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FR2710566A1 - Procédé de fabrication d'une tôle à section transversale étagée, profil plein et épaisseurs de paroi différentes. - Google Patents

Procédé de fabrication d'une tôle à section transversale étagée, profil plein et épaisseurs de paroi différentes. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne l'utilisation d'un profilé extrudé, de préférence fermé, et un procédé pour fabriquer une tôle à section transversale étagée et possédant des épaisseurs de paroi différente. Il s'agit de l'utilisation d'un profilé extrudé (1) possédant des épaisseurs de paroi différentes en tant que matériau de départ pour l'obtention par laminage de tôles planes à profil plein, dont l'épaisseur de paroi en coupe transversale est variable, le profilé (1) étant étiré à plat avant le laminage. Application notamment à la fabrication de tôles profilées pour carrosseries d'automobiles.

Description

i L'invention concerne l'utilisation d'un profilé extrudé, de préférence
fermé, une forme de réalisation d'un profilé creux ainsi qu'un procédé pour fabriquer une tôle à section transversale étagée et possédant des épaisseurs de paroi différentes, le profilé ou le profilé creux. D'après le brevet US 1 915 084, on connaît un procédé pour fabriquer une tôle, qui possède une section
transversale étagée et des épaisseurs de paroi différentes.
Le demi-produit préfabriqué, qui possède un ou plusieurs méplats qui s'étendent dans la direction de laminage, pour la fabrication de la tôle est agencé déjà avec une forme étagée, se situant au niveau des parties étagées, formés ultérieurement, de la tôle devant être formée par laminage à partir du demi-produit, et possède également déjà des épaisseurs de tôle différentes. Le rapport des épaisseurs de tôle de parties associées du demi-fini et de la tôle terminée se correspondent; c'est-à-dire que, lors du laminage du demi-produit pour former la tôle, les
épaisseurs de paroi des parties plus épaisses du demi-
produit sont réduites approximativement du même facteur que les épaisseurs de paroi des parties plus minces. Pour le
laminage servant à former la tôle, on insère le demi-
produit entre deux cylindres, le cylindre associé à une face du demiproduit ou de la tôle, possédant une surface unie, tandis que le cylindre associé à l'autre face du
demi-produit ou de la tôle possède une surface étagée.
D'après la demande de brevet allemand publiée sous le N 23 43 579, on connaît un autre procédé et un dispositif pour mettre en forme une tôle ayant une section transversale étagée et des épaisseurs différentes. De même, conformément à l'enseignement fourni par ce document, pour fabriquer la tôle on utilise des demi-produits préformés, et il est proposé de fabriquer le demi-produit au moyen d'un laminage avec gaufrage, d'un matriçage, d'un soudage longitudinal au niveau des bords de bandes de tôle ayant des épaisseurs différentes, d'un découpage, d'un fraisage ou d'un autre type d'usinage avec enlèvement de copeaux. Le matriçage est en général judicieux uniquement dans le cas de demi- produits qui sont relativement courts dans la direction de laminage, tandis que le soudage longitudinal, notamment dans le cas de métaux légers, et l'usinage avec enlèvement de copeaux sont très onéreux. Le laminage avec gaufrage d'une ébauche formée par un bloc métallique (brame) pour former le demi-produit implique, tout comme le laminage avec formage du demi-produit pour former la tôle, une dépense élevée en appareillage et en consommation
d'énergie. Ainsi par exemple lors du laminage du demi-
produit, la pression devant être appliquée et/ou le besoin en énergie pour la mise en température du métal de l'ébauche lors du laminage sont très élevés. D'autre part, de tels trains de laminoirs requièrent un besoin en place important. De même, la commande de la machine est très onéreuse étant donné que notamment la vitesse angulaire des parties du cylindre étagé, qui réalise le laminage des sections de la tôle, qui possèdent des épaisseurs de paroi plus faibles, doit être plus faible que celle des parties de ce cylindre qui réalise un laminage des sections plus épaisses. Ces vitesses angulaires différentes sont par conséquent nécessaires pour que la vitesse tangentielle de ces parties du cylindre, qui possèdent un diamètre
différent, soit approximativement la même.
D'après la demande de brevet allemand publiée sous le N 14 52 646, on connaît un procédé pour fabriquer des composants, notamment des supports creux fermés, dont les épaisseurs de paroi varient en fonction de la
contrainte qui leur est appliquée.
D'autre part, le support creux possède seulement une paroi qui revient sur elle-même sans déformations dans la direction circonférentielle. Dans le cas de ce procédé,
on forme par laminage, à partir d'une bande de tôle utili-
sée comme ébauche et possédant une section transversale uniforme, un demi-produit, dont la variation de la section transversale est étagée et dont les épaisseurs de paroi différentes correspondent déjà aux épaisseurs de paroi désirées du composant devant être formé à partir de là. La variation de la section transversale du demi-produit est choisie de telle sorte qu'à partir de ce demi-produit, on peut former le composant par cintrage, les parties ayant une épaisseur de paroi supérieure étant disposées aux emplacements du composant, qui sont soumis à la contrainte la plus élevée. Enfin, on soude alors entre eux les bords longitudinaux libres du demi-produit, qui sont placés en aboutement. L'invention a pour but de simplifier la fabrication d'une tôle possédant une section transversale
étagée et ayant des épaisseurs de paroi différentes.
D'autre part, selon l'invention, la tôle fabriquée doit posséder, au moins sur une face, une qualité de surface convenant pour une face extérieure par exemple d'une
carrosserie d'automobile.
L'invention porte conformément à l'invention sur l'utilisation d'un profilé extrudé possédant des épaisseurs de paroi différentes, en tant que matériau de base pour le laminage de tôles planes à profil plein, dont l'épaisseur de paroi varie en coupe transversale, le profilé ou le profilé creux étant étiré à plat avant le laminage, un profilé creux tubulaire possédant seulement une paroi qui revient sur elle-même dans la direction circonférentielle, sans déformation, pour la fabrication d'une tôle, dont l'épaisseur de paroi est variable, et dans lequel la paroi possède des épaisseurs différentes au niveau de différents emplacements circonférentiels, et un procédé pour fabriquer une tôle qui a une section transversale étagée et possède un profil plein et des épaisseurs de paroi différentes, selon lequel on forme tout d'abord un demi-produit, dont la section transversale est semblable à la section transversale de la tôle dans le sens de l'épaisseur, et selon lequel on forme la tôle par laminage du demi- produit, caractérisé en ce que pour la fabrication du demi-produit, on extrude un profilé creux, dont l'épaisseur de paroi possède une variation répartie sur la circonférence et qui correspond à la variation désirée de l'épaisseur de paroi du demi-produit, et qu'on sectionne le profilé creux le long d'une génératrice et qu'on l'amène sous la forme du
demi-produit.
Grâce à l'utilisation d'un profilé extrudé, dont
les parois correspondent en principe à celles d'un demi-
produit devant être fabriqué à partir de ce profilé, au moins la procédure partielle de fabrication du demi-produit est simplifiée. En particulier, cela est favorable dans le cas de tôles formées de métaux légers, étant donné qu'ici notamment la technique de l'extrusion est très largement développée. D'autre part, le point de fusion de métaux légers est faible par rapport au fer ou à l'acier, et c'est pourquoi également la quantité d'énergie nécessaire lors de l'extrusion est comparativement faible. Sous l'effet du laminage du demi-produit, on obtient une qualité de surface élevée de la tôle, et le laminage garantit également
simultanément un bon respect des cotes de la tôle.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe transversale d'un profilé extrudé pour le laminage d'une tôle comportant une partie étagée et deux épaisseurs de paroi différentes; - la figure 2 représente une coupe transversale d'un autre profilé extrudé utilisé pour le laminage d'une tôle comportant deux parties étagées et également deux épaisseurs de paroi différentes; - la figure 3 représente une coupe transversale d'un profilé extrudé tubulaire servant à fabriquer deux demi-produits différents, conformément aux profilés des figures 1 et 2 pour deux tôles différentes; - la figure 4 représente deux profilés de la figure 1, superposés d'une manière complémentaire l'un à l'autre et entre lesquels est disposé un agent de séparation, pour le laminage entre des cylindres cylindriques; - la figure 5 représente une coupe transversale du profilé creux extrudé comportant deux éléments de paroi situés en vis-à-vis et constituant des profilés complémentaires; et - la figure 6 représente une coupe transversale d'un autre profilé creux extrudé comportant deux éléments de paroi situés en vis-à-vis dans une position alignée, complémentaires et profilés exclusivement sur leur surface intérieure. Sur la figure 1, on a représenté une coupe transversale d'un profilé extrudé 1 pour la formation par laminage d'une tôle possédant une partie étagée et deux épaisseurs de paroi différentes. Pour fabriquer la tôle, on insère ce profilé 1 réalisé de préférence en aluminium, dans un dispositif à cylindres étagés, dans lequel les différentes épaisseurs de paroi du profilé 1 sont réduites approximativement du même facteur. L'utilisation de tels profilés 1, comme celui des exemples de réalisation décrits plus loin, est judicieuse notamment dans la construction de carrosseries d'automobiles, étant donné qu'ici le poids de la carrosserie doit être réduit notamment pour des questions d'utilisation, ou bien l'augmentation de masse doit être réduite. Grâce à l'utilisation de ces profilés 1 pour former par laminage les tôles étagées, ceci est possible au niveau de parties de jonction, qui entrainent une réduction de l'épaisseur, de la carrosserie, d'une manière avantageuse du point de vue coût et simple du point de vue procédé, étant donné que ces zones ne doivent plus être fabriquées au moyen de soudages ou de dispositions réalisant un enlèvement de copeaux ou de procédés de laminage coûteux et de longue durée. Sur la figure 2, on a représenté une coupe transversale d'un autre profilé extrudé 2 servant à former par laminage une tôle et qui également possède deux épaisseurs de paroi différentes, mais comporte deux parties étagées conformément au profilé 1 de la figure 1. La fabrication et l'utilisation de ce profilé 2 sont semblables à celles du profilé 1 de la figure 1, en dehors du masque qui prédétermine la section transversale différente du profilé creux, et c'est pourquoi on n'en
donnera pas ici de plus amples explications.
Pour fabriquer les profilés 1 et 2 conformes aux figures 1 et 2, il est nécessaire d'utiliser, de façon usuelle, deux masques différents et de prévoir également un support séparé. Ceci peut être amélioré au moyen d'un profilé creux tubulaire 3, dont la section transversale est représentée sur la figure 3. Le profilé creux 3 de la figure 3 possède une section transversale analogue à celle d'un cercle, une moitié de la paroi de ce profilé étant réalisée plus épaisse que son autre moitié. Pour fabriquer le profilé 1 de la figure 1, on sectionne, notamment par découpage, l'enveloppe du profilé creux 3 le long d'une génératrice 12, qui s'étend le long de la variation brusque de l'épaisseur de la paroi, et on déforme ensuite cette
enveloppe en l'amenant dans un plan pour former un demi-
produit correspondant au profilé 1 de la figure 1, et on la fait passer dans un laminoir pour former la tôle par laminage. Pour fabriquer un profilé 2 selon la figure 2, on sectionne l'enveloppe du profilé creux 3 le long de la génératrice 13, et également on la déforme et on la soumet
à un laminage.
Sur la figure 4, on a représenté deux profilés 1 conformes à la figure 1, disposés l'un au-dessus de l'autre d'une manière complémentaire et entre lesquels on dispose un agent de séparation. Ce dispositif fournit l'avantage consistant en ce que ces profilés proposés 1 peuvent être laminés simultanément et conjointement. En particulier ceci est judicieux étant donné qu'on fabrique, en une seule étape de laminage, deux tôles, et ceci est possible d'une manière appropriée également encore avec un seul cylindre cylindrique ne comportant aucune partie étagée, en une
passe de laminage que l'on peut maîtriser de façon simple.
Sur la figure 5, on a représenté un profilé creux 4 pour lequel on préfère le mode opératoire indiqué précédemment. Le profilé creux extrudé 4, qui est représenté en coupe transversale et est profilé au niveau de sa surface extérieure, possède, dans la direction circonférentielle, un profil d'épaisseur de paroi, pour lequel une loi déterminée se répète périodiquement, et ce deux fois, sous la forme de ce qu'on désignera ci-après des éléments de paroi 6, 7. En particulier, les éléments de paroi 6, 7, qui sont situés en vis-à-vis, sont disposés de manière à former un profil complémentaire, chaque élément de paroi 6, 7 possédant une section transversale qui est semblable à celle du demi-produit devant être formé ultérieurement à partir de là, dans le cas présent le profilé 1 de la figure 1. Grâce à cet agencement du profilé creux extrudé 4, on extrude simultanément, en une seule étape opératoire, les deux éléments de paroi 6, 7 constituant les profilés. Les deux éléments de paroi 6, 7 sont reliés le long de leurs bords longitudinaux au moyen d'éléments de paroi 10 situés dans la direction circonférentielle, les éléments de paroi 10 possédant une épaisseur qui est inférieure à l'épaisseur de paroi la plus faible des éléments de paroi 6, 7. D'autre part, les éléments de paroi 10 sont repliés vers l'extérieur afin de garantir que, lors d'un serrage des deux éléments de paroi 6, 7 l'un contre l'autre, les éléments de paroi 10 sont refoulés hors de la zone d'application des autres éléments
de paroi.
Pour permettre une fabrication avantageuse de la tôle, il est judicieux de séparer les deux éléments de paroi 6, 7 avant le laminage, en éliminant les deux éléments de paroi 10, au niveau de deux génératrices opposées 14, 15, auquel cas il est en principe possible d'une manière générale de séparer les deux éléments de paroi également seulement une fois que le laminage a été exécuté. Afin de permettre une séparation des deux éléments de paroi 6, 7 laminés conjointement, il est approprié de disposer un agent de séparation entre le premier élément de
paroi 6 et le second élément de paroi opposé 7.
Un profilé creux 5, qui convient pour une opération de laminage commune avec des cylindres cylindriques non étagés, est représenté sous la forme d'une coupe transversale sur la figure 6. Le profilé creux 5 de la figure 6 est profilé exclusivement sur sa surface intérieure 18, auquel cas les éléments de paroi 16, 17, disposés selon une disposition complémentaire, sont situés respectivement en vis-à-vis dans une position alignée. Ceci simplifie le serrage des éléments de paroi 16, 17 moyennant l'interposition d'un agent de séparation. La dépense lors
du laminage ultérieur est également réduite.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Utilisation d'un profilé extrudé (1,2) possédant des épaisseurs de paroi différentes, en tant que matériau de base pour le 'laminage de tôles planes à profil plein, dont l'épaisseur de paroi varie en coupe transversale, le profilé (1,2) ou le profilé creux (3,4, 5) étant
étiré à plat avant le laminage.
2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profilé (1,2) est réalisé en
étant fermé sur sa périphérie.
3. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profilé (1,2) est un profilé
creux (3,4,5).
4. Procédé pour fabriquer une tôle qui a une section transversale étagée et possède un profil plein et des épaisseurs de paroi différentes, selon lequel on forme tout d'abord un demi-produit, dont la section transversale est semblable à la section transversale de la tôle dans le sens de l'épaisseur, et selon lequel on forme la tôle par laminage du demi-produit, caractérisé en ce que pour la fabrication du demi-produit, on extrude un profilé creux (3,4,5), dont l'épaisseur de paroi possède une variation répartie sur la circonférence et qui correspond à la variation désirée de l'épaisseur de paroi du demi-produit, et qu'on sectionne le profilé creux (3,4,5) le long d'une génératrice (12,13,14, 15,16,17) et
qu'on l'amène sous la forme du demi-produit.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé
en ce qu'on dispose côte-à-côte deux profilés complémen-
taires, qu'on applique tout d'abord un agent de séparation au moins sur l'une des faces profilées de contact des profilés complémentaires et qu'on applique un laminage simultané aux deux profilés complémentaires en utilisant des cylindres cylindriques, c'est-à-dire avec des cylindres
ne comportant aucune partie étagée.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on extrude les deux profilés complémentaires sous la forme d'éléments de paroi (6,7,8, 9) simultanément sous
la forme d'un profilé creux commun (4,5).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on sépare les deux profilés complémentaires au niveau de deux génératrices opposées (14,15,16,17) avant le laminage.
8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on extrude l'ébauche à partir d'un métal léger,
notamment de l'aluminium.
FR9411719A 1993-10-01 1994-09-30 Procédé de fabrication d'une tôle à section transversale étagée, profil plein et épaisseurs de paroi différentes. Expired - Fee Related FR2710566B1 (fr)

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