Brevet FR2096921A1 — publié le 19720303

L'invention se rapporte à des perfectionnements aux machines à façonner les tubes. Les machines à façonner les tubes sont bien connues des'art antérieur, il suffit de se rapporter aux brevets E.U.A. NO 2.339.686 du 18 Janvier 1944 et N~ 2.265.723 du 9 Décembre 1941 à C. L. Dewey, par exemple. Cependant, les machines de l'art antérieur sont tributaires d'un certain nombre d'inconvénients en ce que leur longueur est tout à fait excessive, celle-ci devant correspondre à la longueur et au mouvement des tubes ainsi qu'à la longueur originale des tubes et en ce que ces machines ne sont pas adaptées pour un fonctionnement automatique. Bien que les machines à façonner les tubes utilisant un tube tournant dans une position stationnaire et un chariot mobile portant la roue de formage soient connues, ces machines laissent beaucoup à désirer en ce qui concerne leur simplicité et leur robustesse et elles ne sont pas adaptables aux opérations automatiques.En outre, les dispositifs de reproduction de l'art antérieur sont indexent complexes et n'ont pas une puissance suffisante pour fonctionner à des vitesses de production élevées avec certains matériaux constituant les tubes. L'invention fournit une machine à façonner les tubes dans laquelle une broche est montée à une extrémité du banc de la machine. La broche possède un contre pour entratner la rotation des tubes au cours d'un cycle de façonnage- pendant que le chariot traverse la longueur du banc en portant la roue de formage, des supports de paliers de guidage et un dispositif d'extraction. Le chariot entrasse également un dispositif hydraulique de reproduction qui peut reproduire la forme donnée par un gabarit fixé le long du côté de la machine, de sorte qu'une faiblelpression du palpeur sur -le modèle commande directement l'huile à pression et débit élevés pour commander la position de la roue de formage.Un dispositif d'extraction porte-pièce, porté par le chariot, est actionné automatiquement à la fin d'un cycle de façonnage en méme temps que le mandrin de la broche est libéré de fanon que lorsque le chariot continue à se déplacer, le dispositif de serrage extrait le tube de la broche pour qu'il puisse être retiré par l'opérateur. La roue de formage est montée dans un montage cant lever de façon à permettre un retrait aisé. La machine entière est automatique dans ses commandes électriques, pneumatiques et hydrauliques. Sur le dessin qui illustre un mode de réalisation de l'invention la figure 1 est une vue en élévation de la machine de l'invention et comporte pour la clarté du dessin des parties arrachées, la figure 2 est une vue en plan et de dessus de la machine représentée à la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 3-3 de la figure 1, la figure 4 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 4-4- de la figure 1, la figure 5 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 5-5 de la figure 1, la figure 6 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 6-6 de la figure 1, la figure 7 est une vue en coupe d'un détail, pr#ise le long de la ligne 7-7 de la figure 2, la figure 8-est une vue en coupe détaillée du mandrin expansible, et la figure 9 une représentation schématique des circuits électriques des commandes de la machine. La machine selon l'invention est supportée par un btti convenable 10 qui possède un banc rigide 12 au niveau de travail désiré. Le carter 14 enveloppe le b ti et protège certains des éléments de commande et de travail. Le -banc 12 supporte les moyens de guidage du chariot et de supports 16 se présentant sous la forme de chemins cylindriques 18 et 20 fixés respectivement-aux rails 22 et 24, figure 4, lesquels sont solidaires à leur tour du banc l2. A une extrémité du banc se trouve l'assemblage 26, figure 1 de la broche d'entratnement qui comporte la broche 28 supporté par le bati 30 solidaire du banc 12. Un moteur 32 d'entratnement de la broche monté sur un support 34 est pourvu d'un frein 36 d'un type disponible dans le commerce. Le moteur 32 entratne les poulies 38 et 39 afin d'entraSner l'arbre de la broche 28. L'entraSnement peut ttre commandé à diverses vitesses dépendant de la dimension de la poulie inférieure 39 à laquelle la courroie est fixée.La broche entratne le nez du porte-pièce amovible 40 renfermant le mandrin interne 41 possèdant-des mors-expansibles 42 qui sont déplaçables vers ltextérieur par le déplacement vers la gauche d'une -barre de traction 44 possédant une extrémité conique externe complémentaire, telle que représentée aux figures 1 et 8. Ce dispositif permet l'expansion des mors du mandrin 42 vers ltextériear de sorte que leurs bords striés agrippent la surface interne de la pièce tubulaire de travail WP et la pressent vers l'extérieur par sa surface externe contre la surface interne lisse du nez du porte-pièce 40 qui la recouvre de façon que la pièce de travail soit tenue rigidement sans titre marquée par le serrage du mandrin sur sa surface extérieure.La barre de traction 46 est déplacée vers la gauche par un vérin convenable à air comprimé 48. Se déplaçant sur les moyens de support et de guidage 16 du chariot, se trouve un chariot 50. Le chariot est supporté par les chemins 18 et 20 au moyen de paliers à billes 52 et 54 et est entratné par une vis d'entratnement 56 tournant sans déplacement longitudinal et se trouvant en prise avec une partie filetée interne correspondante 57 dans le chariot. Chaque extrémité de la vis d'entratnement 56 est montée pour tourner dans des crapaudines ou blocs de poussée 58 et 60 empochant tout mouvement longitudinal, la vis d'entratnement étant entrarnee par un train d'engrenage 62 commandé par le moteur 64 situé sous le banc 12. Le train d'entrainement comporte une botte de pignons 66, les pignons 68 et 70 et un pignon amovible sélectionné 72 représenté figure 6. Le pignon sélectionné 72 est monté sur un arbre mobile 74 pivotant autour de l'arbre 76 de la vis d'entratnement 56 et est actionné vers ou hors du dispositif d'engagement de l'entraSnement au moyen du vérin de commande 78. Le pignon 70 est disposé normalement dans le logement 80. La pièce de travail WP est supportée par des lunettes convenables mobiles portées par le chariot 50. Le support principal est une lunette 82 ayant la forme d'un manchon amovible disposé dans le trou de plus grand diamètre du chariot. Une autre lunette 84 se présente aussi sous la forme d'un manchon amovible et est également transportée par le chariot. Des lunettes additionnelles peuvent être prévues au moyen de dispositifs de fixation montés sur le chariot à l'extrémité opposée de la broche. Un support en V 86 pivote en 88 à l'avant du chariot au voisinage de la broche et supporte également la pièce de travail mais se déplace hors de sa position lorsque le chariot se déplace avec la broche et entre en contact avec la butée d'arrêt 89. Pour façonner les tubes, le chariot entraine une roue de formage 90 tournant librement et possédant un rayon de formage 92 sur sa périphérie, comme représenté aux figures 2, 4 et 7. La roue de formage tourne autour d'un arbre 94 et Si y trouve montée au moyen de paliers convenables 96. L'arbre possède un rebord externe 98 et un prolongement de montage 100 de façon à etre maintenu rigidement dans un montage cantilever de manière à faciliter son retrait. Une vis 102 est vissée axialement à l'intérieur de l'arbre dans le prolongement 100 et passe à travers une rondelle 104 pour maintenir l'arbre contre son bloc support de montage 106. La partie supérieure du bloc support comporte une fente en 108 comme on le voit figure 5 et les vis 110 sont vissées en s'enfonçant vers le bas à partir du sommet du bloc du support pour appliquer une force supplémentaire maintenant le prolongement 100 de l'arbre 94. Lorsque l'on désire retirer la roue de formage pour la remplacer par une roue de formage d'une autre dimension, possédant un rayon 92 différent, tout ce qu#i est requis est de desserrer les vis 102 et 110 et de glisser l'arbre 94 vers la gauche, comme représenté à la figure 7. Une autre roue de formage peut alors être assemblée sur l'arbre. La roue de formage 90 ec le bloc support 106 peuvent être déplacés transversalement par rapport à l'axe longitudinal des chemins 18 et 20 du chariot, le bloc étant monté pour glisser dans un mouvement perpendiculaire au déplacement du chariot, un tel mouvement de glissement étant prévu sur le chariot et réalisé sur la partie supérieure du chariot. Une glissière 112 fait partie du support de la roue de formage et le chariot possède un guide et des chemins supports correspondants 114 à cet effet. Pour permettre à la roue de formage 90 de se mouvoir vers et hors de l'axe de rotation de la pièce à façonner WP et de ce fait réaliser un profil désiré sur la pièce de travail, on a prévu une unité de reproduction hydraulique 116 d'un type disponible dans le commerce. L'unité de reproduction possède un vérin de commande 118 qui déplace la roue de formage par rapport au chariot et l'amène vers et hors du centre de la pièce de travail comme on le désire. Le vérin de commande 118 est positionné et commandé par le fluide hydraulique passant par la valve du palpeur 120 montée à l'extrémité de l'arbre 122, lequel à son tour est positionné et réglé au moyen de l'écrou de serrage et de desserrage 124, figure 2. Le modèle à reproduire dans les tubes à façonner est d'abord formé dans un modèle ou gabarit 126 et ce modèle est rigidement monté sur le c8té du bati pour etre contacté par un galet suiveur 128 du modèle courbe à l'extrémité du palpeur 129 contrtlant la valve 120 du dispositif de reproduction. Le galet suiveur 128 du modèle possède le mhe rayon de courbure que le rayon de formage 92 de la roue de formage 90. Le modèle 126 est fixé à un rail 130 qui à son tour est fixé rigidement à une traverse à rainures 132 fixée au btti au moyen de vis 134. En ajustant la position de la traverse 132, l'axe longitudinal du modèle 126 peut etre ajusté jusqu'à ce qu'il soit rigoureusement parallèle à l'axe longitudinal de la pièce de travail WP. Pour retirer la piNce de travail WP après que le façonnage a été achevé, le chariot porte un dispositif porte-pièce rétractable 136 repré senté figure 4. Ce dispositif de serrage comporte des mors de serrage 138 mobiles vers et hors de chacun des blocs de guidage 140 et 142 qui à leur tour sont portés par la partie supérieure 144 du chariot qui supporte la lunette mobile 82 des tubes. Une paire de biellettes pivotantes 146 et 148 sont actionnées au moyen du vérin de commande 15D pour déplacer les mors de serrage 138 l'un vers autre, pour serrer la pièce de travail ou pour les écarter l'un de l'autre pour relâcher ladite pièce.En cours de fonctionnement, au cours du façonnage d'un tube, la roue de formage est en contact avec le tube tournant effectivement et entratnant la rotation de la roue puis à la fin du façonnage la roue de formage se rétracte, le dispositif de serrage des tubes fonctionne pour serrer l'extrémité du tube, le mandrin le libère et le chariot continue à se mouvoir vers la droite, comme représenté aux figures 1 et 2 pour tirer le tube hors du mandrin. Ainsi, après un court délai, le dispositif porte-pièce rétractable libère complètement le tube en vue de son retrait manuel de la machine. Comme représenté à la figure 3, la machine comporte également un autre moteur 152 et une commande d'entraenement 154 pour l'entratnement rapide de la vis d'entratnement 56. Un panneau de commande automatique 156, supporté par la console 158 sur le coté de la machine, est prévu comme console de commande pour l'opérateur. Le circuit automatique représenté à la figure 9 est au moins partiellement compris à l'intérieur du coffret à relais 160. L'air comprimé pour le fonctionnement des quelques dispositifs opérateurs de commande et de manoeuvre est emmagasiné dans le réservoir 162 au-dessous du banc 12. Une enveloppe de protection convenable 163 est prévue autour de la roue de formage pour emptcher les projections du lubrifiant de formage fourni à la roue par le tube 175, comme lorsque cela est nécessaire. Une partie des commandes automatiques de la machine comporte une tige de commande longitudinale 164 représentée figure 2 qui est montée pour accomplir un déplacement longitudinal dans les manchons 166 e~ i68 mais est sollicitée vers une #position normale par les ressorts 170 et 172 entourant le manchon 168 et butant contre les bagues 178 et 180 fixées à la tige de commande 164. Les interrupteurs limiteurs de course 182 et 184 sont actionnés respectivement par les bagues 178 et 180 au cours d'un cycle et les limiteurs de course additionnels 186 et 188 sont actionnés par le chariot 50 à la fin de chaque cycle. Ces dispositifs peuvent être montés et ajustés sur le rail 130 en fonction de la longueur de la pièce de travail WP.Le chariot 50 entre en contact également avec les bagues 174 et 176 qui sont positionnées et ajustées sur la tige 164 et lors de leur entrée en contact avec le chariot, les bagues entrainent la tige entière permettant aux bagues 178 et 180 d'actionner les dispositifs fin de course 182 et 184 déterminant de ce fait les limites du mouvement du chariot. L'opération de la machine sera maintenant décrite en se référant au circuit représenté à la figure 9. L'opérateur appuie d'abord sur l'interrupteur de départ A pour exciter R-1 et M5 enrrarnant le déclenchement de la source d'énergie. Puis l'interrupteur B du cycle de départ est fermé et entrasse l'excitation du relais JB pour fermer les contacts JB1, 5B2 et exciter le relais 2M2. (On supposera que le chariot se trouvant dans une position telle que LS2 (182) n'est pas encore ouvert).L'étape suivant~ est de commuter la commande de 1' alimentation en courant continu en appuyant sur l'interrup- teur D1 de départ de mise en fonction de l'alimentation en courant continu qui entratne l'excitation du relais M4 fermant les contacts M4-1, maintenant ce relais et entratnant l'alimentation du courant continu du moteur d'entratnement 64 par les contacts M4 non représentés. Une lampe indicatrice D.C.I. indique que l'alimentation du courant continu est en fonction. Puis, la pompe hydraulique est commandée en poussant son bouton de départ D2 excitant le relais M3 qui ferme les contacts M31 maintenant le relais M3 qui allume la lampe L3 de ce circuit, le démarrage de la pompe hydraulique s'effectuant par d'autres contacts de M3 non représentés. Les interrupteurs des diverses butées de fin de course indiqués sur le schéma du circuit sont des interrupteurs permettant un arrêt immédiat et sont actionnés par des boutons de commande disposés sur le ceté de la machine.Les autres interrupteurs comprennent les interrupteurs pour la commande du frein de la broche qui est normalement en position de commande, pour la broche qui est normalement en position automatique, pour le mandrin qui est normalement en position automatique, pour le dispositif palpeur qui est normalement dans la position de fonctionnement MA, pour l'extracteur de tube-qui est normalement en position ouverte. S'il se produit un défaut de fonctionnement quelconque, le. premier interrupteur à commander est celui commandant le retrait du dispositif palpeur en faisant basculer l'interrupteur de la position marche à la position retrait. L'alimentation principale, la puissance en courant alternatif, l'alimentation en courant continu et la puissance d'entratnement de la pompe hydropneumatique étant mises en fonction, le chariot est positionné d'une façon appropriée, s'il ne l'est pas déjS, dans la position de prise du tube WP à façonner.Ceci peut erre accompli, si le chariot a besoin d'entre ramené en arrière, en poussant le bouton d'excitation 2M2 provoquant l'entratnement du moteur 64 pour entratner la rotation de la vis d'entratnement et-pour entratner le chariot en position inverse. Liopérateur introduit alors la pince de travail ou le tube WP en le plaçant entre les supports 82 et 84# sur le chariot 50, l'opérateur pousse alors le poussoir P1 commandant le relais 1M2 provoquant l'entratnement du moteur 64 en vue d'entratner le chariot vers la broche, l'opérateur guidant à la main l'extrémité du tube à façonner pour l'engager dans le nez de la pièce 40 de la broche autour- des mors du mandrin 42.Le bouton B du cycle de démarrage est alors enfoncé pour commander le relais d'opération JB qui actionne à son tour un contact par- le relais 2M2 provoquant l'entratne- ment du chariot en vue de son déplacement en avant vers la broche.- A ce moment, le mandrin est commandé par la valve du solénorde du mandrin automatique et le tube tourne rapidement. Lorsque le chariot est à l'extrémité de la broche, il bute contre la bague 176 déplace la tige 164 vers la gauche, comme représenté à la figure 2, et actionne LS2 (l'interrupteur 182) pour arrater le mouvement en avant.Au moment où LS2 est ouvert pour arreter le mouvement, un autre contact de LS2 est fermé pour exciter le relais TDR2 excitant le relais R6 et le dispositif palpeur se déplace en avant pour amener la roue de formage à rentrer en contact avec la périphérie du tube à travailler. A ce moment, le formage est prêt à commencer. Après un court intervalle de temps, TDR2-2 opère pour libérer le frein du chariot et le chariot démarre en s'écartant de la broche en méme temps que le dispositif de reproduction hydraulique déplace la roue de formage en avant et en arrière, selon le dessin du modèle 126. Ceci entrasse le façonnage de la pièce de travail comme on le désire. Peu après la fin de l'opération, le chariot 50 heurte la butée fin de course LS4 (186) qui est montée et réglée sur le rail en fonction de la longueur de la pièce de travail et du modèle. Lors de son contact avec le premier interrupteur de fin de course LS4 se ferme, excite R3 et accroît la vitesse du mouvement du chariot.Le chariot se meut alors plus rapidement sur une courte distance jusqu'à ce qu'il heurte la butée fin de course LS3 (188) qui est actionnée et commande la valve du solénoïde d'extraction de tube 150 entratnant la commande du porte-pièce, lequel serre le tube tandis que le chariot se déplace plus loin. Les contacts TDR3-1 ouvrent pendant une courte période de temps arrêtant la course du chariot et libérant le dispositif portepièce. Le mandrin est libéré en meme temps que le dispositif d'extraction du tube est actionné de façon que le mouvement ultérieur du chariot puisse entraîner la traction de la pièce de travail hors du mandrin. A cette époque, l'opérateur peut retirer le tube sculpté ou façonné en raison de la libération du dispositif d'extraction du tube. Lorsqu'on dsiasser d'un modèle à un autre en utilisant un tube de même grandeur#t#ut ce qu'il est nécessaire de faire est de retirer rapidem##1e dispositif porte-pièce maintenant le modèle 126 et de remplacer #-modèle par un autre positionné au mEme endroit. Si le modèle et les tubes sont plus longs, les limiteurs de course 186 et 188 doivent autre réglés à la position appropriée. Pour passer à un autre ensemble de conditions incluant des tubes de dimensions différentes, des roues de formage de grandeurs différentes et des vitesses différentes, la vitesse de la broche entraSnée par le moteur à courant alternatif doit etre changée en changeant la poulie, le plateau du nez 40 du mandrin doit être échangé par un autre mandrin de dimension différente, la roue de formage doit etre retirée et échangée par une autre et les butées 82 et 84 sur le chariot doivent etre échangées pour s'adapter aux différentes grandeurs de tubes. Comme on peut le voir, la machine selon l'invention procure une machine permettant le façonnage de tubes qui est opérable aisément, rapidement et automatiquement et qui Peut etre utilisAe avec succès avec un grand nombre de paramètres différents. REVENDICATIONS 1-) Machine de façonnage d'un métal comportant un bati de machine allongé possédant des moyens de guidage et de support d'un chariot s'étendant longitudinalement, une broche dgentrahement supportée par l'une des extrémités du bâti, un mandrin commandé par une source de puissance et porté par la broche pour le maintien des tubes métalliques à façonner et assurer leur rotation au moyen de la broche, un chariot mobile entraîné sur des moyens de guidage et de support du banc de la machine et des lunettes pour le maintien du tube portées par le chariot et alignées axialement avec le mandrin, ladite machine étant caractérisée en ce quelle comprend :: a) une roue de formage possédant une périphérie de travail courbe et supportée par un arbre tournant dans une glissière, b) des moyens de guidage sur le chariot pour supporter la glissière de la roue de formage pour effectuer un mouvement transversal au mouvement du chariot sur le bati de la machine, c) une unité de reproduction hydraulique transportée par le chariot et opérable pour déplacer la glissière de la roue de formage en accord avec le dessin d'un gabarit transporté par le bâti de la machine, le gabarit étant contacté par un galet suiveur courbe de l'unité de reproduction hydraulique, d) un dispositif porte-pièce actionné sélectivement transporté par le chariot pour le serrage d'un tube métallique à la fin d'un cycle de façonnage, et e) des commandes automatiques pour commander un cycle de façonnage et comportant les commandes de l'entratnement de la broche, du mandrin commandé par une source de puissance, de l'unité de reproduction hydraulique, du dispositif d'entraSnement du chariot et du dispositif porte-pièce. 2') Machine de façonnage de métaux comme revendiquée à la revendication 1 où le mandrin commandé par la source de puissance est un mandrin à coins de serrage expansible s'écartant vers l'extérieur lors du mouvement axial de la barre de traction du dispositif pour maintenir une extrémité du tube de travail à l'intérieur de l'extrémité du nez de la broche. 30) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée à la revendication 2 où la broche entratnée comporte des moyens pour changer la vitesse d'entratnement de la broche. 40) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée à la revendication 1 où les moyens de support et de guidage du chariot comprennent des tiges longitudinales parallèles et où le chariot possède des paliers de guidage coopérant avec lesdites tiges, une vis d'entratnement, entratnée au moyen d'un dispositif à vitesse variable, s'étendant longitudinalement le long du bâti entre les tiges fournissant l'entratnement du chariot à partir d'un moteur électrique. 5 ) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 1 où les lunettes supportant les tubes comprennent des manchons de guidage interchangeables portés dans des manchons de montage disposés à la partie supérieure du chariot. 60) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 5 où les lunettes supportant les tubes comprennent en outre une lunette additionnelle du tube portée par le chariot sur le c8té opposé à la broche. 70) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 6 où les lunettes des tubes comportent en outre un support de tube pivotant sur le c#té du chariot adjacent à la broche. 80) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 1 où le rayon de la surface de travail courbe de la roue de formage est égal au rayon du galet suiveur du modèle. 9~) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 8 où l'arbre de la roue de formage est monté dans un montage cantilever dans la glissière de la roue de formage et où la roue de formage est montée pour tourner librement sur ledit arbre. 100) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 1 où le modèle est fixé à un rail en vue d'un retrait et d'un remplacement aisés et où le rail est monté d'une façon réglable sur le bâti de la machine pour permettre son ajustement. 110) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 1 où le dispositif de serrage est un dispositif de serrage à biellettes actionnées au moyen d'air comprimé commandé par des commandes automatiques. 120) Machine de façonnage de métaux telle que revendiquée en 1 où les commandes automatiques comportent des contacts fin de course pouvant etre positionnés d'une façon variable sur le bati et actionnés par le déplacement du chariot.