Brevet FR2033417A1 — publié le 19701204

La présente invention concerne le cintrage des tubes et, plus particulièrement, la reproduction exacte d'un modèle constitué par un tube formant une pluralité de coudes sur sa longueur. Après qu'un tube a été cintré à un angle donné autour 5 d'une noix de rayon donné, il se détend partiellement, de sorte que l'angle et le rayon réels du coude obtenu diffèrent de ceux désirés. Ces différences varient suivant la nature de la matière constitutive du tube, et même drun lot d'approvisionnement à l'autre de tubes de même nature, et entre deux échantil-10 Ions d'un même lot cintrés à des températures différentes. •On utilise actuellement des machines à cintrer les tubes à programme numérique dont le programme peut être établi de façon à obtenir, en partant d'un même lot de tubes, une pluralité de reproductions d'un tube cintré constituant un 15 modèle ; mais un nouveau programme doit être établi pour de telles machines, chaque fois que l'on passe d'un lot de tubes à un autre, et ces changements de programme nécessaires sont des opérations l.ongues et coûteuses si l'on désire obtenir des reproductions précises du modèle. Bien que les cintreuses de 20 ce type puissent être équipées de dispositifs sensoriels de type courant, qui font appliquer aux tubes par la machine un excès de cintrage qui compense leur détente après cintrage et qui assurent ainsi l'obtention de coudes cintrés à l'angle correct, les variations du rayon de cintrage provenant des 25 différences de caractéristiques de la matière des tubes, et de la température de l'opération, sont la cause d'autres difficultés, du fait qu'elles se traduisent par des variations de la longueur de l'arc couvert par les coudes entre leur point de départ et leur point terminal et sont par suite la cause de 30 variations dans les dimensions hors-tout du tube après, cintrage. C'est pourquoi l'établissement d'un programme qui permet d'obtenir des reproductions exactes d'un modèle à partir d'un lot d'approvisionnement différent à été jusqu'ici une opération longue et coûteuse, impliquant des approximations succès- -T 35 sives. Lorsqu'on passe d'un lot d'approvisionnement à un autre dont la matière constitutive présente des caractéristiques différentes de détente après cintrage, il est nécessaire de répéter ces opérations pour établir un nouveau programme qui cor-corresponde aux caractéristiques des tubes de cet autre lot. 4-0 Selon la présente invention, des tubes cintrés con 70 06477 2 2033417 formes à un modèle donné sont obtenus sur une cintreuse à tubes à programme numérique par un procédé comportant les opérations suivantes : cintrage d'essai à~.l* angle et au rayon nominaux spécifiés, effectué dans la machine sur un échantillon du lot 5 de tubes utilisé; mesure du rayon du coude obtenu; détermination d'après- la longueur dudit échantillon d'un programme fondamental de la machine en fonction d'une série de parties de tubes rectilxgnes de longueurs spécifiées jointes successivement les unes aux autres suivant des angles vifs spécifiés; modifica-10 tion du programme fondamental d'après le rayon du coude mesuré sur l'échantillon cintré; et cintrage des tubes sur la machine, suivant ledit programme modifié. Lorsque la cintreuse utilisée est une machine entièrement automatique munie de dispositifs de compensation de .15 la détente des tubes après cintrage, cette modification du programme fondamental consiste en une simple réduction des longueurs de tube rectilignes spécifiées, cette réduction étant déterminée d!après la position des points de départ et des points terminaux des coudes qui remplacent les angles vifs du 20 programme fondamental, compte ébant tenu du rayon de courbure mesuré sur l'échantillon cintré. De préférence, le rayon de courbure de l'échantillon cintré est mesuré à l'extérieur du coude. Cette mesure peut s'effectuer très simplement à l'aide d'un instrument com-25 portant deux touches fixes entre lesquelles est placée taie tou- ■ che mobile constamment rappelée par un ressort vers sa position pour laquelle les trois touches sont mutuellement'alignées, un cadran sur lequel se déplace une aiguille reliée par des engrenages à la touche mobile indiquant la distance sur la-30 quelle cette touche a été déplacée hors de la position pour laquelle elle est à l'alignement des deux autres. Lorsque cet instrument est appliqué à l'extérieur du coude d'un tube, une ■ lecture sur son cadran donne directement le rayon extérieur du coude» Des tables peuvent être dressées à l'avance pour 35 permettre de transformer les lectures faites sur l'instrument en valeurs des modifications qui doivent être apportées au programme fondamental de la cintreuse. Ge procédé évite au fabricant la nécessité de conserver l'échantillon original après que le programme fondamen-40 " tal en a été déduit. -Toutes les opérations nécessaires par la 70 06477 3 2033417 suite pour assurer une fabrication immédiate ou une fabrication ultérieure de pièces de rechange se réduisent à la mesure d'un, cintrage d'essai effectué sur un. échantillon du lot de tubes utilisé, et à une modification du programme fondamental de la 5 machine en fonction du résultat de cet essai, le cintrage des tubes s'effectuant ensuite d'après le programme modifié. Il n'est donc plus nécessaire de faire fabriquer par la machine une ou plusieurs reproductions du modèle chaque fois que. l'on passe d'un lot d'approvisionnement à un autre, ou chaque fois 10 que les conditions des opérations changent. L'obtention d'une fabrication continue, la tenue des stocks et la fourniture des pièces de rechange s'en trouvent toutes simplifiées. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va sui-15 vre, description faite à titre purement explicatif et nullement limitatif, et avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente une longueur de tubes cintrée; et 20 La figure 2 est une vue schématique en élévation d'un instrument de mesure de s rayons de cintrage mis en position sur une section de tube cintrée. Le procédé qui fait l'objet de l'invention a été étudié en vue d'être utilisé sur une machine à cintrer les tubes 25 existante,.automatique et à programme numérique. Cette machine est la cintreuse à programme numérique "Datex PÏB-101" • construite par la Société dite Datex Corporation, Monrovia, Californie, E.TJ.A. Elle est d'abord réglée de façon à pouvoir travailler sur des tubes d'un diamètre extérieur imposé. Les 30 données à fournir à la machine sont : ?1» Y2 **•* Tn' ^terminal' qui soat -ssPectivement les distances qui séparent l'extrémité de départ du tube et le point de départ du premie-r cou.de, puis les distances qui séparent successivement le point terminal de chaque coude du 35 point de départ du coude suivant, et finalement la distance qui sépare le point terminal du. dernier coude et 1'extrémité' terminale dii tube ; C^, Cg ... C^, qui sont respectivement les angles de chacun des coudes, et '4-0 B*t B0 .. .t , qui sont.respectivement les angles 70 06477 4 2033417 de torsion entre coudes successifs, c'est-à-dire l'angle que font entre evzz le plan du coude considéré et celui du coude suivant. Un modèle du tube cintré à fabriquer, qui peut être 5 par exemple une .section de tuyauterie de l'équipement d'un avion, est d'abord exécuté à la main avec toute la précision désirable. Ce modèle se compose d'un certain nombre de parties rectilignes de longueurs Y différentes, réunies par des coudes qui peuvent avoir tous sensiblement le même rayon, mais dont 10 les angles C mesurés dans le plan de cintrage du coude oonsidé-r ré peuvent être très- différents ; d'autre part, le plan de l'un ou'de plusieurs des coudes peut faire avec celui du coude suivant un angle 3 (angle de torsion). Le modèle ainsi fabriqué est ensuite mesuré avec 15 précision, A cet effet, on trace sur chacune de ses parties rectilignes, en un point arbitrairement choisi au voisinage du milieu de sa longueur, une circonférence , S2. Pour chaque coude du tube, les distances _e et g qui séparent ces marques circulaires faites sur les parties rectilignes adjacentes 20 du modèle et le point d'intersection du prolongement des génératrices de ces parties rectilignes situées dans le plan et à l'extérieur du coude, sont ensuite mesurées, directement ou indirectement, ainsi-que l'angle 0 compris entre les perpendiculaires à ces génératrices situées dans le plan du coude. Ces 25 mesures sont effectuées sur toute la longueur du modèle, et les distances a et b qui séparent respectivement chacune des extrémités du modèle et la marque circulaire de la première et de.la dernière partie rectiligne sont aussi mesurées. Le cas échéant les angles de torsion B sont aussi mesurés. 30 Un procédé commode de mesure indirecte de la dis tance e^ consiste à mesurer la plus courte distance f^ entre le point le plus-extérieur de la marque circulaire faite" sur la première partie rectiligne du tube et la génératrice extérieure de la deuxième partie rectiligne, cette distance e^ 35 étant ensuite calculée d'après la relation e^ = f^ cosec C^. La distance peut être calculée de la même façon, par la ' mesure de la distance d^. La série complète "de ces mesures' définit le tube sous la forme d'une série de parties rectilignes de longueurs 40 spécifiées (a + e^), (g^ + ... (g^* b) jointes successive- km mm' 70 06477 5 2033417 ment bout-à-bout et sans coudes suivant des angles ... les plans de ces angles- faisant entre eus des angles de torsion 1^ * . . . TJn programme, qui constitue le programme fondamen-5 tal de la cintreuse, est déduit de cette série de mesures,, Il est ensuite nécessaire d'introduire dans ce programme des modifications correspondant aux doudes du tube avant que des reproductions du modèle puissent être fabriquées sur la cintreuse. -10 Ces modifications sont des réductions des longueurs des parties_ rectilignes du programme fondamental, c'est-à-dire des distances (a + e^), (g^ + 62) etc. précitées,- qui les ra-• mènent à leurs valeurs correctes Y^, Y2 etc, lesquelles sont ■ ' fonctien non du rayon.de courbure nominal, mais du rayon de 15 courbu3S~réel de chacun des coudes. Soient la distance qui sépare le point d'intersec tion des prolongements des génératrices extérieures précitées du commencement et de la fin du premier coude, et H Le rayon de courbure extérieur réel mesuré sur ce coude. On a : 20 = E tg C1 La valeur correcte de Y^ peut alors être calculée comme suit : Y1 = a- .+ (e1 - 25 ■ = a + e. - E tg^l 1 S ■ De même : Y2 = (g^ - + (e2 ~~ T2) «= S1 * R te % + e2 - E tg Il est d'autre part nécessaire, de calculer l'excès 30 de cintrage qui doit être appliqué à chaque coude du tube de façon qu'après détente de ce tube.les angles C obtenus soient corrects. La cintreuse "Datex PTB - 101" précitée comporte des dispositifs qui perçoivent cette détente, et provoquent l'application au tube de l'excès de cintrage nécessaire. 35 On voit donc que la seule information nécessaire pour modifier le programme fondamental de façon qu 'il comprenne les valeurs correctes: de Y^y Yg etc, est 1 g- connaisance de 70 06477 2033417 la valeur de R, et l'expérience a montré que cette valeur peut être déterminée avec une précision suffisante à l'aide d'un seul cintrage d'essai, effectué sur un échantillon prélevé sur le lot de tubes à utiliser» Ge cintrage d'essai est effectué 5 à un angle nominal (90° par exemple) et au rayon nominal des coudes de l'échantillon cintré, puis le rayon extérieur réel S du ccude de l'échantillon est mesuré à l'aide de l'instrument de la figure 2. Cet instrument est placé à l'extérieur du coude d'essai 10, et l'a distance dont est repoussée sa touche mobile 10 11 à ressort de rappel, à partir de sa position pour laquelle elle est alignée sur les touches fixes 12 et 13 de!.l'appareil, est transformée en une rotation correspondante de l'aiguille indicatrice qui se déplace sur un cadran 14, lequel est directement gradué en rayons de courbure correspondants. 15 Cette mesure permet de calculer de la manière indi quée plus haut les modifications quTil est nécessaire d'introduire dans le programme fondamental pour ramener les distances (a -f-e^), (g^ + e^) etc, aux longueurs Correctes ï^, Y2 etc. En pratique, on dresse à l'avance des tables qui indiquent au 20 conducteur de la cintreuse les modifications appropriées à introduire dans le programme de la machine. Des reproductions précises du modèle original peuvent alors être fabriquées sur la cintreuse. L'invention est aussi applicable à d'autres types 25 de machines automatiques à cintrer les tubes dans lesquelles il n'est prévu aucun dispositif capable de déterminer et d'appliquer au tube l'excès de cintrage nécessaire. La machine à cintrer les tubes fabriquée par la Société dite "Pines Engineering Go. Inc. d'Aurosa, Illinois, E.U.A. " est un exem-30 pie d'une telle machine. Dans ce cas, il est nécessaire d'effectuer sur la machine deux: essais de cintrage sur des échantillons de tubes prélevés sur le lot à utiliser, par exemple un essai à un angle nominal de 20° et. l'autre à un angle nominal de 120° et de calculer, à partir des mesures des angles réels 33 des coudes obtenus, une valeur constante et proportionnelle de l'excès de cintrage à appliquer au tube. Il doit être tenu compte de ces valeurs dans le réglage de la machine, poiir chacun des coudes du tube. Une nachine semi-automatique construite par la 40 Société dite Paxrey S.A. Gosseli.es, Belgique nécessite pour 70 06477 7 2033417 • son réglage, outré les données indiquées plus" haut, la connaissance de la longueur de tube correspondant à la longueur développée de chaque coude à former. La relation entre la longueur de l'arc d'un coude et la longueur de la partie rectiligne du 5 tube qui a formé le coude est déterminée expérimentalement, et . varie très peu d'un lot de tubes à l'autre. La connaissance de cette relation et du rayon extérieur donné par le cintrage d'essai habituel, et mesuré à l'aide d'un instrument semblable à celui de la figure 2, permet de déterminer la longueur de. 10 tube qui correspond à chaque coude» En pratique, on dresse à l'avance des tables qui donnent au conducteur de la cintreuse les longueurs de tubes qui correspondent à des angles de coudes donnés, et aux lectures faites sur l'instrument précité de mesure des rayons. 15 Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'in vention, un cintrage d'essai est effectué pour chaque nouveau lot de tubes, et pour chacun de cesUots il est seulement nécessaire de procédera des vérifications périodiques- de la précision des tubes cintrés sur la machine. Il est-évident que si, 20 en coùrs de fabrication, des imprécisions sont constatées sur les tubes cintrés, il sera nécessaire de procéder à un nouvel essai de cintrage d'après lequel seront déterminées les corrections à introduire dans le programme de la machine. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée 25 aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. 70 06477 2033417 32YEIIPI GATIONS 1 - Procédé pour la fabrication de tubes conformes à un modèle donné sur une machine à cintrer les tubes à programme numérique, ce procédé comprenant les opérations suivantes : cintrage d'es-5 sai à l'angle et au rayon nonfiLnaux. spécifiés, effectué dans la machine sur un échantillon du lot de tubes utilise; mesure du rayon du coude obtenu ; détermination d'après la longueur dudit échantillon d'un programme fondamental de la machine en fonction d'une série de parties de tubes rectilignes de longueurs 10 spécifiées jointes successivement les unes aux autres suivant des angles vifs spécifiés ; modification du programme fondamental d'après le rayon du coude mesuré sur l'échantillon cintré ; et cintrage des tubes sur la machine, suivant ledit programme-" modifié. 15 2 - Procédé solon la Revendication 1, caractérisé par le fait ~ que le programme fondamental de la machine est modifié par une réduction desdites longueurs de tubes rectilignes spécifiées, qui les ramène à la valeur nécessaire pour qu'elles correspondent avec le commencement et la fin de chacun des coudes qui - 20 remplacent les angles vif.s du programme fondamental, compte étant tenu du rayon de courbure mesuré sur le cintrage d'essai. 5 - Procédé selon la Revendication 1 ou la Revendication 2, caractérisé par le fait que le rayon réel du cintrage d'essai est mesuré à l'extérieur du coude. 25 4 - Procédé selon la Revendication 3» .caractérisé par le fait que ce rayon est mesuré au moyen d'un instrument comprenant deux touches fixes at une touche mobile placée au milieu de la distance séparant les deux touches fixes, et constamment rappelée par un ressort vers sa position pour laquelle les 50 trois touches sont alignées les. tines sur les autres, cet appareil comportant aussi un cadran sur lequel se déplace une aiguille reliée à la touche mobile par des engrenages, et indiquant la distance dont cette touche mobile a été déplacée à / partir de sa'position pour laquelle elle est alignée sur les ^5 deux autx-e s. 5 - Procédé selon la Revendication 1, caractérisé par le fait-que le programme fondamental est modifié, de plus, par incorporation de la longueur de tube roctligne correspondant à cha- BAD ORIGINE 70 06477 9 2033417 cun des coudes, ces longueurs étant calculées sur la "base du rayon mesuré sur le cintrage d'essai. 6 - Procédé selon l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé par le fait que le programme fondamental est en outre modifié pour compenser la détente du tube après cintrage, cette modification supplémentaire étant calculée d'après les mesures des angles réels obtenus après deux cintrages d'essai effectués à des angles nominaux différents.