REVOLUTION

Le procédé et le dispositif qui font l'objet de l'invention concernent la réalisation de gorges sur la paroi de révolution d'un corps creux, sans enlèvement de matière.

5. Ils concernent plus particulièrement la réalisation de gorges en forme de filets hélicoïdaux sur la paroi de révolution de tubes en matériaux ductiles tels que des métaux ou alliages.

On indique ci-après des moyens connus permettant de réaliser de telles 10. gorges ou filets hélicoïdaux.

La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif connu de formage par molette d'une gorge hélicoïdale.

15. Cette figure représente de. façon schématique, en perspective, un dispositif existant.

Ce dispositif comporte une molette (1) montée libre en rotation sur un axe (Xo) _ui roule de façon continue sur la paroi extérieure d'un tube

20. (2) lequel est entraîné en rotation autour de son axe (Xi). L'axe (XQ) est perpendiculaire au rayon (3) du tube (2) passant par la zone d'intersection (4) entre le bord (5) de la molette (1) et la paroi du tube (2). Cet axe (XQ) est incliné d'un angle φ-l) par rapport à une droite sécante parallèle à l'axe (Xi). Il est ainsi possible de

25. réaliser sur la paroi de révolution du tube (2) un filet hélicoïdal (6) par un mouvement relatif de translation de ce tube (2) le long de son axe (X-) par rapport à la molette (1), combiné avec son mouvement de rotation autour de ce même axe.

30. La profondeur voulue du filet (6) est obtenue en exerçant sur la mo¬ lette (1) une pression suffisante pour que son ^' bord (5) pénètre dans la paroi du tube (2) à la profondeur désirée. Cette pression dépend des dimensions du tube (2) et de la molette (1), ainsi que de la pro¬ fondeur du filet (6) â réaliser. Dans le cas de tubes dont l'épaisseur

35. de paroi est relativement faible on constate que, au lieu d'obtenir un déplacement de matière limité à la zone d'intersection (4) et à son

voisinage immédiat, il se produit une déformation d'ensemble du tube, élastique, ou même permanente qui rend inapplicable le procédé.

Afin de réduire la pression exercée localement sur le tube on peut

5» utiliser plusieurs molettes qui roulent de façon continue sur le tube, en parcourant une même gorge, ou filet hélicoïdal, et sont réparties également autour de la périphérie du tube. En exerçant sur chacune de ces molettes, par l'intermédiaire de son axe, une pression relativement limitée, on peut obtenir, sans déformation notable de la

10. paroi du tube, la formation d'une gorge ou d'un filet de profondeur supérieure à ce qu'il aurait été possible de réaliser en appliquant la même pression sur une seule molette. Le sillon creusé par la première molette est approfondi au passage de chacune des molettes suivantes.

De plus la répartition des molettes autour du tube permet d'équilibrer

15. les efforts.

Cependant dans un grand nombre de cas un tel procédé ne peut être appliqué car les tubes sont trop minces pour supporter sans déformation importante la pression des molettes.

20.

L'utilisation d'un mandrin intérieur ne permet pas non plus de résou¬ dre le problème car on observe alors un gonflement du tube qui mo¬ difie ses dimensions et en particulier celles du filet ou de la gorge qu'on se propose de réaliser.

25.

Le brevet FR 1- 551 913 -décrit un procédé de formage d'objets métalliques à partir de billettes ou d'ébauches (page 1, colonne de droite, lignes 1 à 10) qui consiste à faire tourner une série de petits galets de travail en continu, l'un après l'autre suivant une

30. orbite, à monter une ébauche de manière que sa zone superficielle coupe l'orbite et soit frappée à tour de rôle par les galets, dans une succession ininterrompue, pour que le métal de la zone superficielle subisse une déformation plastique en épousant le contour des galets. Il est essentiel que ces galets soient supportés par des galets

35. d'appui ou organes fixes dans leur zone d'action. Les figures 1 et 4 de ce brevet représentent une ébauche cylindrique autour de laquelle on forme une rainure hélicoïdale au moyen de petits galets (12), montés en rotation sur des axes, axes qui sont répartis sur le pourtour d'une cage circulaire (10) rotative. Ces galets sont

suppor és par un galet central (16) contre lequel ils prennent appui.

On peut aussi, comme le montre la figure 2 faire appel à une cage articulée sous forme d'une chaîne (10), munie de galets (22), qui effectue un parcours en circuit fermé suivant une orbite elliptique en « prenant appui sur un support central (20) contre lequel les galets (22) prennent appui. Les galets de travail (12) sont eux aussi reliés â la chaîne et en appui sur les galets (22). La chaîne est entraînée par un mécanisme approprié. On peut ainsi réaliser des rainures rectilignes sur une certaine longueur comme le montre la figure 2

10. selon laquelle le support central comporte deux grandes faces rectilignes raccordées par des petits côtés arrondis. On peut ainsi former une denture sur le pourtour d'une roue. Bien que ce document ne décrive que le formage de pièces pleines, la possibilité de former également des ébauches creuses est indiquée sans autres détails.

15.

Des 'essais ont montré qu'il est possible d'utiliser de petits galets de formage, analogues à ceux qui viennent d'être décrits, pour former des gorges annulaires ou hélicoïdales sur la paroi cylindrique de révolution de corps creux, tels que des tubes, en montant ces galets

20. sur au moins une cage rotative qui les entraîne en rotation autour de son axe. Ces galets frappent successivement la paroi du corps creux • qui est elle-même entraînée en rotation autour de son axe. On réalise • ainsi une gorge annulaire. En déplaçant simultanément le corps creux le long de son axe on obtient une gorge hélicoïdale. La demande de

25. brevet français n° 8501330, sur la priorité de laquelle la présente demande est basée, décrit un tel mode de réalisation de gorges sur la paroi de corps creux.

On a cependant constaté au cours d'essais que l'utilisation d'une 30. série de petits galets ou molettes de travail, suivant l'enseignement du FR 1 551 913, présentant un faible diamètre par rapport aux dimensions de l'orbite ou parcours fermé suivant lequel ils se déplacent, présente de sérieux inconvénients. En effet si le faible diamètre des galets réduit la contrainte exercée sur la paroi du corps 35 - creux, il nuit à la précision des gorges et des flancs de celles-ci. On constate aussi que la trajectoire circulaire parcourue par des molettes de petites dimensions par rapport au diamètre de cette trajectoire, telles que celles représentées â la figure 6 de la demande prioritaire, a l'inconvénient d'être cause d'une succession de

-4- chocs exercés par chaque molette à l'instant où elle entre en contact avec la paroi du corps creux. Ces chocs créent des défauts locaux et en particulier des arrachements et des replis qu'il est, dans bien des cas, impossible d'éliminer ou d'atténuer. Ils sont aussi une cause de

5. vibrations, lesquelles nuisent aussi â la qualité et â la précision du profil des gorges réalisées.

Les essais ont en particulier montré que le procédé et le dispositif décrits dans le FR 1 551 913 ne permettent pas de réaliser sur la 10. paroi de révolution d'un corps creux des gorges ou filets hélicoïdaux d'une qualité suffisante pour permettre l'assemblage dans de bonnes conditions de tubes ainsi filetés à leurs extrémités.

Ces essais ont montré aussi qu'il n'est pas possible de réaliser de -|5. telles gorges ou de tels filets sur des parois de révolution non cylindrique de corps creux.

On a recherché la possibilité ^" de mettre au point un procédé et un dispositif pour sa mise en oeuvre qui permettent de réaliser des

20. gorges annulaires ou hélicoïdales de grande précision, exemptes de défauts locaux. On a recherché aussi la possibilité de réaliser de telles gorges dans des parois de corps creux relativement minces sans déformation notable en dehors de la région à proximité immédiate de la gorge. On a recherché enfin la possibilité de développer un procédé

25. permettant de réaliser de telles gorges ou de tels filets sur la paroi de révolution de corps creux de forme non cylindrique, afin de pouvoir en particulier adapter le procédé à la réalisation de filets héli¬ coïdaux sur des extrémités coniques de tubes en vue d'obtenir des assemblages vissés â filetages coniques de qualité satisfaisante.

30.

Le procédé et le dispositif suivant l'invention permettent de résoudre ces problèmes de façon particulièrement efficace.

Le procédé suivant l'invention consiste â former, sans enlèvement de 35. matière, au moins une gorge, sur la paroi de révolution d'un corps creux constitué d'un matériau ductile ou plastique. Dans ce procédé on met en oeuvre au moins une molette de révolution, comportant au moins un bord de formage, montée libre en rotation sur un axe. Cet axe se déplace parallèlement â lui-même de façon que son point d'intersection

avec un plan perpendiculaire effectue de façon cyclique un parcours qui lui est réservé suivant une courbe fermée déterminée, ledit parcours n'étant suivi par aucune autre molette.. La courbe-enveloppe du parcours d'au moins un bord de formage de la molette comporte une

5. zone d'intersection avec la paroi de révolution, zone qui se déplace de façon relative autour de cette paroi.

La molette comporte au moins un bord de formage dont le plus grand diamètre est supérieur à la longueur de la diagonale de la courbe

10. fermée déterminée dont le prolongement coupe la zone d'intersection en son milieu ainsi que l'axe du corps creux. Si la courbe fermée déterminée est une circonférence le diamètre de celle-ci est donc inférieur à celui de la molette. De façon avantageuse la courbe fermée déterminée a une forme allongée. Elle est de préférence orientée de

15. façon que la diagonale de cette courbe dont le prolongement coupe la zone d'intersection en son milieu ainsi que l'axe de la paroi de révolution du corps creux, soit sensiblement perpendiculaire à la plus longue diagonale de cette courbe fermée déterminée.

20. On réalise une gorge hélicoïdale sur la paroi de révolution du corps creux par un mouvement relatif de translation de cette paroi de révolution le long de son axe par rapport à la zone d'intersection associé à un mouvement de rotation de ladite paroi.

25. Avantageusement le plan de la courbe-enveloppe du parcours du bord de formage de la molette peut être orienté autour d'un axe contenu dans ce plan et coupant à la fois l'axe de la paroi de révolution et la zone d'intersection.

30. De préférence, lorsqu'on forme une gorge hélicoïdale on oriente le plan de la courbe-enveloppe de façon que, dans la zone d'intersection il soit parallèle â une tangente à la gorge hélicoïdale en cours de réalisation.

35. Avantageusement on met en oeuvre plusieurs molettes réparties autour de l'axe de la paroi de révolution du corps creux de façon que les courbes-enveloppes de leurs bords de formage présentent avec la paroi de révolution des zones d'intersection différentes réparties autour de cette paroi de révolution. Avantageusement également lorsqu'au moins

deux molettes sont mises en oeuvre pour réaliser une même gorge dans une paroi de révolution, les courbes-enveloppes de leurs bords de formage présentent, dans leurs zones d'intersection avec cette paroi, des profondeurs de pénétration différentes. 5.

Lorsqu'on réalise une gorge hélicoïdale sur une paroi de révolution non cylindrique d'un corps creux, on fait varier la distance entre l'axe de cette paroi de révolution et au moins une courbe-enveloppe correspondant au parcours du bord de formage d'une molette de façon à

10. contrôler la profondeur de la zone d'intersection.

De préférence pour un observateur placé dans le prolongement de l'axe de la paroi de révolution du corps creux le sens de rotation de cette paroi de révolution et le sens de parcours d'une courbe fermée

15. déterminée par l'axe de la molette correspondante sont les mêmes.

De façon avantageuse on met en oeuvre, en combinaison avec au moins une molette de formage, une molette de lissage dont l'axe est maintenu à distance sensiblement constante de la paroi de révolution et dont le

20. bord roule dans une gorge déjà formée par la molette de formage, en exerçant de façon continue une pression sur le fond et les parois latérales de cette gorge.

Le procédé suivant l'invention s'applique en particulier à la réa- 25. lisation de gorges, en forme de filets hélicoïdaux, sur la paroi d'extrémité de tubes métalliques, cylindriques ou coniques, afin de réaliser des assemblages vissés de bonne qualité par exemple au moyen de raccords filetés femelles.

30. L'invention concerne aussi un dispositif de formage de gorges sans enlèvement de matière, sur la paroi de révolution d'un corps creux en un matériau ductile ou plastique au moyen d'au moins une molette de révolution, montée libre en rotation sur un axe et pourvue d'au moins un bord de formage. Ce dispositif comporte un support rotatif autour

35. d'un axe, relié à un premier moyen d'entraînement en rotation, et muni de moyens de préhension permettant de saisir un corps creux, comportant une paroi de révolution, de façon que l'axe de cette paroi coïncide avec l'axe de rotation du support. Ce dispositif comporte également au moins un porte-molette rigide sur lequel est montée une

seule molette libre en rotation sur un axe solidaire de ce porte- molette. Un deuxième moyen d'entraînement déplace de façon cyclique ce porte-molette de façon que l'axe de molette se déplace parallèlement à lui-même et que son point d'intersection avec un plan perpendiculaire 5. parcoure de façon cyclique une courbe fermée déterminée, un moyen de réglage permettant de faire varier la distance entre porte-molette et paroi de révolution, de façon que la courbe-enveloppe du déplacement cyclique d'au moins un bord de formage de la molette comporte une zone d'intersection avec cette paroi de révolution.

10.

La molette comporte au moins un bord de formage dont le plus grand diamètre est supérieur à la longueur d'une diagonale de la courbe fermée déterminée dont le prolongement coupe la zone d'intersection en son milieu ainsi que l'axe de la paroi de révolution du corps

15. creux.

Le dispositif comporte avantageusement un troisième moyen d'entraî¬ nement qui permet une translation relative de la paroi de révolution du corps creux le long de son axe par rapport â au moins une molette 20. de formage montée sur le porte-molette qui lui correspond.

Avantageusement au moins un porte-molette est orientable autour d'un axe qui se trouve dans le plan de la courbe-enveloppe du parcours molette unique qui correspond à ce porte-molette. Cet axe coupe à la 25. fois l'axe de la paroi de révolution et la zone d'intersection entre cette paroi de révolution et cette courbe-enveloppe.

De façon avantageuse le déplacement du porte-molette est réalisé de façon que la courbe fermée déterminée ait une forme allongée. Elle est 30. alors de préférence orientée de façon telle qu'une diagonale située dans son plan, dont le prolongement coupe la zone d'intersection en son milieu ainsi que l'axe de la paroi de révolution du corps creux, soit sensiblement perpendiculaire à la plus longue diagonale de cette courbe fermée déterminée.

35.

Le dispositif comporte avantageusement un quatrième moyen d'entraî¬ nement qui permet de déplacer au moins un porte-molette en direction de l'axe de la paroi de révolution en fonction de la translation relative de la paroi de révolution le long de son axe par rapport à ce

porte-molette.

De préférence le dispositif comporte plusieurs porte-molette équipés chacun d'une seule molette de formage répartis autour de l'axe de la 5. paroi de révolution.

Avantageusement le dispositif comporte au moins une molette qui comporte plusieurs bords de formage.

10. Avantageusement également le dispositif comporte au moins un porte-molette équipé d'une molette de .lissage dont l'axe n'effectue pas de déplacement cyclique. Ce porte-molette comporte un moyen de réglage qui permet de mettre en appui le bord de la molette de lissage contre les parois d'une gorge déjà formée sur la paroi de révolution

15. du corps creux.

Des modes de mise en oeuvre avantageux du procédé et du dispositif suivant l'invention sont décrits ci-après, de façon non limitative.

20. Les figures dont la liste suit illustrent ces modes de mise en oeuvre.

La figure 2 est une vue en coupe schématique d'un premier mode de mise en oeuvre de l'invention.

25. La figure 3 est une vue en coupe schématique d'un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention.

La figure 4 est une vue en coupe partielle d'un jeu de molettes à deux bords de formage suivant l'invention. 30.

La figure 5 est une vue schématique du formage d'un filet hélicoïdal sur la paroi cylindrique de révolution d'un corps creux au moyen d'une molette par le procédé suivant l'invention.

35. La figure 6 est une vue schématique du formage d'un filet hélicoïdal sur la paroi conique de révolution d'un corps creux par le procédé suivant l'invention.

La figure 7 est une vue d'un mode de réalisation du dispositif suivant

l'invention dans lequel l'axe de molette effectue un parcours suivant une courbe fermée déterminée non circulaire.

La figure 8 est une vue d'un autre mode de réalisation du dispositif 5. suivant l'invention comportant des porte-molette orientables.

La figure 9 est un détail d'une molette de la figure 8

La figure 2 représente, de façon schématique, un premier mode de 10. réalisation du procédé suivant l'invention.

La paroi de révolution (10) d'un corps creux est vue en coupe suivant un plan perpendiculaire à son axe (X2)« La molette de révolution (11) est montée libre en rotation sur un axe (X3) qui est entraîné en

15. giration parallèlement â lui-même autour de l'axe (X4) par un moyen d'entraînement non représenté. On voit que le rayon (Ri) du bord de formage de la molette (11) est plus grand que le rayon de giration (R2) de l'axe (X3) autour de l'axe X4 . Le diamètre du bord de formage de la molette est donc supérieur à celui de toute diagonale de

20. la courbe fermée déterminée (12) et donc, à fortiori, supérieur à celui de la diagonale dont le prolongement coupe la zone- d'inter¬ section (13) en son milieu ainsi que l'axe (X2 . Il en résulte que le rayon (R3) de la courbe-enveloppe (14) est supérieur à (RI) et tend à s'en rapprocher quand la valeur de (R2 diminue. Une telle disposition

25. réduit l'angle d'incidence du bord de formage (15) de la molette au moment de la prise de contact avec le fond de la gorge (16) en cours de formation. Il en résulte un meilleur état de surface des parois de la gorge et donc une plus grande précision. On remarque par ailleurs que les sens de rotation de la paroi de révolution (10) et de giration

30. de l'axe (X3) autour de l'axe (X4) indiqués par les flèches (FI) et (F2) sont les mêmes. On constate que c'est ainsi que les meilleurs résultats sont obtenus : la flèche (F3) indique le sens de roulement de la molette (11). Comme on le voit plus loin les résultats sont particulièrement favorables dans le cas de la réalisation de filets

35. hélicoïdaux sur la paroi de révolution de corps creux.

La figure 3 représente, de façon schématique, un autre mode de réa¬ lisation du procédé suivant l'invention. La paroi de révolution (20) d'un corps creux d'axe (X5) est représentée en coupe, perpendicu-

lairement à cet axe. Une molette (21) est montée, libre en rotation, sur un axe (Xô perpendiculaire au plan de la figure. Cet axe, conformément au procédé suivant l'invention, se déplace parallèlement à lui-même de façon que son point d'intersection avec un plan perpen-

5. diculaire effectue de façon cyclique un parcours qui lui est réservé, suivant la courbe fermée déterminée non circulaire (22). Ce parcours est effectué dans le sens de la flèche (F4) grâce â un porte-molette rigide et mobile, non représenté, qui entraîne l'axe (X6)« Cette courbe (22) est allongée et voisine par sa forme d'un ovale ou d'une

10. ellipse. Sa plus grande diagonale (BC) est orientée par rapport au corps creux d'axe (X5) de façon telle qu'elle coupe au point (M), sensiblement à angle droit, la diagonale (ED) dont le prolongement coupe en son milieu la zone d'intersection (25) entre la courbe- enveloppe (23) du parcours du bord de formage de la molette (21) et la

15. paroi (20) du corps creux et coupe aussi l'axe (X5). Dans le cas de cette figure la . diagonale (BC) est sensiblement parallèle à la tangente (T) à la courbe (23) dans la zone d'intersection (25). On constate qu'il suffit que la longueur de la diagonale courte soit (E-D) au moins égale à la profondeur de pénétration (el) du bord de

20. la. molette dans la paroi (20) pour qu'il n'y ait pas d'interaction possible entre ce bord et cette paroi pendant le parcours en retour de l'axe (Xg) suivant la branche (B, E, C) de la courbe (22). La flèche (F5) indique le sens de rotation de la molette au contact de la paroi (20). La flèche (F6) indique le sens de rotation de la paroi (20)

25. autour de l'axe (X5). L'expérience a montré que le sens de rotation de cette paroi est de préférence le même que le sens de parcours de la courbe fermée déterminée par le point d'intersection de l'axe (X _β ) avec cette courbe.

30. L'observateur qui regarde la figure 3 et se trouve donc dans le prolongement de l'axe (X5) voit que le sens des flèches (F4) et (F6) est celui des aiguilles d'une montre. La forme ovalisêe de la courbe fermée déterminée (22) présente le très grand avantage de réduire l'angle d'attaque du bord de formage de de la molette (21), au moment

35. °ù ϋ entre en contact avec la paroi (20), ce qui réduit considé¬ rablement le choc provoqué à cet instant. Le diamètre accru de la molette (21), qui est rendu possible par l'utilisation d'une seule molette, guidée suivant le parcours de la courbe fermée (22), agit, de façon essentielle, dans le sens d'une action progressive du bord de

formage (24) sur la paroi (20). On obtient ainsi une gorge prati¬ quement exempte des défauts qu'on observe dans le cas des molettes ou galets multiples de petit diamètre montées sur un seul porte-molette et décrivant une trajectoire circulaire de grand diamètre par rapport 5. à celui des galets ou molettes.

La qualité de la gorge est également fonction du travail de formage effectué à chaque passage du bord de formage de la molette (21) dans

10. la zone d'intersection (25). On ajuste ce travail de formage unitaire en agissant d'une part sur la fréquence du parcours de la courbe enveloppe (23) par le bord de formage (24) et d'autre part sur la vitesse de rotation de la paroi (20) autour de son axe (X5). Ce travail de formage doit, de toutes façons, rester au-dessous de la

15. limite qui entraînerait une déformation permanente inacceptable de la paroi du tube (20) sur toute son épaisseur.

Dans la plupart des cas il est avantageux d'utiliser plusieurs molettes. 20. ' ^'

Celles-ci sont réparties autour de la paroi de révolution du corps creux et l'axe de chacune d'elles se déplace de façon que son point d'intersection avec un plan perpendiculaire parcoure la courbe fermée déterminée qui lui correspond. La courbe du parcours du bord de

25- formage de chaque jmolette présente sa propre zone distincte d'intersection avec la paroi. Il est avantageux que les courbes fermées déterminées parcourues par les axes des molettes soient semblables afin d'équilibrer les efforts exercés sur la paroi, mais ce n'est pas une nécessité. L'entraînement de chacune des molettes, de

30. façon que son axe parcoure la courbe fermée déterminée qui lui correspond, est effectué, comme cela a été dit dans le cas de la figure 3, grâce à un porte-molette correspondant rigide et mobile. Les molettes peuvent être disposées de façon que les courbes-enveloppes des parcours de leurs bords de formage se trouvent dans un 'même plan

35. perpendiculaire â l'axe de la paroi de révolution du corps creux. On forme ainsi une gorge annulaire parcourue successivement par les molettes mises en oeuvre.

On peut aussi former une gorge hélicoïdale en déplaçant le long de son axe la paroi de révolution à une vitesse synchronisée avec la

vitesse de rotation de la paroi de révolution afin de définir avec précision le pas de l'hélice. On préfère souvent faire le contraire c'est-à-dire se contenter d'entraîner en rotation la paroi de révolution du corps creux, par exemple au moyen d'un plateau de tour 5. auquel elle est fixée. On solidarise alors un bâti, sur lequel sont montées les porte-molettes qui entraînent les molettes, avec le chariot du tour.

Ce chariot peut alors se déplacer, en synchronisme avec la vitesse de 10. rotation de la paroi de révolution, grâce à la vis mère du tour. Les bords de formage des molettes doivent être décalés les uns par rapport aux autres, parallèlement à l'axe du corps creux, de façon à contribuer au formage d'une même gorge hélicoïdale. Si par exemple 4. molettes sont réparties à 90° les unes des autres autour d'une même 15. paroi de révolution, en vue de réaliser une gorge hélicoïdale de pas (P), la molette la plus en avant attaque la formation de la gorge, tandis que les trois autres qui poursuivent la formation de cette même gorge doivent être décalées respectivement de P_ , 2 P et 3 P le

4 4 4 20. long de l'axe.

Il est possible de former progressivement les gorges en utilisant des molettes de diamètres différents afin de faire varier la profondeur de pénétration. Les profils des- bords de formage peuvent aussi varier

25. d'une molette à l'autre afin de réaliser de façon progressive le profil de la gorge qui doit être obtenu. Au lieu de faire varier les diamètres des molettes on peut aussi faire varier la profondeur de la zone d'intersection entre la courbe-enveloppe du parcours du bord de formage et la paroi de révolution du corps creux.

30.

Il est avantageux, dans certains cas, d'utiliser des molettes multiples, c'est-à-dire comportant plusieurs bords de formage ; cela permet plusieurs passages sur la même gorge hélicoïdale. De telles molettes multiples peuvent permettre aussi de réaliser des filetages

35 - comportant plusieurs filets hélicoïdaux parallèles.

La figure 4 représente, de façon schématique des demi-coupes de quatre molettes (26, 27, 28, 29) montées libres en rotation autour de quatre axes (X7, Xg, X9, Xio _* Ces molettes sont réparties autour de la paroi

de révolution d'un corps creux et l'axe de chacune d'elles parcourt une courbe fermée déterminée, circulaire de la façon qui est représentée à la figure 2. Les zones d'intersection des courbes-enveloppes des parcours des bords de formage de chacune de ces

5. molettes sont réparties sensiblement à 90° les unes des autres autour de la paroi de révolution. De plus, comme cela a été dit plus haut, comme on se propose de réaliser un filet hélicoïdal de pas P, la première molette (26) qui attaque la formation du filet, est suivie par les trois autres (27, 28, 29) qui sont décalées respectivement

10. parallèlelement à l'axe du corps creux, de Ε_, Z?_ et 3P.

4 4 4 Chacune de ces molettes comporte deux bords de formage : {k\ et ^~ S>\ , A2 et B2, A3 et B3, A4 et B4). Les bords de formage (Ai, A2, A3, A4) ont des rayons respectifs (Rj_, R2, R3, R4) croissants, ce qui permet de

15. former en une seule révolution de la paroi autour de son axe un filet hélicoïdal ayant la profondeur visée. Les deuxièmes bords de formage (B-[, B2, B3, B4) ont sensiblement le même rayon égal à (R4). Leur passage au cours d'une deuxième révolution de la paroi, dans le filet déjà formé par les premiers bords de formage, égalise le filet en

20. éliminant certaines inégalités et en accroissant éventuellement l'écrόuissage superficiel. Bien entendu le deuxième bord de formage (B ^* |_, B2, B3, B4) est décalé sur chaque molette (26, 27, 28, 29) par rapport au premier bord de formage (A]_, A2, A3, A4) de la distance voulue pour que le métal soit travaillé â l'emplacement voulu.

25.

Lorsqu'on ^* réalise une gorge sous forme de filet hélicoïdal, on améliore la précision en orientant les axes des molettes de façon que les flancs latéraux de leurs bords de formage soient sensiblement parallèles à une tangente au filet hélicoïdal dans la zone d'inter-

30. section.

On voit figure 5, représentée en plan, la paroi cylindrique de révo¬ lution d'un corps creux (30) d'axe Xn sur laquelle une gorge en forme de filet hélicoïdal (31) est en cours de formage. Une molette 35. (32) est représentée dans la zone d'intersection de la courbe enve¬ loppe de son bord de formage avec la paroi du corps creux (30). Cette molette est montée en rotation sur un axe X12) -_ ^u i _> lui-même monté sur un porte-molette mobile, effectue de façon cyclique un parcours suivant une courbe fermée déterminée en conservant son orientation.

Cet axe (X12 est dans un plan sensiblement parallèle au plan tangent â la génératrice de la paroi du corps creux (30) passant par la zone d'intersection précisée plus haut. Dans le cas de la figure 5 ce plan tangent est sensiblement parallèle au plan de la figure. On voit que

5 - l'axe (X12) est incliné d'un angle S»(2" par rapport à une parallèle à l'axe de révolution Xχι) qui l'intersecte. Cet angle " ^« (2" est de préférence, sensiblement égal à l'angle "o " d'inclinaison d'une tangente au filet hélicoïdal (31) par rapport au plan perpendiculaire à l'axe (X]_ι_), plan dont on voit la trace en (33). L'inclinaison d'un

10. axe tel que (X12) d'une molette telle que (32) est obtenue en faisant tourner le porte-molette non représenté autour d'un axe perpendicu¬ laire à l'axe (Xχι) de la paroi de révolution et passant par la zone d'intersection entre la courbe enveloppe du bord de formage de la molette (32) et la paroi de révolution (30) du corps creux. Un tel

15« moyen d'inclinaison des axes de molettes peut, par exemple, être mis en oeuvre chaque fois qu'on se propose de réaliser une gorge ou un filet hélicoïdal.

La figure 6 représente la paroi de révolution (34) d'un corps creux

20. d'axe (X13) dont la surface extérieure est conique. On forme sur cette surface un filet hélicoïdal (35), au moyen de molettes telles que (36), qui tournent autour d'axes tels que X14 . Chacune de ces molettes est montée sur un porte-molette correspondant non repré¬ senté. Dans le cas de cette figure, l'axe de molette (X1.4) se trouve

25. dans un plan parallèle à l'axe de révolution (X13), et perpendiculaire à une droite, elle-même perpendiculaire à cet axe, droite qui passe par la zone d'intersection entre la courbe-enveloppe du parcours cyclique du bord de formage de la molette et la paroi. Ce plan fait donc avec une parallèle (37) à la génératrice (38) de la paroi

30. conique un angle " ^• -*% 4" égal au demi-angle au sommet du cône. Dans ces conditions, le bord de formage de chaque molette n'agit pas de façon symétrique sur la paroi. Ceci a peu d'inconvénients si l'angle V4" est petit. On peut par ailleurs, comme cela a été expliqué dans le cas de la figure 5 orienter les axes de molettes tels que (X14) de façon

35. que les flancs latéraux des bords de formage soient rendus parallèles au filet hélicoïdal (35). Cette orientation est réalisée par rotation du porte-molette autour d'un axe perpendiculaire à l'axe (X13) passant par la zone d'intersection entre courbe-enveloppe et paroi.

Au cours de la translation relative de la paroi de révolution (34) suivant son axe X13 par rapport à la molette (36) on fait varier de façon continue la distance entre le porte-molette et l'axe (X13) de façon que la courbe-enveloppe du parcours du bord de formage de la

5. molette (36) intersecte constamment la paroi de révolution avec une pénétration sensiblement constante. On utilise pour cela un moyen connu de suivi de cône.

La figure 7 décrit un mode particulier de réalisation du dispositif 10. suivant l'invention.

On voit une paroi de révolution (40) en coupe, d'axe (X15) perpendi¬ culaire au plan de la feuille. Une molette (41) est montée libre en rotation sur un axe (Xig) solidaire d'un porte-molette rigide mobile

15. (42). Ce porte-molette est monté libre en rotation sur un maneton (43) dont l'axe (X17) tourne autour de l'axe (Xis <_ui l'entraîne en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par un moyen moteur non représenté. Une biellette (44) articulée en (X19) sur le porte-molette et en (X20) ^{sur un} anneau de maintien (45) contribue au

20. guidage du. porte-molette (42). Les axes (Xi6, Xι7, Xi8 _> Xl9 et X20 sont parallèles. Il en résulte que lorsque l'axe ( 17 du maneton est entraîné autour de l'axe (Xis) dans le sens des aiguilles d'une montre par le moyen moteur, l'axe de molette (Xτ.6) suit de façon cyclique la courbe fermée déterminée (46) dans le sens de la flèche (F7). La

25. courbe-enveloppe (47) du parcours du bord de formage de la molette présente une zone d'intersection (48) avec la paroi (40). La courbe fermée déterminée (46) présente une plus grande diagonale 2l _> qui est aussi la grande diagonale de la courbe-enveloppe (47).La droite (49) issue de l'axe (Xlό) ^et passant par le milieu de la zone

30. d'intersection (48) coupe X21 sensiblement à angle droit. Une telle disposition permet d'obtenir un faible angle d'incidence du bord de formage de la molette lorsqu'à chaque cycle il s'engage dans la zone d'intersection. Il est possible par ailleurs, en faisant tourner l'an¬ neau (45) autour de son axe dans un sens convenable, de rapprocher ou

35- d'éloigner la courbe-enveloppe (47) de la paroi de révolution (40) et donc de régler la rofondeur de pénétration du bord de molette, ou encore d'effectuer un suivi de cône. Il est donc possible ainsi, de réaliser sur une paroi conique un filet hélicoïdal (50) de profondeur constante. On remarque que l'axe de molette Xiô parcourt la courbe

fermêe déterminée (46) dans le sens des aiguilles d'une montre (sens de la flèche (F7). Ce sens est le même que le sens de rotation de la paroi (40) indiqué par la flèche (F8). La molette roule dans le sens de la flèche (F9). On peut, par des moyens non représentés, faire

5- tourner le plan de la courbe-enveloppe (47) autour d'un axe tel que la droite (49) de façon à l'orienter parallèlement à une tangente à un filet hélicoïdal passant par la zone d'intersection (48).

La figure 8 ainsi que la figure de détail 9 représentent en pers-

10. pective, de façon partielle, un autre mode de réalisation du dispo¬ sitif suivant l'invention. On utilise, dans le cas du dispositif ainsi représenté, 4 molettes montées chacune sur un porte-molette, réparties à 90° les unes des autres autour de l'axe (X22 d'un corps creux (59) sur la paroi de révolution (60) duquel on se propose de réaliser un 5- filet hélicoïdal. Un moyen d'entraînement fait tourner cette paroi (60) autour de son axe 22 dans le sens de la flèche (F10). Afin de simplifier la figure 8 seulement deux molettes (61 et 62), montées chacune sur un support de porte-molette (63, 64) et réparties à 180° autour de l'axe (X22) ^ont été représentées.

²⁰ - . '

La figure 9 montre de façon claire que la molette (65) est une pièce annulaire montée libre en rotation par l'intermédiaire d'une bague de roulement (66) sur une pièce (67) comportant une portée cylindrique d'axe X23) qui constitue l'axe de la molette. Un moyen d'entraî-

2 . nement en rotation non représenté fait tourner un arbre (68) d'axe ( ^χ 24) l ¹¹ --- entraîne autour de lui l'axe (X23) qui lui est parallèle, de façon que le point d'intersection de cet axe (X23) avec un plan perpendiculaire décrive de façon cyclique un parcours suivant une courbe fermée déterminée. La pièce (67) est donc le porte-molette

30. rigide et mobile sur lequel est montée la molette (65). Dans le cas de la figure 9 cette courbe fermée déterminée est une circonférence dont le rayon est égal à la distance entre les axes (X23) et (X24 « Pendant son parcours cyclique le bord de formage (69) de la molette (65) décrit une courbe-enveloppe (70).

35.

Comme le montre la figure 8 chacun des supports de porte-molette (63, 64) peut tourner autour d'un axe (X25) perpendiculaire à l'axe (X22 et qui traverse les zones d'intersection des courbes-enveloppes des parcours des bords de formage des molettes (61, 62) avec la paroi de

révolution (60). Pour cela chaque support de porte-molette est monté en rotation autour de cet axe (X25) sur le chariot (71, 72) qui le porte. Des verniers (73, 74) permettent de régler l'inclinaison du support (63, 64) et donc du porte-molette correspondant de façon que

5. la courbe-enveloppe du parcours du bord de formage de la molette soit parallèle à la tangente au filet hélicoïdal à réaliser dans la zone d'intersection. Chacun des chariots (71, 72) peut coulisser radialement dans un sens ou dans l'autre suivant les flèches (Fil, F12) par rapport à l'axe (X22 dans des glissières telles que (75, 76)

10. ménagées dans des pièces supports fixes (77, 78).

Le déplacement radial de l'ensemble des chariots est commandé au moyen d'une couronne (79) qui peut être déplacée en rotation dans un sens ou dans l'autre, suivant la flèche (F13) autour de son axe, qui est

15. pratiquement ^* confondu avec l'axe (X22 * La couronne (79) porte des galets (80, 81) engagés dans des encoches inclinées (82, 83) formées aux extrémités des chariots (71, 72). Ainsi il est possible, grâce à un moyen de commande approprié, de déplacer simultanément les supports de molette de façon radiale. Ceci permet en. particulier le suivi de

20. cône. Comme dans les cas d'exemples déjà cités, on réalise des filets hélicoïdaux en déplaçant de façon relative en translation le corps creux (59) le long de son axe (X22 par rapport aux molettes. Dans le cas de la réalisation d'un filet hélicoïdal sur une paroi conique, on synchronise le mouvement de translation du corps creux (59) le long de

25. l'axe (X22) _> p r des moyens connus, avec le déplacement radial simultané des porte-molettes par l'action de la couronne (79).

Comme cela a déjà été indiqué il est possible d'égaliser la profondeur d'une gorge, en particulier dans le cas où celle-ci est un filet

30. hélicoïdal, en faisant rouler à pression constante une molette de lissage dont l'axe est maintenu à distance sensiblement constante de la paroi de révolution. Dans le cas du mode de réalisation du dispositif suivant l'invention on peut en particulier remplacer sur l'un des supports de porte-molette le dispositif d'entraînement

35. cyclique du porte-molette par un dispositif dans lequel l'axe de molette est fixe par rapport au support de porte-molette. On pourra alors disposer dans le sens d'avance du filet hélicoïdal 3 molettes de formage à action cyclique, de façon à former progressivement le filet jusqu'à la profondeur souhaitée. Le quatrième support de porte-molette

sera équipé d'une molette de lissage dont la distance d'axe avec la paroi de révolution sera réglée à une valeur fixe de façon que la molette roule de façon continue dans le fond du filet déjà formé en égalisant ses parois. Le profil de cette molette de lissage corres-

5- pondra au profil définitif qu'on se propose de donner au filet hélicoïdal. Afin d'améliorer encore le profil du filet, on peut ré¬ partir autour de l'axe de la paroi de révolution, par exemple, 6 supports de porte-molette au lieu de 4, et équiper 2 de ces supports avec des molettes de lissage à axe fixe qui roulent de façon continue

10. à fond de filet en égalisant le profil.

A titre d'exemple numérique, on met en oeuvre un dispositif corres¬ pondant à celui des figures 8 et 9 pour la réalisation d'un filet hélicoïdal sur la paroi extérieure d'un tube d'acier de 3 1/2 pouces

15. de diamètre extérieur et de 6 mm d'épaisseur de paroi. On entraîne ce tube en rotation autour de son axe à la vitesse de 9 tours/min. et on déplace en translation le tube le long de son axe, de façon relative par rapport aux molettes à une vitesse de 38,1 mm/min. Les quatre supports de porte-molette, disposés à 90° les uns des autres sont

20. équipés chacun d'une molette de 61 mm de diamètre pourvue d'un bord de formage unique. Trois de ces molettes sont montées libres en rotation de la façon représentée à la figure 9, c'est-à-dire que leur axe se déplace de façon cyclique parallèlement à lui-même en suivant une circonférence située dans un plan qui lui est perpendiculaire sous

25. l'action d'un moyen d'entraînement non représenté. Le rayon de cette circonférence est de 0,4 mm et le nombre de cycles est de 2000 à 3000/min. suivant le matériau à former. La quatrième molette est une molette de lissage montée libre en rotation sur un axe fixe. Les supports de porte-molette sont ajustés en distance radiale par rapport

30* â la paroi du tube de façon que la profondeur maximale de pénétration totale de chacun des bords de formage des molettes soit de :

1ère molette : 0,4 mm

35. 2ème molette : 0,8 mm

3ème molette : 1,2 mm

4ème molette : 1,2 mm

On voit que les 3 premières molettes forment progressivement le ^' filet en effectuant chacune une pénétration propre de 0,4 mm. La quatrième molette travaille à la profondeur atteinte par la troisième, mais à profondeur constante, en égalisant ainsi le filet.

5.

Les supports de porte-molette sont inclinés, de la façon qui vient d'être décrite, afin que la courbe-enveloppe du parcours du bord de formage de chacune des trois premières molettes soit parallèle à la tangente au filet hélicoïdal à réaliser. On donne la même inclinaison

10. au support de porte-molette sur lequel est montée la quatrième molette à axe fixe. On constate que le filet hélicoïdal ainsi réalisé présente une excellente précision et un excellent état de surface et que les cotes intérieures du tube n'ont pas été sensiblement modifiées dans la zone dans laquelle le filetage extérieur est réalisé.

15.

De très nombreuses modifications peuvent être apportées, .pour leur mise en oeuvre, au procédé et au dispositif, pour leur mise en oeuvre, qui viennent d'être décrits sans sortir du domaine de l'invention. On peut en particulier adapter les molettes à la réalisation de tou*-

20. profil de gorge qu'on se.propose de réaliser. Dans le cas où la gorge qu'on se propose de réaliser est un filet hélicoïdal, on peut donner au profil de celui-ci la forme optimale pour obtenir par exemple les qualités d'aptitude au serrage et d'étanchéité qu'on attend d'une jonction vissée.

25.

Le procédé et les dispositifs suivant l'invention peuvent permettre de très nombreuses applications qui font également partie de l'invention.