extrémité 21. Une douille 29 présentant une tête large 31 est engagée de manière glissante autour de la vis 27. La douille 29 et la vis 27 qu'elle contient sont engagées dans un trou oblong 30 de la plaque d'onde flottante 23. La tête large 31 est logée dans un lamage 32 de la plaque d'onde flottante 23. Un ressort de compression 33 est engagé sur la douille 29 et prend appui respectivement sur une surface de la plaque d'onde flottante 23 opposée au lamage 32 et sur l'extrémité 21 de la portion mobile 8. La plaque d'onde flottante 24 est liée de la même manière à l'extrémité 16 de la portion fixe 7.
  • Grâce à ces débattements, les plaques d'onde 22, 23, 24 contribuent à maintenir quasiment constant le profil transversal de l'ondulation devant être coudée au cours de l'opération du dispositif de formage tout en accompagnant librement la déformation de la matière à cet endroit, puisque les plaques d'onde 22, 23, 24 se trouvent précisément dans le coude qui est finalement réalisé dans l'ondulation.
  • De retour à la figure 1, on va maintenant décrire la partie supérieure 1 du dispositif de formage, qui consiste principalement en un bâti supérieur 34, un bloc de guidage 35 portant des demi-matrices 36 et 37 coulissantes, et deux serre-flancs 38 montés coulissants de part et d'autre du bloc de guidage 35. Le bâti supérieur 34 est une plaque plane de forte épaisseur présentant une surface supérieure plane 39 destinée à recevoir la force de pression de la presse non représentée.
  • En référence aux figures 1 et 7, le bloc de guidage 35 est une chemise parallélépipédique montée pivotante sous le bâti supérieur 34 au moyen d'un axe épaulé 40 orienté perpendiculairement au bâti supérieur 34 et d'une vis 41 fixant l'axe épaulé 40 au bâti supérieur 34. Des coussinets 42 en bronze autolubrifiant sont agencés dans l'alésage recevant l'axe épaulé 40, qui est réalisé dans une paroi arrière du bloc de guidage 35.
  • Le pivotement du bloc de guidage 35 permet de régler la valeur de l'angle de travail du dispositif de formage. Pour cela, une rainure 43 en arc de cercle concentrique à l'axe épaulé 40 est percée dans une partie avant du bâti supérieur 34 et traversée par deux vis 44 retenant une paroi avant du bloc de guidage 35 au bâti supérieur 34. Pour régler l'angle, les vis 44 peuvent être desserrées de manière à coulisser dans la rainure 43, puis resserrées à la position angulaire souhaitée. Le bloc de guidage 35 doit en effet être fermement verrouillé en position pendant le mouvement de fermeture de la presse. Comme visible sur la figure 1, le bloc de guidage 35 est représenté ici dans la position tournée au maximum dans un sens positif, à savoir par exemple +13° par rapport à la position neutre alignée à la portion fixe 7. Les têtes des deux vis 44 sont logées dans un lamage 88 du bâti supérieur 34.
  • Un cadran 45 avec des repères angulaires est fixé sur une face frontale du bloc de guidage 35 et un curseur de positionnement angulaire 46 est fixé sur une face frontale du bâti supérieur 34 pour indiquer l'angle de travail. Le cadran et le curseur de positionnement angulaire peuvent aussi être permutés.
  • En référence aux figures 7 et 8, les deux demi-matrices 36 et 37 qui forment la matrice supérieure creuse sont montées coulissantes dans le bloc de guidage 35. Les demi-matrices 36 et 37 sont des pièces relativement plates qui s'étendent dans la longueur du bloc de guidage 35 au-dessus de la portion mobile 8 de la contre-forme 5. Chaque demi-matrice 36, 37 comporte une surface inférieure plane 47 et une surface latérale d'empreinte 48 qui correspond au profil extérieur de l'ondulation devant être coudée et qui s'étend entre la surface inférieure plane 47 et la surface verticale de contact 49 des deux demi-matrices 36 et 37.
  • Les demi-matrices 36 et 37 sont montées coulissantes perpendiculairement au bâti supérieur 34 par rapport au bloc de guidage 35 et l'une par rapport à l'autre, pour pouvoir coulisser indépendamment l'une de l'autre. Trois glissières en queue d'aronde sont réalisées dans la surface verticale de contact 49 des deux demi-matrices 36 et 37 de manière à assurer une grande précision de positionnement mutuel pendant toute leurs courses de coulissement respectives. Pour la liaison au bloc de guidage 35, les surfaces verticales périphériques 50 des deux demi-matrices 36 et 37 sont en contact glissant contre des surfaces internes correspondantes 52 du bloc de guidage 35. De plus une goupille 51 est à chaque fois engagée dans une rainure verticale 53 de la demi-matrice 36, 37 à travers un perçage du bloc de guidage 35 pour buter contre une surface d'extrémité 55 de la rainure 53 dans la position déployée maximale de la demi-matrice, comme visible sur la figure 8 pour la demi-matrice 36.
  • Un poussoir à ressort 54 est à chaque fois monté dans le bloc de guidage 35 au droit de chaque demi-matrice 36, 37 pour pouvoir verrouiller la demi-matrice 36, 37 dans la position escamotée. Plus précisément, dans la position escamotée, le poussoir à ressort 54 s'encliquète élastiquement dans une encoche 56 de la demi-matrice 36, 37 comme visible sur la figure 8 pour la demi-matrice 37. Dans la position escamotée, une surface supérieure 58 de la demi-matrice 36, 37 est en butée contre la surface inférieure 59 du bâti supérieur 34 pour transmettre la force de poussée de la presse.
  • De manière non représentée, on pourra utiliser un système alternatif au poussoir à ressort 54, par exemple un système de clavette ou de vissage ou de crémaillère pour régler le positionnement des demi-matrices 36, 37.
  • Pour le fonctionnement du dispositif de formage, seule la demi-matrice côté extérieur a besoin de coulisser par rapport au bâti supérieur 34. Le montage coulissant des deux demi-matrices 36 et 37 permet d'exploiter le dispositif décrit ici pour former des coudes dans les deux sens. Dans un dispositif simplifié destiné à former des coudes dans un seul sens prédéterminé, la demi-matrice côté intérieur pourrait être fixe.
  • De retour à la figure 6, on va maintenant décrire les serre-flancs 38. Les deux serre-flancs 38 sont deux barres symétriques par rapport au plan vertical III-III de la figure 6 qui s'étendent parallèlement à la portion fixe 7 de la contre-forme 5 de chaque côté de la contre-forme 5. Chaque serre-flanc 38 présente une surface inférieure plane 60 globalement rectangulaire destinée à plaquer les portions planes de la tôle sur la surface de support plane 6 pour maintenir la planéité de ces portions pendant l'actionnement de la presse.
  • Pour cela, les serre-flancs 38 sont montés sur des glissières verticales 61 par rapport au bâti supérieur 34. Les glissières verticales 61 sont détaillées sur les figures 7 et 9. Une glissière verticale 61 comporte une colonne de guidage 62 fixée par une vis 63 au bâti supérieur 34. L'extrémité inférieure de la colonne de guidage 62 est logée dans un alésage 64 ménagé dans le serre-flanc 38 et présente un épaulement 65 destiné à buter contre un boîtier de coussinet 66 pour définir la position déployée maximale du serre-flanc 38. Le boîtier de coussinet 66 est fixé sur la surface supérieure 67 du serre-flanc par des vis 68 et contient des coussinets 69 en bronze autolubrifiant agencés autour de la colonne de guidage 62.
  • Deux ressorts de rappel, réalisés ici sous la forme de vérins à gaz 80, sont agencés entre chaque serre-flanc 38 et le bâti supérieur 34, pour rappeler le serre-flanc vers la position déployée représentée sur la figures 1, 6 et 9.
  • Comme mieux visible sur les figures 6 et 7, une barre transversale 81 relie les parties arrière des deux serre-flancs 38 pour solidariser rigidement les deux serre-flancs 38. Les deux serre-flancs 38 et la barre transversale 81 peuvent ainsi être réalisés d'une seule pièce en forme de U. La barre transversale 81 présente une découpe 82 pour enjamber la portion fixe 7 de la conforme 5 sans interférer avec celle-ci dans la position fermée du dispositif de formage (Fig. 12). La découpe 82 présente une section conforme au profil extérieur de l'ondulation devant être coudée.
  • Sur sa surface latérale tournée vers l'intérieur, le serre-flanc 38 présente deux dégagements, à savoir un dégagement inférieur 83 et un dégagement supérieur 84 qui servent lorsque le serre-flanc 38 se trouve du côté intérieur du coude. Comme visible sur la figure 6, le dégagement inférieur 83 permet d'accueillir une portion de la demi-matrice 36 située du côté intérieur pour mettre en prise une surface supérieure 85 de la demi-matrice 36 avec une surface supérieure 86 du dégagement inférieur 83, de manière à maintenir la demi-matrice 36 située du côté intérieur dans la position déployée, dans laquelle la surface inférieure 47 est alignée à la surface inférieure 60. Comme visible sur la figure 12, le dégagement supérieur 84 permet d'accueillir la base du bloc de guidage 35 dans la dernière partie du mouvement de la presse et à l'état fermé du dispositif de formage.
  • On va maintenant décrire l'utilisation du dispositif de formage en référence aux figures 10 à 13.
  • A la figure 10, le dispositif de formage est à l'état ouvert et une plaque de tôle 70 devant être travaillée est posée sur la partie inférieure 2. La plaque de tôle 70 est ici une plaque fond pouvant être utilisée pour réaliser la membrane étanche d'un réservoir de GNL, comme enseigné dans WO-A-2011048300 . Toutefois, cet exemple n'est pas limitatif et le dispositif de formage décrit peut être employé pour travailler toute tôle présentant au moins une ondulation.
  • La plaque de tôle 70 dans cet exemple comporte une ondulation radiale 71 rectiligne de plus petite hauteur et trois ondulation circonférentielles 72, 73, 74 de plus grande hauteur qui coupent perpendiculairement l'ondulation radiale 71, ainsi que des portions 76 planes et coplanaires situées entre ces ondulations. Sur la figure 10, avant formage du coude, l'ondulation circonférentielle 72 est rectiligne. Sur la figure 13, à l'issue de l'opération de formage, l'ondulation circonférentielle 72 présente un coude 75 dont l'angle est égal à l'angle de réglage du bloc de guidage 35, par exemple 13°. Une portion longitudinale 77 de l'ondulation 72 a tourné de cet angle par rapport à l'état initial.
  • A partir de l'état ouvert de la figure 10, le dispositif de formage est fermé verticalement sous l'effet de la presse. A la figure 11, le mouvement de fermeture atteint une position de contact des serre-flancs 38 avec les portions planes 76 situées de part et d'autre de l'ondulation circonférentielle 72 devant être coudée. La demi-matrice côté intérieur 36, qui est bloquée en position déployée sous le serre-flanc 38 côté intérieur entre aussi en contact avec la plaque de tôle 70, à distance du flanc intérieur de l'ondulation 72. La demi-matrice côté extérieur 37, qui est verrouillée en position escamotée, n'est pas encore en contact avec la plaque de tôle 70, mais est positionnée au-dessus de la portion de sommet et du flanc extérieur de l'ondulation 72, en biais par rapport à celle-ci du fait de l'angle de réglage du bloc de guidage 35.
  • Au cours du déplacement ultérieur de la presse, le bâti supérieur 34 est abaissé vers le bâti inférieur 4 en comprimant les ressorts de rappel 80, ce qui permet d'appliquer une force de serrage croissante sur les portions planes 76 au moyen des serre-flancs 38. Simultanément, la surface latérale d'empreinte 48 de la demi-matrice coté extérieur 37 entre en contact, d'abord par son bord inférieur, avec le haut du flanc extérieur de l'ondulation 72. Au cours de la phase finale du mouvement de la presse, jusqu'à la position fermée de la figure 12, la surface latérale d'empreinte 48 de la demi-matrice coté extérieur 37 glisse de haut en bas contre le flanc extérieur de l'ondulation 72 et contre le flanc extérieur de la portion mobile 8. L'appui de la demi-matrice coté extérieur 37 a pour effet d'une part de pousser le flanc extérieur de l'ondulation 72 dans la direction de coudage et d'autre part de faire tourner la portion mobile 8 vers la position finale alignée avec l'orientation des demi-matrice 36 et 37, ce qui pousse également le flanc intérieur de l'ondulation 72 dans la direction de coudage. Cette déformation de l'ondulation 72 s'opère avec un contact glissant contre la portion mobile 8, de sorte que la tôle est déroulée derrière le flanc extérieur et enroulée devant le flanc intérieur sans que l'épaisseur de la tôle ne soit modifiée et sans que les portions planes 76 adjacentes ne soient affectées.
  • La figure 12 représente la position du dispositif de formage à la fin du mouvement de fermeture de la presse. La demi-matrice 36 côté intérieur a rejoint la demi-matrice 37 côté extérieur dans la position escamotée. La portion mobile 8 a atteint l'orientation alignée avec les demi-matrices 36 et 37. La presse peut alors remonter la partie supérieure 1 pour ouvrir le dispositif de formage et sortir la plaque de tôle 70, dont l'ondulation 72 est maintenant coudée, comme représenté sur la figure 13.
  • On appréciera que, à partir de l'état coudé de la figure 13, le même fonctionnement pourrait être répété depuis la figure 10 en augmentant l'angle de pivotement du bloc de guidage 35, de manière à former progressivement un coude de plus grande courbure.
  • On appréciera que plusieurs dispositifs de formage similaires peuvent être montés sur une même presse pour travailler simultanément plusieurs ondulations d'une plaque de tôle.
  • Dans un mode de réalisation simplifié, la demi-matrice 36 côté intérieur et la demi-matrice 37 côté extérieur peuvent être fabriquées d'un seul tenant sous la forme d'une matrice supérieure intégrale. Dans ce cas, le fonctionnement est le même, hormis le fait que la demi-matrice 36 côté intérieur reste à la même hauteur que la demi-matrice 37 côté extérieur pendant tout le mouvement de la presse. Dans ce mode de réalisation, la situation représentée sur la figure 11 ne se présente donc pas, et la demi-matrice 36 côté intérieur n'entrera en contact avec la plaque de tôle 70 qu'à la fin du mouvement de presse, dans la position illustrée sur la figure 12. Pour cela, la structure des serre-flancs 38 doit aussi être légèrement modifiée pour ne pas gêner le mouvement de descente de la demi-matrice 36 côté intérieur.
  • En outre, les serre-flancs 38 et la matrice supérieure creuse pourraient être construits et actionnés indépendamment l'un de l'autre.
  • En référence aux figures 14 et 15, on va maintenant décrire des variantes du dispositif de formage permettant de réaliser successivement deux coudes sur une même ondulation.
  • La figure 14 est une vue de dessus de la partie inférieure du dispositif de formage selon le deuxième mode de réalisation. Deux bâtis inférieurs 4 et 104 présentant des surfaces supérieures 6 et 106 parallèles et coplanaires sont ici prévus. Le bâti inférieur 104 est articulé au bâti inférieur 4 par une liaison pivot coaxiale à l'arbre 12 et il est solidarisé à la portion mobile 8 de la contre-forme, par exemple par des goupilles 111 analogues aux goupilles 11 déjà décrites. La liaison pivot entre les bâtis inférieurs 4 et 104 peut être réalisée de différentes manières. Elle est ici matérialisée par deux surfaces cylindriques complémentaires 101 et 102 pouvant glisser l'une sur l'autre.
  • De même que le bâti inférieur 4 porte l'arbre 12 pour articuler la portion mobile 8 de la contre-forme par rapport à la portion fixe 7, le bâti inférieur 104 porte à son tour un arbre 112, pouvant être réalisé de la même manière que l'arbre 12 déjà décrit, qui réalise une deuxième articulation entre la portion mobile 8 et une troisième portion 108 de la contre-forme. La troisième portion 108 de la contre-forme est ainsi pivotante par rapport au bâti supérieur 104 et sert à réaliser un deuxième coude dans l'ondulation.
  • La partie supérieure du dispositif de formage selon le deuxième mode de réalisation, non représentée, consiste en deux exemplaires de la partie supérieure 1 déjà décrite, à savoir une première partie supérieure montée à l'aplomb de l'arbre 12 pour former le premier coude et une deuxième partie supérieure montée à l'aplomb de l'arbre 112 pour former le deuxième coude. Pour pouvoir s'ajuster à la position de l'arbre 112, la deuxième partie supérieure est montée mobile le long d'une trajectoire en arc de cercle 99, par exemple au moyen d'un chariot suspendu à un rail.
  • Le fonctionnement du dispositif de formage selon le deuxième mode de réalisation va être brièvement décrit. Dans un état initial, les portions 7, 8 et 108 de la contre-forme sont alignées pour accueillir une tôle présentant une ondulation rectiligne. A l'aide d'un premier mouvement de presse actionnant la première partie supérieure, un coude est formé au niveau de l'arbre 12, comme décrit précédemment. Au cours de ce premier mouvement de presse, l'ensemble constitué de la portion mobile 8, le bâti inférieur 104 et la troisième portion 108 pivotent ensemble autour de l'axe formé par l'arbre 12. La portion mobile 8 et la troisième portion 108 sont restées alignées.
  • A l'aide d'un deuxième mouvement de presse actionnant la deuxième partie supérieure, un deuxième coude est formé au niveau de l'arbre 112, de la même manière. Au cours de ce deuxième mouvement de presse, il est souhaitable que la position du bâti inférieur 104 par rapport au bâti inférieur 4 soit verrouillée. Par exemple, la première partie supérieure du dispositif de formage est maintenue en position basse pour réaliser ou contribuer à ce verrouillage.
  • Le sens et l'angle du premier coude et du deuxième coude sont réglés indépendamment l'un de l'autre par respectivement l'orientation du bloc de guidage 35 de la première partie supérieure par rapport à la portion fixe 7 de la contre-forme et l'orientation du bloc de guidage 35 de la deuxième partie supérieure par rapport à la portion mobile 8 de la contre-forme. En particulier, les deux coudes peuvent avoir des sens identiques ou opposés et des angles égaux ou différents. Deux coudes ayant des sens opposés et des angles égaux sont utiles pour décaler latéralement la trajectoire d'une ondulation sans en changer l'orientation.
  • La figure 15 est une vue de dessus de la partie inférieure du dispositif de formage selon le troisième mode de réalisation. Les éléments analogues ou identiques à ceux du deuxième mode de réalisation portent le même chiffre de référence. Ici, le dispositif de formage comporte toujours deux parties supérieures non représentées pour réaliser les deux coudes successifs, mais un seul bâti inférieur 4. L'arbre 112 qui articule la troisième portion 108 à la portion mobile 8 de la contre-forme est monté mobile le long d'une trajectoire circulaire centrée sur l'axe de pivotement de l'arbre 12, par exemple en étant logé dans une rainure oblongue 98 présentant une géométrie en arc de cercle. L'arbre 112 est donc capable de se translater dans la rainure 98 au cours de la formation du premier coude. Pour le reste, le fonctionnement est identique au deuxième mode de réalisation.
  • La figure 16 représente une variante du dispositif de formage selon le deuxième ou troisième mode de réalisation, dans laquelle la première partie supérieure 95 et la deuxième partie supérieure 96 du dispositif de formage sont esquissées en trait interrompu et sont destinées à fabriquer les deux coudes en un seul coup de presse. Pour cela, la première partie supérieure 95 et la deuxième partie supérieure 96 peuvent être montées sous une seule presse à proximité immédiate l'une de l'autre. La deuxième partie supérieure 96 est montée mobile le long d'une trajectoire sensiblement parallèle à l'arc de cercle 99, comme indiqué par la flèche 94, par exemple au moyen d'une crémaillère, pour pouvoir être positionnée au niveau de la position de fin de course de l'arbre 112.
  • En fonctionnement, les deux coudes sont formés en un seul coup de presse, à savoir que la zone de l'ondulation qui recouvre la portion mobile 8 est défléchie vers le haut selon l'angle imposé par la première partie supérieure 95 et la zone de l'ondulation qui recouvre la troisième portion 108 est simultanément redressée vers le bas pour revenir parallèlement à la portion fixe 7. La figure 16 représente la contre-forme dans la configuration finale de l'ondulation doublement coudée.
  • L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inciure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
  • Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (22)

  1. Dispositif de formage pour tôle destiné à former un coude dans une ondulation, le dispositif de formage comportant :
    un bâti inférieur (4) présentant une surface de support plane (6) destinée à recevoir une plaque de tôle (70) présentant une ondulation devant être coudée, l'ondulation devant être coudée étant saillante par rapport à une portion plane de la plaque de tôle,
    une contre-forme (5) saillante disposée sur la surface de support et destinée à être logée dans l'ondulation devant être coudée,
    dans lequel la contre-forme saillante présente une portion fixe (7) et une portion mobile (8) articulée par rapport à la portion fixe autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support,
    un bâti supérieur (34) disposé au-dessus du bâti inférieur,
    une presse configurée pour descendre le bâti supérieur en direction du bâti inférieur, et
    une matrice supérieure creuse portée par le bâti supérieur entre le bâti supérieur (34) et le bâti inférieur (4), la matrice supérieure creuse étant agencée au-dessus de la portion mobile de la contre-forme saillante, la matrice supérieure comportant :
    une demi-matrice côté intérieur (36) qui présente une surface inférieure (47) plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte (48) intérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'intérieur du coude, la surface latérale d'empreinte intérieure présentant un axe longitudinal parallèle à la surface de support plane et,
    une demi-matrice côté extérieur (37) qui présente une surface inférieure (47) plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte (48) extérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'extérieur du coude, la surface latérale d'empreinte extérieure présentant un axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal de la surface latérale d'empreinte intérieure,
    la matrice supérieure creuse étant orientée ou orientable par rapport au bâti inférieur (4) de sorte que les axes longitudinaux des surfaces latérales d'empreinte (48) intérieure et extérieure forment un angle de coudage par rapport à la portion fixe (7) de la contre-forme saillante,
    la matrice supérieure creuse étant couplée au bâti supérieur pour transmettre l'effort de la presse en direction du bâti inférieur (4).
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la demi-matrice côté intérieur (36) est montée coulissante par rapport au bâti supérieur (34), de manière à pouvoir coulisser selon un axe parallèle à la direction d'actionnement (P) de la presse entre une position déployée dans laquelle la demi-matrice côté intérieur (36) est décalée vers la surface de support (6) par rapport à la demi-matrice côté extérieur (37) et une position escamotée dans laquelle la demi-matrice côté intérieur (36) est alignée à la demi-matrice côté extérieur (37), et
    la demi-matrice côté extérieur (37) est couplée au bâti supérieur pour transmettre l'effort de la presse en direction du bâti inférieur (4), la demi-matrice côté intérieur (36) étant apte à coulisser depuis la position déployée vers la position escamotée au contact du bâti inférieur à mesure de la descente du bâti supérieur vers le bâti inférieur sous l'effet de la presse.
  3. Dispositif selon la revendication 1, comportant en outre deux serre-flancs (38) portés par le bâti supérieur (34) de part et d'autre de la matrice supérieure creuse et agencés entre le bâti supérieur et le bâti inférieur (4), chaque serre-flanc (38) étant monté coulissant sur le bâti supérieur selon un axe parallèle à la direction d'actionnement (P) de la presse, chaque serre-flanc comportant une surface inférieure plane parallèle à la surface de support du bâti inférieur, le dispositif comportant en outre des ressorts de rappel (80) interposés entre le bâti supérieur (34) et les serre-flancs (38) pour rappeler élastiquement les serre-flancs vers une position déployée en direction du bâti inférieur.
  4. Dispositif selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 2, dans lequel un premier des serre-flancs (38) est adjacent à la demi-matrice côté intérieur (36) et est en prise avec la demi-matrice côté intérieur pour maintenir la surface inférieure (47) de la demi-matrice côté intérieur (36) alignée avec la surface inférieure (60) du premier serre-flanc et rappeler élastiquement la demi-matrice côté intérieur vers la position déployée de la demi-matrice côté intérieur sous l'effet des ressorts de rappel (80).
  5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les ressorts de rappel (80) sont des vérins à gaz.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant en outre un bloc de guidage (35) agencé entre le bâti supérieur (34) et le bâti inférieur (4) et monté pivotant sur le bâti supérieur autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support, la matrice supérieure creuse étant montée sur le bloc de guidage de sorte que l'angle de coudage peut être réglé par pivotement du bloc de guidage (35) par rapport au bâti supérieur (34).
  7. Dispositif selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 2, dans lequel une plage de pivotement (57) du bloc de guidage englobe des angles de coudage situés de part et d'autre d'une orientation neutre alignée avec la portion fixe (7) de la contre-forme, et dans lequel chacune des deux demi-matrices (36, 37) est coulissante par rapport au bloc de guidage (35), de manière à pouvoir coulisser entre une position déployée et une position escamotée selon un axe parallèle à la direction d'actionnement de la presse, chacune des deux demi- matrices (36, 37) pouvant servir de demi-matrice côté intérieur selon le sens de l'angle de coudage par rapport à l'orientation neutre.
  8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le bloc de guidage (35) comporte en outre des attaches amovibles (54) pour retenir sélectivement chacune des deux demi-matrices dans la position escamotée.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 8 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chacun des deux serre-flancs (38) est agencé de manière entrer en prise avec la demi-matrice (36, 37) adjacente audit serre-flanc lorsque, en fonction de l'orientation du bloc de guidage, la demi-matrice adjacente audit serre-flanc est la demi-matrice côté intérieur, de sorte que, pour les deux sens de l'angle de coudage par rapport à l'orientation neutre, la surface inférieure (47) de la demi-matrice côté intérieur est maintenue alignée avec la surface inférieure (60) du serre-flanc adjacent et la demi-matrice côté intérieur est rappelée élastiquement vers la position déployée sous l'effet des ressorts de rappel (80).
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comportant en outre une barre de liaison (81) s'étendant transversalement à et au-dessus de la portion fixe de la contre-forme et reliant rigidement les deux serre-flancs (38) l'un à l'autre.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la portion mobile (8) de la contre-forme présente une forme de section transversale (9, 10) conforme à un profil transversal de l'ondulation devant être coudée, la surface latérale d'empreinte (48) intérieure présentant un profil conforme à un premier demi profil transversal de l'ondulation devant être coudée et la surface latérale d'empreinte (48) extérieure présentant un profil conforme à un second demi profil transversal de l'ondulation devant être coudée.
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comportant en outre un arbre (12) monté pivotant dans le bâti inférieur (4) autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support plane du bâti inférieur, l'arbre présentant une surface de bout (15) circulaire alignée avec la surface de support plane (6),
    la portion mobile (8) de la contre-forme présentant une première portion de longueur fixée sur la surface de bout de l'arbre selon un rayon de la surface de bout circulaire et une deuxième portion de longueur (20) s'étendant sur la surface de support plane (6) dans le prolongement de la première portion de longueur et en contact glissant avec la surface de support plane,
    la portion fixe (7) de la contre-forme étant orientée selon une direction coupant le centre de la surface de bout (15), la portion fixe de la contre-forme présentant une première portion de longueur fixée sur la surface de support plane et une deuxième portion de longueur (14) s'étendant sur la surface de bout de l'arbre dans le prolongement de la première portion de longueur et en contact glissant avec la surface de bout (15).
  13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel la première portion de longueur de la portion mobile de la contre-forme et la deuxième portion de longueur de la portion fixe de la contre-forme s'étendent chacune en direction du centre de la surface de bout (15) sans atteindre le centre de la surface de bout, la surface de bout portant en outre une plaque d'onde centrale (22) agencée entre la portion mobile (8) et la portion fixe (7) de la contre-forme, la plaque d'onde centrale (22) étant montée pivotante sur la surface de bout coaxialement avec l'arbre (12), la plaque d'onde centrale présentant une section transversale de dimensions légèrement inférieures à section transversale de la portion mobile (8) de la contre-forme.
  14. Dispositif selon la revendication 13, comportant en outre une plaque d'onde flottante (23, 24) présentant la même forme de section transversale que la plaque d'onde centrale et agencée entre la plaque d'onde centrale (22) et l'une parmi la portion mobile (8) et la portion fixe (7) de la contre-forme, la plaque d'onde flottante (23, 24) étant liée à ladite une parmi la portion mobile et la portion fixe avec un degré de liberté en translation selon l'axe de ladite une parmi la portion mobile et la portion fixe et avec un degré de liberté en pivotement autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support.
  15. Procédé de formage pour tôle destiné à former un coude dans une ondulation, le procédé comportant :
    disposer une plaque de tôle (70) sur un bâti inférieur (4) présentant une surface de support plane (6) et une contre-forme (5) saillante disposée sur la surface de support, la contre-forme saillante présentant une portion fixe (7) et une portion mobile (8) articulée par rapport à la portion fixe autour d'un axe perpendiculaire à la surface de support, la plaque de tôle (70) présentant des portions planes (76) reçues sur la surface de support et une ondulation disposée entre les portions planes (76), saillante par rapport aux portions planes et dans laquelle la contre-forme (5) saillante est logée,
    descendre un bâti supérieur (34) disposé au-dessus du bâti inférieur au moyen d'une presse en direction du bâti inférieur, le bâti supérieur portant une matrice supérieure creuse agencée au-dessus de la portion mobile de la contre-forme saillante, la matrice supérieure comportant une demi-matrice côté intérieur (36) qui présente une surface inférieure (47) plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte (48) intérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'intérieur du coude, la surface latérale d'empreinte intérieure présentant un axe longitudinal parallèle à la surface de support plane, et une demi-matrice côté extérieur (37) qui présente une surface inférieure (47) plane parallèle à la surface de support et une surface latérale d'empreinte (48) extérieure destinée à délimiter un flanc de l'ondulation situé à l'extérieur du coude, la surface latérale d'empreinte extérieure présentant un axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal de la surface latérale d'empreinte intérieure, la matrice supérieure creuse étant orientée par rapport au bâti inférieur (4) de sorte que l'axe longitudinal des surfaces latérales d'empreinte (48) intérieure et extérieure forme un angle de coudage par rapport à la portion fixe (7) de la contre-forme saillante et, au cours du mouvement de descente du bâti supérieur :
    mettre en contact la surface latérale d'empreinte (48) extérieure, d'abord par son bord inférieur, avec le haut d'un flanc extérieur de l'ondulation (72),
    glisser la surface latérale d'empreinte (48) extérieure de haut en bas contre le flanc extérieur de l'ondulation (72), de manière à pousser le flanc extérieur de l'ondulation (72) dans la direction de coudage, à faire tourner la portion mobile (8) vers une position finale alignée avec l'axe longitudinal de la surface latérale d'empreinte (48) extérieure, et à pousser ainsi le flanc intérieur de l'ondulation (72) dans la direction de coudage,
    dans lequel une déformation de l'ondulation (72) s'opère avec un contact glissant contre la portion mobile (8), de sorte que la plaque de tôle est déroulée derrière le flanc extérieur et enroulée devant le flanc intérieur de la portion mobile (8).
  16. Procédé selon la revendication 15, comportant en outre l'étape de serrer les portions planes (76) de la plaque de tôle (70) contre la surface de support (6) au moyen de serre-flancs (38).
  17. Procédé selon la revendication 15 ou 16 utilisant le dispositif de formage selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel :
    dans un état initial, une plaque de tôle (70) est posée sur la surface de support plane et la contre-forme saillante (5) est logée dans l'ondulation devant être coudée (72), la portion mobile (8) de la contre-forme saillante présente une position initiale, et la matrice supérieure creuse est orientée par rapport au bâti supérieur de sorte que l'axe longitudinal des surfaces latérales d'empreinte (48) forme un angle de coudage par rapport à la portion mobile (8) de la contre-forme saillante dans la position initiale,
    puis, lors d'un mouvement de descente du bâti supérieur (34) en direction du bâti inférieur (4) sous l'effet de la presse :
    un bord inférieur de la demi-matrice côté extérieur (37) entre en contact avec une portion de sommet de l'ondulation devant être coudée et la surface latérale d'empreinte de la demi-matrice côté extérieur glisse contre un flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée (72) pour appuyer le flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée contre le flanc extérieur de la portion mobile (8), depuis le sommet jusqu'au pied de l'ondulation, de manière à conformer le flanc extérieur de l'ondulation devant être coudée au flanc extérieur de la portion mobile et simultanément, à faire tourner la portion mobile depuis la position initiale jusqu'à une position finale alignée aux surfaces latérales d'empreinte (48) des deux demi-matrices de la matrice supérieure creuse,
    dans un état final, une portion longitudinale (77) de l'ondulation devant être coudée se trouve prise en sandwich entre la portion mobile (8) de la contre-forme saillante et la matrice supérieure creuse et se trouve coudée d'un angle égal audit angle de coudage par rapport à l'état initial.
  18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la demi-matrice côté intérieur (36) dans la position déployée entre d'abord en contact avec la plaque de tôle (70) à distance d'un flan intérieur de l'ondulation devant être coudée (72), puis la demi-matrice côté intérieur (36) coulisse vers la position escamotée à mesure de la descente du bâti supérieur (34) vers le bâti inférieur (4).
  19. Procédé selon l'une des revendications 15 à 18, dans lequel la position initiale de la portion mobile (8) de la contre-forme saillante est alignée à la portion fixe (7), l'ondulation devant être coudée présentant une forme rectiligne dans l'état initial.
  20. Procédé selon l'une des revendications 15 à 19, dans lequel la position initiale de la portion mobile (8) de la contre-forme saillante est tournée d'un angle initial par rapport à la portion fixe (7), l'ondulation devant être coudée présentant une forme coudée de l'angle initial dans l'état initial et une forme coudée d'un angle égal à la somme de l'angle initial et l'angle de coudage dans l'état final.
  21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel la contre-forme saillante présente en outre une troisième portion (108) articulée par rapport à la portion mobile (8) autour d'un deuxième axe (112) perpendiculaire à la surface de support,
    le dispositif comportant en outre un deuxième bâti supérieur (96) disposé au-dessus du bâti inférieur et destiné à être actionné en direction du bâti inférieur par une presse,
    une deuxième matrice supérieure creuse portée par le deuxième bâti supérieur entre le deuxième bâti supérieur et le bâti inférieur, la deuxième matrice supérieure creuse étant agencée au-dessus de la troisième portion (108) de la contre-forme saillante.
  22. Dispositif selon la revendication 21, dans lequel le premier bâti supérieur (95) et le deuxième bâti supérieur (96) du dispositif de formage sont agencés sous la presse pour être descendus simultanément en direction du bâti inférieur afin de fabriquer deux coudes en un seul coup de presse.
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