Brevet FR2201933A1 — publié le 19740503

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour cintrer un élément métallique. Suivant la technique antérieure, des procédés et des appareils tels que représentés sur les fig 1 à 3 ont été utilisés pour cintrer un élément métallique tel qu'un tube métallique. Avec l'appareil représenté schématiquement sur la fig 1, un élément métallique P (considéré comme étant un tube métallique) est tenu sur une forme ou matrice D par une bride C qui est montée basculante sur la matrice D afin que le tube P soit serré contre la matrice D, et la matrice D est entratnée en rotation dans le sens indiqué par la flèche pendant que le tube métallique P est maintenu avec pression contre la matrice D par un élément de pression E qui maintient le tube P sur la forme D pend axÉ la rotation de celle-ci de l'angle de cintrage O nécessaire. Bien que les cintreuses pour tubes de ce type soient largement utilisées, comme le rayon de courbure de cintrage et le diamètre des tubes métalliques devant être cintrés sont très divers, il est nécessaire d'utiliser les matrices D adaptées à ces dimennions, de sorte que, pour cintrer les tubes métalliques en petit nombre, mais de nombreux types, le nombre de matrices D et de brides C nécessaire est considérable. De plus, cet agencement est désavantageux parce que les dépenses et le temps nécessaires pour la préparation et la fabrication sont importantes. Suivant la combinaison représentée sur la fig 2, un tube métallique P est placé entre des galets de guidage G et des galets supports S formant une zone de pincement, et le tube métallique P est poussé dans le sens indiqué par la flèche pendant qu'une pression est exercée par un mécanisme de pression H par l'intermédiaire d'un galet de pression F en un point situé à une distance lo des galets supports S afin que le tube métallique soit cintré.Dans ce cas, comme l'importance de cintrage du tube métallique P est commandée seulement par la distance du galet de pression F (par exemple par modification de la distance lo), il est extremement difficile d'obtenir la position de cintrage, (c'est-à-dire la position de l'extrémité PN du tube métallique P ou de l'extrémité P' de la partie cintrée) exactement à la position de cintrage prédéterminée. Avec l'agencementde la fig 3, le tube métallique P passe à travers des galets de guidage G, des galets supports S, un dispositif annulaire de chauffage K et un dispositif de refroidis sement L et le tube P est poussé dans le sens indiqué par la flèche pendant que l'extrémité du tube P est tenue par un bras J articulé autour d'un point fixe M pour le cintrage. Avec ce système, il est nécessaire de placer initialement le point d'accrochage du tube P à une certaine distance du dispositif de chauffage K en raison de la résistance du bras J.Par suite, au début de l'opération, il est difficile d'obtenir le cintrage désiré et le tube P peut être sujet à des déformations complexes parce qu'il est soumis continuellement à une force par la partie accrochée, de sorte qu'il est extrêalement difficile d'obtenir un cintrage avec une courbure prédéterminée et que, par suite, un travail de correction est nécessaire après le cintrage. La présente invention a pour but de fournir un procédé éliminant les inconvénients des procédés antérieurs et un appareil avec lequel un élément métallique peut entre cintré avec précision avec une courbure choisie arbitrairement. L'invention a aussi pour but de fournir un procédé par lequel un point donné d'un élément métallique subissant le cintrage suit avec précision un trajet prédéterminé afin d'obtenir une courbure choisie. L'invention a aussi pour but de fournir un procédé pour obtenir, le cintrage final d'une importance prédéterminée d'un simple mais précise. L'invention a aussi pour but de fournir un appareil pour effectuer un cintrage de ntimportequelle forme arbitraire sur un élément métallique, avec une construction simple en utilisant un détecteur d'écart agencé pour comparer la distance entre un point de l'élément métallique devant être cintré et un point fixe extérieur à l'élément métallique avec la distance entre un point d'un trajet prédéterminé et le point fixe, et pour détecter l'écart entre ces deux distances. L'invention a aussi pour but de fournir un appareil pour cintrer un élément métallique comportant un dispositif pour mesurer l'importance du cintrage pour obtenir avec précision la valeur précise du cintrage final. Le procédé selon l'invention pour cintrer un élément métallique est caractérisé par la mesure de ladistance entre un point de l'él & ent métallique à cintrer et un point fixe à l'extérieur de l'élément métallique, et le réglage de la force de cintrage exercée sur lI1émént métallique en fonction du signal mesuré afin que cette distance mesurée cofncide avec une distance entre un point d'un trajet prédéterminé le long duquel ce point de l'élément métallique doit passer et le point fixe. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le procédé pour cintrer un élément métallique est caractérisé en ce qu'on obtient le cintrage final voulu de l'élément métallique en détectant la somme d'un angle de rotation d'une ligne reliait un point de l'élément métallique à un point fixe autour de ce point fixe quand l'élément métallique est cintré et d'un angle de rotation de la meme ligne suivant lequel la ligne tourne par rapport à l'élément métallique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un appareil pour cintrer un élément métallique est caractérisé par un bras ayant ses extrémités opposées articulées respectivement à un point de l'élément métallique devant être cintré et à un point fixe extérieur à l'élément métallique, un détecteur d'écart placé dans le bras pour détecter l'écart de la longueur du bras par rapport à la distance entre un point d'un trajet prédéterminé le long duquel un point de l'élément métallique doit passer et le point fixe, et pour engendrer un signal d'une amplitude correspondant à l'écart, et des moyens pour régler le couple de cintrage exercé sur l'élément métallique en réponse au signal du détecteur d'écart. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un appas reil pour cintrer un élément métallique est, caractérisé par des moyens pour détecter l'angle de rotation du bras autour du point fixe pendant la progression du cintrage depuis le début de l'opération de cintrage, des moyens pour détecter l'angle de rotation du bras autour du point de l'élément métallique, et des moyens pour établir la somme des angles de rotation mesurés par les moyens respectifs détectant les angles de rotation. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre exemple et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: Fig 1 à 3 représentent schématiquement, comme décrit cidessus, des appareils utilisés suivant des procédés antérieurs pour le cintrage d'éléments métalliques, Fig 4 représente schématiquement un appareil pour cintrer des tubes métalliques, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, FiS 5 représente schématiquement un dispositif de pression et un galet de pression suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, et Fig 6 est une vue schématique illustrant le mode de mesure de l'importance du cintrage dans un dispositif selon l'inven- tion. La fig 4 représente schématiquement un élément métallique 1 devant être cintré, des galets supports 2 entre lesquels l'élément métallique est pincé par le côté supérieur et par le côté inférieur pour être maintenu en place, un galet de pression 3 situé en avant des galets supports 2 pour exercer une force de cintrage sur élément métallique 1, des galets de guidage 4, un bras 5 dont les extrémités opposées sont articulées en un point 6 de l'élément métallique 1 et en point fixe 7 extérieur à l'élément métallique 1, et un détecteur d'écart 8 monté dans le bras 5. La distance lo représente la distance horizontale entre les galets supports 2 et le galet de pression 3.Sur la fig 4, l'élément métallique 1 est représenté en traits pleins au début du cintrage et il est représenté en traits mixtes à deux points au milieu de l'opération de cintrage. Be point 6 de l'élément métallique occupe la position 6' en cours de cintrage et la position de l'élément métallique se trouvant devant les galets supports 2 au-début de l'opération est représentée en 1' quand l'élément métallique est dans l'état représenté en traits mixtes. Comme le montre la fig 5, l'ensemble de pression 3 est, dans la pratique, formé par deux galets 3' et 3" articulés aux extrémités opposées d'un bras 9, ces deux galets pinçant l'élément métallique 1 par le coté supérieur et le côté inférieur le bras 9 est couplé à un dispositif de pression 12, comportant un piston hydraulique 11, par l'intermédiaire d'une tige de commande 10. Sur la fig 4 le trajet À du point 6 de l'élément métallique 1 pendant le cintrage est représenté par une ligne en traits mixtes à un point. En utilisant l'appareil de la fig 4, l'élément métallique I est poussé dans le sens indiqué par la flèche pendant qu'une force de cintrage est exercée sur l'élément métallique 1 par l'ensemble de pression 3 du fait d'une commande appropriée du vérin 12 pour le cintrage de l'élément métallique 1. Quand le point 6 de l'élément métallique passe le long de la ligne en traits mixtes A, la distance entre le point 6 et le point fixe 7 est mesurée par le détecteur d'écart 8 et, simultanément, la distance mesurée est comparée à la distance entre un point du trajet prédéterminé et le point fixe 7 pour la production d'un signal d'une amplitude correspondant à l'écart entre les deux distances. Ce signal est envoyé au vérin de pression 12 de l'ensemble de pression 3 comme signal de commande pour modifier la force de pression et de ce fait la force de pression exercée par l'ensemble de pression 3 est modifiée afin que 1'écart soit ramené à zéro. En particulier, si l'écart est négatif, le galet de pression 3' sert à exercer une force de cintrage négative sur l'élément métallique 1. De cette façon, l'importance du cintrage de l'élément métallique 1 est utilisée comme signal de réaction pour le dispositif de pression à galets 3 afin que le point 6, 6' suive le trajet prédéterminé pour que l'élément métallique soit cintré d'une façon prédéterminée. Â cet égard, bien que le mode de commanda du cintrage de l'élément métallique 1 soit modifié an changeant la force de pression exercée par l'ensemble de pression 3, de la façon expliquée ci-dessus, il est évident que le cintrage peut entre co-sandé au moyen de l'ensemble de pression 3 en modifiant la distance lo au lieu de modifier la force de pression, ou en combinaison avec cette modification pour faire varier le couple de cintrage. Bien que cala soit évident d'après la description qui précède, il doit titre noté que le procédé selon l'invention est entièrement différent des procédés connus jusqu'ici, par exemple du système de contrôle de la courbure ou du système de contrôle numérique. Plus particulièrement, avec les procédés connus, une partie de la machine est commandée pour suivra un trajet donné du mouvement de la machine, le mouvement étant par exemple commandé par un gabarit dans le aas d'un système de commande de la courbure ou par une bande perforée ou un moyen équivalant dans le cas d'un système à commande numérique, tandis que, selon la présente invention, l'appareil est commandé par l'élément métallique subissant le cintrage. Autrement dit, contrairement au fait que dans un système connu la partie travaillant de la machine est commandée indépendamment de la déformation réelle de l'élément métallique, la partie travaillant de la machine est commandée, selon l'inventiF d1 après le cintrage résultant de l'élément métallique. Le procédé pour mesurer l'importance du cintrage par le procédé avec l'appareil selon l'invention est décrit ci-après en considérant la fig 6. Cette figure représente un élément métallique 1 quand il a été cintré jusqu a un certain point, les parties identiques ou correspondant à celles de la fig 4 étant désignées par les memes références. Sur la fig 6, l'état de l'élément métallique 1 au début de l'opération de cintrage est représenté en traits mixtes ; la référence 13 désigne un dispositif de chauffage par induction haute fréquence chauffant l'élément métallique pour qu'il soit prêt à être cintré et la référence 14 désigne un dispositif de refroidissement qui agit sur l'élément métallique 1 après son cintrage. Sur la fig 6, en supposant que l'angle formé entre le bras 5 et l'axe de l'élément métallique 1 au début de l'opération de cintrage est i'f, l'angle correspondant à l'angle @'3 pendant la progression du cintrage est e"3, et l'angle de rotation autour du point fixe 7 du bras 5 situé entre le point d'accrochage 6' de l'élément métallique 1 et le point 7 est Q1, et par suite l'angle de cintrage 82 correspondant à la valeur réelle du cintrage de l'élément métallique 1 pendant cette période de cintrage peut tre représenté par l'équation :: Q2 = Q1 + (Q"3 - Q '3) Autrement dit, pour obtenir l'angle réel de cintrage Q2, il suffit de connaitre la somme de 81 et (@"3 - Q13) et, par suite, l'importance du cintrage peut entre obtenue en mesurant de façon continue cette somme pendant l'opération de cintrage. L'angle 81 peut etre déterminé, par exemple, par un appareil de mesure (non représenté) monté au point fixe 7 sur le bras 5 tandis que la différence angulaire (#"3 - #'3) peut etre déterminée par un appareil de mesure (non représenté) monté au point de pivotement 6. il doit tre noté que l'indication donnée par l'appareil de mesure pour (Q"3 - @'3) au point de départ i'3 est égale à zéro. Les signaux sortant des appareils de mesure respectifs sont envoyés à un additionneur qui établit de façon continue la valeur de G1 + (G"3 - 6'3) sous la forme d'un signal électrique fonction de la progression du cintrage en permettant ainsi d'obtenir la valeur réelle de l'angle 82 de cintrage de l'élément métallique 1. Par suite, I1 opération de cintrage est arrêtée par un dispositif approprié (manuel ou automatique) quand l'angle Q2 a atteint la valeur correspondant à une valeur prédéterminée du cintrage et le cintrage nécessaire de l'élé- ment métallique peut être obtenu. Des mesures au cours d'essais de cintrage effectuées avec l'appareil décrit ci-dessus selon l'invention ont donné les résultats très satisfaisants indiqués ci-après ANGLE DE CINTRAGE ANGLE DE CINTRAGE REEL DESIRE Numéro de l'essai : 1 2 3 4 5 90,0 90,0 89,9 9 , 90,0 90,00 60,00 60,00 60,00 59,90 60,0 60,00 45,00 45,00 44,90 45,00 45,00 45,00 Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut etre mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. BEVENDICATIOS 1. Procédé pour cintrer un élément métallique, comportant la mesure de la distance entre un point de l'élément métallique à cintrer et un point fixe extérieur à l'élément metallique, caractérisé en ce qu'on compare cette distance à une autre distance entre un trajet prédéterminé devant être suivi par le point de l'élément à cintrer pendant la progression du cintrage et le point fixe pour produire un signal ayant une amplitude correspondant à 11 écart entre les distances respectives et le réglage du couple de cintrage exercé sur 11 élément métallique en fonction de ce signal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par la détection de la somme de l'angle de rotation d'une ligne reliant le point de l'élément métallique au point fixe pendant la rotation de cette ligne autour du point fixe pendant le cintrage de l'élément métallique, et d'un angle de rotation suivant lequel la même ligne tourne par rapport à l'élément métallique, et l'ar rêt de 11 opération de cintrage quand cette somme atteint une valeur prédéterminée. 3. Appareil pour cintrer un élément métallique, comportant des moyens pour exercer une force de cintrage sur l'élément métallique à cintrer et un dispositif de mesure de la distance entre un point de l'élément métallique et un point fixe extérieur à l'élément métallique, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de la distance précitée est constitué par un bras extensible dont les extrémités opposées sont articulées, respectivement, audit point de l'élément métallique et au point fixe extérieur, et en ce que ledit appareil de cintrage comporte, en outre, un détecteur d'écart intercalé dans ledit bras pour détecter écart de la longueur du bras par rapport à la distance entre un point situé sur un trajet prédéterminé devant être suivi par le point de l'élément métallique pendant le cintrage et le point fixe et pour produire un signal d'une amplitude correspondant à l'écart, et des moyens pour commander lesmoyens exerças la force de cintrage en fonction du signal engendré par le détecteur afin que le signal soit ramené à zéro. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par des moyens pour détecter l'angle de rotation du bras autour du point fixe pendant le cintrage de l'élément métallique, des moyens pour détecter un autre angle de rotation du bras autour du point de l'élément métallique par rapport à l'élément métallique, et des moyens pour établir la somme des angles de rotation respectifs détectés par les moyens détectant les angles de rotation.