Brevet FR2115354A1 — publié le 19720707

l'invention concerne un appareil servant à cintrer le serpentin des poutres en treillis et comportant deux groupes d*outil de cintrage engagés les uns dans les autres, disposés sur des supports tournants, qui déforment entre eux en zigzag 5 une matière première rectiligne en forme de "barre ou de "bande. Dans un appareil connu de ce genre, les outils de cintrage sont sous la forme de mâchoires triangulaires qui sont montés par une surface de "base sur des maillons de chaînes en rotation, entre les axes de liaison des maillons. Dans la région 10 de déformation, les chaînes qui sont par ailleurs entraînées ou guidées chacune par deux roues à chaîne courent parallèlement entre elles à une telle distance que les mâchoires triangulaires s'engagent toujours l'une dans l'autre de façon ajustée et déforment entre elles en zigzag une matière première en forme de 15 "barre. Les mâchoires sont des éléments relativement compliqués et coûteux qui, en outre, sont soumis à une forte usure étant donné le mouvement relatif inévitable entre la matière du serpentin et les mâchoires. En outre, l'inconvénient d'utiliser des mâchoires pour cintrer le serpentin est que pour chaque angle de 20 "barres et pour chaque hauteur de serpentin, il faut des mâchoires spéciales de sorte que pour modifier la forme du serpentin il faut des travaux de conversion coûteux. Un autre appareil connu pour le pliage du serpentin des poutres en treillis présente également des mâchoires 25 triangulaires, montées sur des chaînes sans fin guidées chacune sur deux roues à chaîne mais profilées à leurs surfaces frontales de telle sorte qu'en plus de la forme en zigzag, elles communiquent en outre à une matière première en forme de "bande un autre profilage dans le plan du serpehtin. Cet appareil connu a 50 essentiellement les mêmes inconvénients que ci-dessus. Toutefois, il tente d'éviter l'inconvénient d'effectuer des travaux de transformation coûteux pour différentes formes de serpentin, grâce au fait que chaque mâchoire de cintrage comporte côte à côte deux grandeurs différentes de contour. Mais ainsi, on ne peut ehgen-35 drer que deux formes différentes de serpentin. En outre, la fabrication simultanée de deux serpentins signifie une dépense notablement plus grande de construction de l'appareil. De plus, ce dernier appareil connu comporte la possibilité de limiter 71 41913 2 2115354 dans l'espace le serpentin grâce à une structure appropriée des mâchoires de cintrage. En outre, à la suite de la région de déformation peut être prévue'une presse à estamper qui déforme en outre après coup les points d'inflexion du serpehtin. 5 L'invention a pour but de fournir un appareil de l'espèce décrite plus haut qui soit de construction plus simple, moins sujet à l'usure et s'adapte plus facilement à des serpentins de forme différente. Selon l'invention, ce problème est résolu en premier lieu par le fait que les outils de cintrage sont 10 sous la forme de galets montés de manière à pouvoir tourner sur les supports et qui, lors du processus de déformation, s'engagent dans les angles intérieurs du serpentin. Dans l'appareil selon l'invention, les outils de cintrage sont de simples galets qui sont moins coûteux à fabri-15 quer que des mâchoires de cintrage compliquées. Par suite du montage tournant des galets qui peuvent d'ailleurs être trempés à leur circonférence, l'usure est ramenée à un minimum. Etant donné que les galets ne s'appliquent qu'aux angles intérieurs du serpentin, on peut engendrer avec les mêmes galets différentes 20 formes de serpentin sans qu'une transformation coûteuse de l'appareil soit nécessaire. Il est particulièrement avantageux, que, pour permettre de modifier la hauteur du serpentin, la distance des supports soit réglable dans le plan du serpentin, transversalement 25 à sa direction de passage, ou bien que la position des galets sur les supports soit réglable. Dans ce cas, pour .modifier la hauteur du serpentin, aucun changement de pièces n'est nécessaire. Au contraire, il faut simplement déplacer les galets en même temps que leurs supports ou relativement à ceux-ci, trans-30 versalement à la direction de passage du serpentin. A cet effet, il suffit par exemple d'actionner de simples mécanismes à vis qui déplacent les éléments de guidage et d'entraînement des supports les uns relativement aux autrés ou bien les galets relativement aux supports. 35 Dans un premier mode d'exécution de l'invention, les supports sont des disques décalés axialement qui tournent autour d'axes parallèles entre eux, qui se chevauchent sur une partie de leur circonférence et qui, dans la région de chevau 7i 41913 3 2115354 chement, portent latéralement les galets en porte-à-faux sur les faces des disques qui sont tournées l'une vers l'autre. Get appareil est de construction particulièrement simple. Dans le mode d'exécution préférentiel de l'inven-5 tion, où les supports sont sous la forme d'une paire de chaînes guidées sur des voies de rotation sans fin et formées de maillons et d'axes de liaison, les voies de rotation sont disposées dans des plans décalés latéralement et se recoupent dans la région de déformation et les galets sont disposés latéralement en 10 porte-à-faux sur les chaînes, sur des côtés tournés l'un vers l'autre. Dans ce cas, la déformation du serpentin n'est pas engendrée comme dans les appareils connus par des mâchoires de cintrage dépassant des chaînes vers l'extérieur mais par le fait que les voies de rotation des chaînes se recoupent dans la ré-15 gion de déformation de sorte que les galets faisant saillie latéralement par rapport aux chaînes passent les uns entre les autres et cintrent ainsi la matière première sous forme de serpentin. Cette disposition est plus simple et moins encombrante que l'utilisation de mâchoires de cintrage. En outre, on peut obte-20 nir une modification de la hauteur du serpentin en déplaçant simplement les éléments d'entraînement et de guidage des chaînes transversalement à la direction de passage du serpentin. On obtient une forme de construction particulièrement simple si les galets sont montés sur des portions de pro-25 longement des axes de liaison des chaînes. Ainsi, les axes de liaison ont une double fonction qui est d'accoupler les maillons entre eux et en outre, de porter latéralement les galets. Avantageusement, chaque axe de liaison peut présenter deux portions d'appui espacées l'une de l'autre dans la 30 région desquelles il est appuyé et guidé sur des portions de guidage, directement ou par l'intermédiaire de paliers à roulement, les caillons étant appuyés entre ces portions. Grâce au soutien des portions d'appui des axes de liaison, les forces transversales et couples de basculement transmis aux axes par 35 les forces de flexion, par l'intermédiaire des galets, sont absorbés au voisinage immédiat des galets de sorte que l'on peut bien maîtriser ces forces et ces couples. 71 41913 4 2115354 Dans l'appareil connu décrit en deuxième lieu, la réalisation d'angles intérieurs inférieurs à 90° dans le serpentin est rendue possible pat le fait que les mâchoires de cintrage sont guidées de manière à pouvoir coulisser transversalement 5 à la chaîne et sont commandées par des surfaces directrices. Dans l'appareil selon l'invention, la formation d'angles intérieurs aigus dans le serpentin est rendue pçssible de façon notablement plus simple par le fait que "chaque chaîne est entraînée par une seule roue à chaîne disposée dans la région de l'entrée 10 de la matière première et est guidée sur le reste de la voie de rotation par les éléments de guidage et que les éléments de guidage sont disposés et constitués de telle sorte, dans la région de la sortie du serpentin, que les galets se retirent même d'un serpentin présentant des angles intérieurs inférieurs à 90° sans 15 déformer celui-ci. Ainsi, dans l'appareil selon l'invention, les galets sont simplement guidés, avec la chaîne, le long d'éléments de guidage, de telle sorte que les galets se retirent du serpentin sans déformer celui-ci. Ainsi, un coulissement relatif n'est pas nécessaire entre les galets et les chaînes. 20 la matière première est freinée avant l'entrée dans l'appareil de cintrage, par exemple par le fait qu'on la fait passer à travers deux groupes de galets décalés relativement et s'engageant légèrement les uns entre les autres. Ce freinage de la matière première suffit habituellement à appliquer, lors 25 de la déformation du serpentin dans la direction longitudinale de la matière, des forces de traction suffisamment grandes pour tirer les barres en ligne droite entre les points d'inflexion. Selon un mode d'exécution avantageux de l'invention, pour assurer ici une sécurité absoluè pour la constitution de barres rec-30 tilignes, les éléments de guidage peuvent présenter dans la région de déformation une structure et une disposition telles que la distance des voies de rotation augmente de façon continue ou discontinue de l'entrée de la matière première à la sortie du serpentin. Grâce à cet accroissement de la distance entre les 35 voies de rotation, les barres sont tirées en ligne droite et peuvent même être encore allongées dans une mesure désirée, par exemple environ 3 à 8 Un tel allongement entraîne en outre une consolidation désirable de la matière. 11 41913 5 2115354 On peut aussi redresser les barres en plaçant à la suite de la région de déformation une presse à former qui, par plusieurs matrices et poinçons, agit sur les points d'inflexion du serpentin de manière à allonger les barres de préférence de 5 3 à 8 io environ. Ce mode d'allongement est particulièrement avantageux parce qu'en fait, seule la région des barres est allongée tandis que les points d'inflexion qui sont enserrés entre les poinçons et les matrices restent sans allongement. Cela est désirable parce qu'ensuite, aux points d'inflexion, on soude les 10 membrures de la poutre en treillis et le soudage deviendrait seulement plus difficile pour une matière étirée à froid. Si on le désire, les paires correspondantes de matrices et de poinçons de la presse peuvent aussi être mobile relativement, transversalement à la direction de mouvement du ser-15 pentin, de façon telle que le serpentin soit gauchi ou soit coudé latéralement dans la région de l'un de ses points d'inflexion. De cette manière, on peut réaliser par des moyens simples des serpentins tridimensionnels. Des exemples d'exécution de l'invention sont repré-20 sentés schématiquement par les dessins sur lesquels : - la figure 1 est une élévation latérale, - la figure 2 une élévation frontale de la région de déformation d'un premier mode d'exécution de l'appareil de cintrage selon l'invention, 25 - la figure 3 est une élévation latérale d'un deu xième mode d'exécution de l'appareil selon l'invention, - la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une représentation encore plus 30 schématisée du processus de cintrage dans le cas où le serpentin a une hauteur accrue, - la figure 6 montre un serpentin non étiré fabri- ' qué avec l'appareil selon l'invention, - la figure 7 montre de façon très schématisée une 35 presse à former placée à la suite de l'appareil de cintrage, - la figure 8 montre de façon très schématisée l'allure des voies de rotation dans la région de déformation lorsqu'on allonge le serpentin dans l'appareil, 71 41913 6 2115354 - la figure 9 montre un treillis dont les barres sont gauchies, et, - la figure 10, un treillis tridimensionnel dans lequel les régions inférieures d'inflexion des "barres sont coudées. L'appareil représenté par les figures 1 et 2, servant à former un serpentin 1 par cintrage d'une matière première en forme de barre 1', présente comme 'partie essentielle deux disques 2 et 3 qui sont décalés relativement de la façon indiquée par la figure 2 et tournent autour d'axes parallèles entre eux. Au moins un des disques 2, 3 est conçu pour être mis en rotation par un moteur non représenté. Le disque 2 présente un diamètre notablement plus grand que le disque 3- Sur une partie de la circonférence de chacun, les disques 2, 3 se chevauchent de la façon indiquée par le dessin. Sur leurs faces 2' et 3' tournées l'une vers l'autre, les disques portent latéralement des galets 4a, 4b montés en porte-à-faux de manière à pouvoir tourner de telle sorte qu'ils sont tous situés dans un même plan vertical. Les galets 4a, 4b sont montés chacun sur un cercle de sorte que lorsque les disques 2, 3 tournent, ils décrivent les trajectoires 5a, 5b indiquées en tireté. Ces trajectoires se recoupent dans la région de chevauchement des disques 2, 3» Quand on introduit la matière première 1' dans le sens de la flèche p^ de la figure 1, entre les galets 4a, 4b des disques tournants 2, 3» les galets déforment la matière en formant le serpentin 1. Lors du processus de déformation, les galets 4a, 4b se placent chacun dans les angles intérieurs du serpentin qui se forme, de sorte que les galets définissent des points d'inflexion 1a du serpentin, entre lesquels s'étendent les barres 1b. Si l'on désire modifier la hauteur du serpentin, on peut régler l'entre-axes des disques 2, 3 par des moyens non représentés ou bien on peut déplacer les galets 4a, 4b relativement au disque correspondant, dans des fentes radiales non représentées. Dans le mode d'exécution préférentiel de l'invention qui est représenté par les figures 3 et 4, à partir d'une matière première en forme de barre 11', on forme un serpentin 11 présentant des points d'inflexion 11a et des barres 11b. 71 41913 7 2115354 A cet effet, on a prévu comme outils de cintrage'des galets 14a et 14b dont les supports sont constitués par des chaînes 12 et 13- Les chaînes sont formées de maillons 12a, 13a et d'axes de liaison 16, 17 gui les accouplent entre eux de façon articulée. 5 Pour plus de clarté, dans le cas de la chaîne 12, on n'a représenté sur la figure 3 que les maillons et les organes de guidage et d'entraînement. Les chaînes sont entraînées chacune par une roue à chaîne 18 reliée à un entraînement non représenté. La roue à 10 chaîne adjointe à la chaîne 12 tourne dans le sens de la flèche Pg tandis que la roue à chaîne de la chaîne 13 tourne en sens opposé. Les roues à chaîne 18 s'appliquent par des évidements 18a de leur circonférence aux axes de liaison 16, 17 des chaînes 12, 13, aux points appelés 18', entre les maillons 12a, 13a, 15 espacés les uns des autres. Comme on peut le voir par la figure 3, les roues à chaîne 18 sont disposées dans la région où la matière première 11' entre dans l'appareil dans le sens de la flèche p^. Les galets 14a, 14b munis de gorges circonféren-20 tielles sont montés en porte-à-faux chacun sur un prolongement 16a, 17a des axes de liaison 16, 17 et font saillie latéralement relativement aux chaînes 12, 13 de telle sorte que les galets sont situés dans un même plan vertical. Les chaînes sont décalées latéralement relativement à ce plan vertical appelé Y sur la 25 figure 3. Pour le guidage des chaînes 12, 13, on a prévu des éléments intérieurs de guidage 19 et des éléments extérieurs de guidage 20, à position fixe. Contre ceux-ci s'appuient les axes de liaison 16, 17 par des portions d'appui qui peuvent être for-30 més par des paliers à roulement. Comme on peut le voir par la figure 4, les portions d'appui 16b, 17b tournées vers les galets 14a, 14b sont soutenues vers le haut et vers le bas par les éléments de guidage 19, 20 tandis que les portions extérieures d'appui 16b sont soutenues seulement en bas et les portions exté-35 rieures d'appui 17b, seulement en haut. Ce soutient suffit pour absorber toutes les forces transversales et tous les couples de basculement qui se produisent. 71 41913 8 2115354 Les éléments de guidage 19, 20 ont une disposition et une structure telle que les galets 14a, 14b se meuvent sur des trajectoires 15a, 15b indiquées en tireté. En donnant une structure appropriée notamment aux éléments de guidage 19, on peut 5 donner aux trajectoires 15a, 15b dans la région où le serpentin 11 sort de la région de déformation, une forme telle que les galets 14a, 14b sortent du serpentin sans le déformer, même si les angles intérieurs du serpentin sont dès angles aigus. Comme le montre la figure 3, les trajectoires -15a, 15b se recoupent dans 10 la région de déformation de sorte que les galets 14a, 14b s'en-gagent les uns entre les autres de la façon représentée, lorsqu1 ils sont disposés sur les chaînes avec un décalage relatif d'un demi-pas de la chaîne chaque fois. Ainsi, la matière première 11' qui arrive entre les galets est déformée de la façon représentée 15 en un serpentin 11. Si l'on désire donner une hauteur différente au serpentin, les parties de carter ou de bâti qui sont représentées de façon très schématisée par les contours 21, 22 sur la figure 4 et qui portent chacun une chaîne avec les organes de guidage 20 et d'entraînement correspondants peuvent être éloignées ou rapprochées l'une de l'autre par des mécanismes à vis indiqués schématiquement. Dans le cas du rapprochement, on obtient, relativement à la forme de serpentin de la figure 4, la forme modifiée que représente la figure 5» Comme le montre la figure 5, à 25 partir d'une matière première rectiligne 111', on obtient un serpentin 111 dont la hauteur est plus grande par suite des trajectoires 15a, 15b qui sont plus éloignées l'une de l'autre dans la région de déformation. En outre, étant donné la hauteur plus grande, les angles intérieurs des serpentins sont plus aigus. 30 La figure 6 montre un serpentin 211 dont les points d'inflexion 211a sont relativement très arrondis. Il peut arriver que les régions d'inflexion ne rejoignent pas les régions de barre 211b de façon entièrement tangentielle mais par une légère déformation parabolique. En outre, selon la matière et selon la force 35 du freinage de la matière première avant l'entrée dans la région de déformation, il peut aussi arriver que les barres 211b ne soient pas entièrement rectilignes. 71 41913 9 2115354 Polir y remédier, à la suite de l'appareil selon les figures 1, 2 ou 3, 4 peut être placée une presse à former indiquée très schématiquement sur la figure 7 et désignée par la référence générale 24. Celle-ci présente des paires corres-5 pondantes de poinçons et de matrices 25 dont chacune s'applique aux points d'inflexion du serpentin 211 et qui donnent à ceux-ci une forme appropriée au soudage des membrures supérieures et inférieures. En même temps, les paires supérieures et inférieures de matrices et de poinçons peuvent être disposées et guidées de 10 telle sorte que les portions de barre 211 b situées entre elles soient allongées, par exemple de 3 à 8 , et redressées, par suite d'un écartement des paires supérieures et inférieures de matrices et de poinçons. La presse à former peut aussi présenter une forme 15 dans laquelle les paires inférieures de matrices et de poinçons peuvent se mouvoir alternativement transversalement au plan du serpentin 211 de sorte que les barres sont gauchies de la façon indiquée par la figure 9. Dans le serpentin 211' de la figure 9, les points d'inflexion inférieurs 211'a sont alternativement 20 décalés latéralement relativement aux points d'inflexion supérieurs, de sorte que des barres de membrure inférieure 26, indiquées en tireté, sont reliées seulement à un point d'inflexion sur deux tandis qu'une membrure supérieure 27 également indiquée en tireté est fixée à tous les points d'inflexion supérieurs. 25 En outre, avec une presse à former 24, il est pos sible aussi de couder en boucle les points d'inflexion inférieurs 211"a du serpentin 211" de la figure 10 en déplaçant transversalement les paires inférieures de matrices et de poinçons 25. On peut alors fixer aux boucles des membrures inférieures 28 in-30 diquées en tireté tandis qu'une membrure supérieure 29 indiquée en tireté est à nouveau reliée à tous les points d'inflexion supérieurs 211"a. Une méthode encore plus élégante pour l'allongement et le redressement des barres est indiquée sur la figure 8. Les 35 tiretés 15'a et 15'b indiquent les trajectoires des galets de cintrage dans la région de déformation. Comme le montre la figure 8, la distance des trajectoires augmente, dans le sens de passage indiqué par la flèche p^, du serpentin appelé 311. 71 41913 10 2115354 On peut obtenir ce résultat de façon simple en donnant une disposition et une structure appropriées aux éléments de guidage destinés aux chaînes qui portent les galets de cintrage, l'augmentation de la distance peut se faire de façon continue ou en-5 core de la façon discontinue représentée, qui est préférentielle. Dans l'élargissement discontinu, quelques galets qui ont des distances mutuelles constantes en hauteur agissent d'abord sur le serpentin. Ces galets empêchent un étirage de la matière première lorsque, ensuite, la distance augmente de la façon indi-10 quée par le dessin. Les barres 311b sont allongées entre les points A et B de la trajectoire 15'b, cet allongement étant de préférence de 3 à 8 71 41913 n 2115354 eetetoioatiobs 1 - Appareil servant à cintrer le serpentin des poutres en treillis et comportant deux groupes d'outils de cintrage engagés les uns dans les autres, disposés sur des supports tournants, qui déforment entre eux en zigzag une matière premiè-5 re rectiligne en forme de barre ou de bande, appareil caractérisé par le fait que les outils de cintrage sont sous la forme de galets montés de manière à pouvoir tourner sur les supports et qui, lors du processus de déformation, s'engagent dans les angles intérieurs du serpentin. 10 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour permettre de modifier la hauteur du serpentin, la distance des supports est réglable dans le plan du serpentin, transversalement à sa direction de passage, ou bien que la position des galets sur les supports est réglable. 15 3 - Appareil selon l'une des revendication 1 et 2, caractérisé par le fait que les supports sont des disques décalés axialement qui tournent autour d'axes parallèles entre eux, qui se chevauchent sur une partie de leur circonférence et qui, dans la région de chevauchement, portent latéralement les galets en 20 porte-à-faux sur les faces des disques qui sont tournées l'une vers l'autre. 4 - Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les supports sont sous la forme d'une paire de chaînes guidées sur des voies de rotation sans fin et formées de 25 maillons et d'axes de liaison, appareil caractérisé par le fait que les voies de rotation sont disposées dans des plans décalés latéralement l'un par rapport à l'autre et se recoupent dans la région de déformation et que les galets sont disposés latéralement en porte-à-faux sur les chaînes, sur des côtés tournés l'un 30 vers 1'autre. 5 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les galets sont montés sur des prolongements des axes de liaison des chaînes. 6 - Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, 35 caractérisé par le fait que chaque axe de liaison présente deux portions d'appui espacées l'une de l'autre dans la région desquelles il est appuyé et guidé sur des portions de guidage, directement ou par l'intermédiaire de paliers à roulement, les maillons étant appuyés entre ces portions. 71 41913 12 2115354 7 - Appareil selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que chaque chaîne est entraînée par une seule roue à chaîne disposée dans la région de l'entrée de la matière première et est guidée sur le reste de la voie de rota-5 tion par les éléments de guidage, et que les éléments de guidage sont disposés et constitués de telle sorte, dans la région de la sortie du serpentin, que les galets se retirent même d'un serpentin présentant des angles "intérieurs inférieurs à 90° sans déformer celui-ci. 10 8 - Appareil selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que les éléments de guidage présentent dans la région de déformation une structure et une disposition telles que la distance des voies de rotation augmente de façon continue ou discontinue de l'entrée de la matière première à la 15 sortie du serpentin. 9 - Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'augmentation de la distance des voies de rotation est choisie de telle sorte que l'on obtient un allongement d'environ 3 à 8 $ des "barres du serpentin. 20 10 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'à la suite de la région de déformation est placée une presse à former qui, par plusieurs matrices et poinçons, agit sur les points d'inflexion du serpentin de manière à allonger les "barres de préférence d'environ 3 à 8 25 11 - Appareil selon la revendication 10, caractéri sé par le fait que les paires correspondantes de matrices et de poinçons de la presse sont mobiles relativement, transversalement à la direction de mouvement du serpentin, de telle sorte que le serpentin est gauchi ou coudé latéralement dans la région de ses 30 points d'inflexion.