Brevet FR2050265A1 — publié le 19710402

Les tôles laminées se présentent généralement en bobines que l'on découpe à longueur pour les commercialiser sous forme de feuilles. Cette opération se fait sur des lignes continues de ci-saillage avec coupe à la volée à l'aide de cisailles dites volan-5 tes. On connaît des cisailles volantes du type presse de coupe qui sont couramment utilisées dans les lignes de profilage; ces cisailles comportent généralement vin outil de coupe du type bloc à colonnes déplaçable entre les plateaux de la presse. Le bloc à 10 colonnes .accompagne la tôle à couper dans son mouvement d'avance et de recul à chaque opération de coupe, la commande de la translation se faisant généralement par vérin pneumatique ou hydraulique. On connaît- de même des scies déplaçables, dites tronçonneuses, 15 placées généralement à la sortie d'une ligne de formage et de soudage de tubes, dans lesquelles un chariot mobile, portant une lame circulaire avec un moteur électrique d'entraînement, accompagne le produit pendant la phase de coupe puis revient à son point de départ. Le principe de commande de l'avance est le même que 20 pour l'outil de la presse de coupe. Ce type de cisaille et de scie tronçonneuse ne donne qu'une précision de coupe médiocre, car l'outil n'est pas parfaitement synchronisé avec le produit à couper et la période d'accélération qui précède la coupe n'a pas une durée constante. 25 II en résulte que la longueur de produit à couper qui défile entre l'ordre de début du cycle et l'instant où la coupe est effectuée n'est pas constante, ce qui se traduit par des écarts de longueur des produits coupés. La présente invention a pour objet une machine à couper, 30 notamment une cisaille volante ou une scie tronçonneuse, comprenant un moteur d'entraînement du produit à couper, un outil de coupe qui est mobile dans la direction' d'avancement de ce produit, un organe moteur pour déplacer cet outil, et des moyens pour actionner ledit outil, perfectionnée de manière à obtenir une grande 35 précision dans la longueur des produits coupés. 23649 2 2050265 Cette machine est caractérisée eh ce qu'elle comporte ion dispositif de transmission uni-directionnelle dont l'un des éléments est lié sans glissement à l'outil et dont l'autre élément est lié sans glissement à un rouleau pinceur tournant au contact du produit, 5 de façon que la vitesse de l'outil ne puisse dépasser celle du produit, et un deuxième dispositif de transmission uni-direction-nelle dont l'un des éléments est lié sans glissement à tin levier portant un galet au contact d'une came se déplaçant en même temps que l'outil et dont l'autre élément est lié sans glissement à un 10 rouleau pinceur tournait au contact du produit, de sorte que la loi d'accélération de l'outil, jusqu'à ce que cet outil ait atteint sa vitesse limite égale à celle du produit, est constante. Grâce à l'invention, l'outil passe, au moment de l'ordre de début du cycle, d'une vitesse nulle à une vitesse égale à celle 15 du produit à coupar, suivant une loi immuable, et conserve ensuite cette vitesse. 11 en résulte que la longueur de coupe est égale, avec une très grande précision, à la longueur qui défile entre deux ordres de début du cycle. La machine de coupe perfectionnée selon la présente invention 20 permet de couper par exemple des tôles se déplaçant à une vitesse pouvant atteindre 100 m/min. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une cisaille volante selon l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels : 25 La Fig. 1 est une vue d'ensemble en élévation de la cisaille volante précédée d'une planeuse avec des rouleaux pinceurs d'engagement de la bande; La Fig. 2 est une vue en plan de l'ensemble du dispositif de la Fig, 1; 30 La Fig. 3 est une coupe suivant III-III de la Fig. 1; La Fig. 4 est une coupe suivant IV-IV de la Fig. 3; La Fig. 5 est une épure du dispositif d'accélération, LaFig. 6 est un schéma du cycle des vitesses de l'outil de coupe en fonction du temps. •35 A la Fig. 1, la bande métallique 1 défile en continu dans le 23649 2050265 sens de la flèche F à une vitesse imposée par des rouleaux pinceurs d'amenée 2 suivis, de préférence, par des rouleaux planeurs 3 montés dans un bâti 4. La bande est entraînée entre les lames d'un outil 5 déplaçable entre les plateaux d'une presse 6, de type connu 5 en soi, qui fournit l'effort de coupe par descente du plateau supérieur pendant que l'outil avance à la vitesse de la bande. L'ordre de coupe est donné par un appareil de mesure de la longueur de la tôle, connu en soi, par exemple un générateur d'impulsions entraîné par un rouleau mesureur 7. Cet appareil mesure continuellement 10 la longueur de tôle qui défile et donne une impulsion de début de cycle de coupe chaque fois que la longueur mesurée est égale à la longueur affichée. L'impulsion de début de cycle de coupe provoque l'action d'un vérin 8 relié à l'outil 5 par une crémaillère 9, de façon que cet 15 outil 5 soit poussé dans le sens d'avance de la bande. Les mouvements qui suivent, tels que la descente du plateau de la presse 6, sa remontée, et le retour de l'outil à sa position de départ par le vérin 8, se font selon un ordre automatique faisant appel à des moyens connus. 20 Le cycle de travail de l'outil 5 est illustré à la Fig. 6 et comporte les phases suivantes : - Accélération selon OA; - Vitesse d'avance constante selon AB. La coupe se fait entre les points A et B; 25 - Freinage et inversion de sens selon BC; - Retour de l'outil à vitesse constante selon CD; - Freinage hydraulique et immobilisation en butée au point de départ selon DE. Comme on le voit plus particulièrement aux Fig. 3 et 4, la 30 crémaillère 9 est en prise avec un pignon 10 claveté sur un arbre 11; sur ce dernier est également clavetée la bague intérieure 12 d'une roue libre 13 dont la bagué extérieure 14 est liée mécaniquement aux rouleaux pinceurs 2, comme représenté à la Fig. 2, par exemple par un accouplement à cardans 15, un réducteur 16, un 35 arbre 17, des réducteurs 18 et 19 et un arbre de transmission ar 69 23649 * 2050265, ticulé 32. Un moteur électrique 20, de préférence à courant continu, est placé sur l'arbre 17 et commande ainsi à la fois le déplacement de la bande 1 à la vitesse de défilement choisie, en fournissant la puissance nécessaire au planage de cette bande, et le 5 mouvement de rotation de la bague 14. Ce moteur peut travailler en génératrice-frein sous la poussée du vérin 8 en phase d'avance de l'outil, comme on le verra plus loin. On voit de ce qui précède que la vitesse angulaire de la bague 14 est constamment proportionnelle à celle de la bande 1. 10 Les réducteurs 16, 18 et 19 sont déterminés de façon que, compte tenu du rayon du pignon 10, les bagues 12 et 14 aient la même vitesse angulaire quand la bande 1 et l'outil 5 ont la même vitesse linéaire. Le fonctionnement de la cisaille est le suivant » 15 ~ Quand l'ordre de coupe est donné, le vérin 8 pousse dans le sens de défilement de la bande l'ensemble de la crémaillère 9 et de l'outil 5 et les soumet à une accélération se traduisant par une accélération angulaire de la bague 12, jusqu'à ce que la vitesse de cette bague soit égale à la vitesse constante w2 20 de la bague 14, ce qui provoque le verrouillage des galets 21 de la roue libre 13. A partir de cet instant, les deux bagues 12 et 14 tournent à la même vitesse et la vitesse de déplacement de l'outil 5 est maintenue mécaniquement égale à la vitesse de la bande 1. 25 La coupe s'effectue pendant la phase d'avance synchronisée. Après la coupe, le vérin 8 ramène l'outil 5 en arrière, la bague 12 tournant dans le sens opposé à ai ^tandis que la bague 14 continue à tourner dans le même, sens, la roue libre 13 marchant à vide. 30 Mais il né suffit pas, pour obtenir une longueur de coupe constante, que, après la période d'accélération, l'outil se déplace à la même vitesse que la bande. Il faut, de plus, que la longueur de la bande qui défile pendant la période d'accélération OA et qui est représentée par la surface hachurée à la Fig. 6, 35 reste constante. Ceci est réalisé,suivant l'invention, grâce à 69 23649 5 2050265 une loi d'accélération constante. Le dispositif de contrôle de la loi d'accélération est représenté à la Fig. 5 et comporte une came 22 déplaçable avec l'outil de coupe 5 et fixée, par exemple, sur la crémaillère 9; cette 5 came comporte une rampe oblique qui se raccorde à une partie de préférence rectiligne et parallèle à la crémaillère 9. L'avance de la came 22 sous la poussée du vérin 8 entraîne un galet 23 fixé sur un levier 24 solidaire d'un arbre pivotant 25? sur ce dernier est claveté la bague intérieure 26 d'une roue libre 27 10 dont la bague extérieure 28 est reliée par un accouplement 15' au réducteur 16; la bague 28 tourne ainsi en permanence à une vitesse liée à celle de la bande 1. Un vérin pneumatique 29, dont la tige de piston est articulée sur un levier 31 calé sur l'arbre 25, maintient en permanence le galet 23 au contact de la came 22. 15 En se référant à la Fig. 5, on appellera : - la vitesse de défilement de la bande 1, qui est égale à la vitesse circonférentielle du pignon 10; - V2 la vitesse circonférentielle maximale de l'axe du galet 23 autour de l'arbre 25 lorsque la roue libre 27 est 20 verouillée par ses galets 30, c'ëst-à-dire quand la vitesse angulaire w3 de la bague 26 est égale à la vitesse angulaire de la bague 28 : V2 = w x R, R étant la longueur du levier 24 - V3 la projection du vecteur V2 sur un axe horizontal cor-25 respondant à un angle a du levier 24 tel que V3 = V^. On a : Vj = V2 sin a ; - Vj ïa projection du vecteur lorsque le galet 23 roule sur la partie sensiblement rectiligne de la came 22, le levier 24 ayant dépassé l'angle de rotation a . 30 Le fonctionnement du dispositif de contrôle de la loi d'accélération selon l'invention est le suivant Quand l'ordre de coupe est.donné, l'outil est en position de repos et on a a = 0, donc sin.a = 0. Dès que la came 22 commence son déplacement âvec; une vitesse V même faible, la 35 condition V = V sin a est obligatoirement réalisée. En conséquen- a 23649 6 2050265 ce, la vitesse angulaire ui^ du levier 24 est immédiatement égale à sa valeur maximale la bague 26 étant verrouillée sur la bague 23 par les galets 30 sous la poussée du vérin 8 transmise par la came 22 au galet 23. 5 La came 22 reste en pression sur le galet jusqu'à une rotation du levier 24 d'un angle a tel que la projection horizontale de la vitesse V2 soit égale à la vitesse de bande V^, ce qui s'écrit ï V3=V2sina=V1 Au dëlà de l'angle a / c'est le pignon 10 et la roue libre 13 10 qui limitent la vitesse de l'outil à une valeur constante comme exposé précédemment. Quand la roue libre 13 se met en position de verrouillage, la roue libre 27 marche à vide, la bague 28 tournant plus vite que la bague 26. 15 Sur le graphique de la Fig. 6, on aperçoit que la sinusoïde d'accélération OA est interrompue en A par une droite horizontale AB correspondant à la phase de vitesse constante. On notera qu'il n'y a pas de choc sur les roues libres au point; A car on passe d'une roue libre à.l'autre sans changement 20 brutal de la vitesse de l'outil. En conclusion : Une première roue libre limite la vitesse d'avance de l'outil 5 en lui donnant une accélération progressive sur un déplacement b constant, sous la poussée du vérin 3. 25 Une deuxième roue libre limite la vitesse d'avance de l'outil sous la poussée du vérin 3, à une valeur constante égale à la vitesse de la bande 1, et libère la première roue libre. Le retour de l'outil se fait par le vérin 8, les deux roues libres marchant à vide. 30 L'outil revient en butée en position de départ, prêt pour une nouvelle coupe. Grâce au dispositif conforme à l'invention, la longueur de bande qui défile par rapport à l'outil entre l'ordre de début du cycle de coupe et la coupe effective est toujours constante. 35 On peut ajouter que la précision de la cisaille dépend 69 23649 V 2050265 encore du temps de réponse du' vérin, c'est-à-dire du temps qui s'écoule entre l'impulsion de début de cycle de coupe fournie par le compteur et le début du déplacement de la tige du vérin. Ce temps doit Être constant et aussi court que possible. 5 Pour réduire ce temps, on placera, de préférence, un accumu lateur, non représenté, sur le circuit hydraulique de commande du vérin. En variante, dans le cadre de l'invention, la loi d'accélération peut être autre que sinusoïdale, si la portion MN de la 10 came n'est pas rectiligne. Dans une autre variante, la poussée motrice d'avance et de retour de l'outil peut être fournie par un organe autre que le vérin 8, tel que, par exemple, un moteur-couple électrique ou un moteur hydraulique, commandant la crémaillère 9. 15 D'autres moyens peuvent encore être imaginés pour appliquer l'effort moteur dans le cadre de l'invention. On peut, de même, dans le cadre de l'invention, disposer les organes différemment; par exemple, les roues libres peuvent être montées sur le réducteur 16 ou dans le moyeu du pignon 10; la 20 came 22 peut être fixée sur le chariot de coupe au lieu de l'être sur la crémaillère. Les roues libres peuvent également être remplacées par tout autre mécanisme de transmission unidirectionnelle, c'est-à-dire un mécanisme admettant un mouvement angulaire relatif de deux 25 arbres dans un sens et non dans le sens opposé. 69 23649 2050265 REVENDICATIONS 1. - Machine à couper, notamment cisaille volante ou scie tronçonneuse, comprenant un moteur d'entraînement du produit à couper, un outil de coupe, qui est mobile dans la direction d'avancement de ce produit, un organe moteur pour déplacer cet outil, et 5 des moyens pour actionner ledit outil, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de transmission unidirectionnelle dont l'un des éléments est lié sans glissement à l'outil et dont l'autre é-lément est lié sans glissement à un rouleau pinceur tournant au contact du produit, de façon que la vitèsse de l'outil ne puisse IO dépasser celle du produit, et un deuxième dispositif de transmission uni-directionnelle dont l'un des éléments est lié sans glissement à un levier portant un galet au contact d'une came se déplaçant en même temps que l'outil et dont l'autre élément est lié sa sans glissement à un rouleau pinceur tournant au contact du pro-15 duit, de sorte que la loi d'accélération de l'outil, jusqu'à ce que cet outil ait atteint sa vitesse limite égale à celle du produit, est constante. 2. - Machine à couper selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dispositifs de transmission unidirectionnelle sont 2o constitués par des roues libres. 3. - Machine à couper selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le moteur propre à déplacer l'outil est constitué par tin moteur hydraulique, par exemple un vérin, ou un moteur-couple électrique.