Brevet FR2212189A1 — publié le 19740726

La présente invention concerne une machine à conformer à molettes. Les machines de ce genre sont utilisées pour former des tôles ou des panneaux de matériaux divers de façon qu'ils épousent parfaitement les contours de gabarits déterminés; elles trouvent leur application notamment dans la fabrication d'éléments de carrosseries, de cellules d'avion et de carters d'appareillages. L'opération de formage consiste à faire passer la tôle ou le panneau entre deux molettes maintenues en pression l'une par rapport à l'autre. La pression ainsi exercée sur la pièce doit dépasser la limite élastique du matériau constituant ladite pièce (tôle ou panneau), afin de provoquer une déformation permanente par allongement des fibres. Dans les machines connues, c'est la poussée d'un opérateur qui entrasse le déplacement de la pièce à former entre les molettes, provoquant ainsi leur rotation et la propagation de la déformation. L'effort de poussée de l'opérateur augmente avec ltef- fort de pression entre les molettes. L'entralnement entre les molettes couramment employées devient de plus en plus difficile, voire même impossible quand l'effort de pression atteint 3 à 4 tonnes, par exemple, car l'écrasement du matériau devient trop important et empêche tout déplacement par simple poussée manuelle. Or, de telles pressions sont n6cessaires pour effectuer un formage important sur des pièces épaisses, telles que des panneaux d'avions à structure intégrée. Pour remédier à cet inconvénient, on effectue dans la technique actuelle plusieurs passes à la pression maximale possible; mais cela entraîne un écrouissage de la surface travaillée et nécessite un traitement thermique pour pouvoir continuer le formage. Il n'est d'ailleurs pas toujours possible d'effectuer un tel traitement et le formage de certaines pièces devient alors totalement impossible; lorsque ce traitement est possible, la durée d'une opération de formage est alors très longue. La présente invention a pour objet une machine à conformer à molettes facilitant les opérations de formage et procu-rant un gain de temps. Elle permet de former un panneau sous une pression comprise entre 2 et 10 tonnes, avec des molettes ordinaires, sans effort particulier de l'opérateur et en une seule passe du panneau. A cet effet, une machine selon l'invention comporte deux molettes, l'une d'elles étant entraRnée en rotation par un moteur dont le couple est une fonction de la poussée imprimée par ltopérateur à la pièce à former. Ainsi, ledit moteur assiste l'action de l'opérateur et l'effort de poussée que ce dernier doit fournir est très diminué. Afin d'évaluer la poussée de l'opérateur, l'axe de la molette qui est reliée audit moteur n'est pas fixe, mais peut notamment tourner autour d'un autre axe distinct et parallèle. De ce fait, une poussée de l'opérateur provoque un déplacement, par exemple une rotation,de l'axe de la molette autour de cet autre dont l'amplitude et le sens sont mesurés pour régler en proportion le couple d'assistance qu'applique le moteur à la molette en cause. Selon une forme préférée de l'invention, les paliers dans lesquels tourne l'axe de la molette assistée sont montés d'une manière excentrée sur les moyeux de paliers auxiliaires. L'un au moins de ces derniers est un palier hydrostatique dont les poches portantes sont fractionnées. La pression hydraulique est mesurée dans certaines de ces poches, et cette mesure est exploitée pour commander le moteur qui entrasse la molette assistée. La pression exercée sur les molettes par l'opérateur, lorsqu'il introduit la pièce à former entre celles-ci, ou lorsqu'il pousse ou qu'il tire la pièce après l'avoir introduite entre les molettes, crée une différence entre les pressions intérieures des poches portantes. Des capteurs de pression sont places dans cellec-ci. Les signaux qu'ils fournissent sont comparés dans un circuit qui délivre un signal différence avec son signe. Ce signal est alors exploité pour commander la valeur du couple fourni à la molette par le moteur d'assistance. Ce moteur est de préférence un moteur hydraulique commandé par une valve électrohydraulique, le circuit formant la différence des mesures des pressions étant de préférence un amplificateur électronique différentiel. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement en perspective l'une des molettes d'une machine selon l'invention et son montage. La figure 2 représente schématiquement-une vue en élévation latérale des deux molettes de la machine. La figure 3 représente une vue de dessus d'un palier hydrostatique de molette, avec coupe partielle. La figure 4 représente en perspective l'ensemble de la machine selon l'invention. La figure 5 représente schématiquement le circuit de commande du moteur d'assistance. Une machine à conformer selon l'invention comporte essentiellement deux molettes 1, 2, de diamètre différent, d'axes parallèles, entre lesquelles peut être introduite une pièce 3, tôle ou panneau, à conformer, qu'elles pressent fortement afin de lui infliger une déformation permanente. A cet effet, lesdites molettes sont sollicitées l'une contre l'autre par une force F pouvant atteindre 10 tonnes environ tendant à rapprocher l'un de l'autre leurs arbres respectifs 4, 5. L'introduction de la pièce 3 avec une force suffisante fait tourner autour de leurs axes les molettes 1 et 2 qui avalent la pièce. Afin de réduire la force d'introduction nécessaire, qui peut être considérable si la force d'écrasement F qu'appliquent les molettes à la pièce à conformer est très grande, l'arbre 4 de la molette 1 est relié à un moteur 6 susceptible de la mettre en rotation autour de l'axe 14 de son arbre 4 dans le sens correspondant au mouvement désiré de la pièce 3, lui appliquant un couple qui doit être fonction de la valeur et du sens de la poussée f appliquée à ladite pièce. Tandis que l'arbre 5 de la molette 2 tourne directement entre les branches d'une chape 35, l'arbre 4 de la molette 1 est monté dans les moyeux de paliers hydrostatiques 7, 8, donc à très faible frottement,de même axe géométrique 9 et montés sur les branches d'une chape 34. Chaque palier comprend un carter 10 formant des poches portantes telles que les alvéoles 11, 12 autour d'un moyeu 13 cylindrique d'axe 9. Selon l'invention, l'axe 14 de l'arbre 4 de la molette 1 et l'axe 9 -de ses paliers ne sont pas confondus, mais parallèles et écartés d'une distance d. Il résulte de cette disposition et de la valeur déterminée donnée à d que, en l'absence d'une poussée f sur la pièce 3, le système prend une position de repos en équilibre stable où les axes 14 et 9 et l'axe 15 de la molette 2 sont dans un meme plan, l'axe 9 étant situé entre les axes 14 et 15. Le centre de la molette 1 est alors en O (figure 1). Si maintenant on applique une force f à la pièce 3 pour l'introduire, la pousser ou la tirer entre les molettes 1 et 2, la force f étant perpendiculaire au plan des axes des molettes} l'axe 14 de la molette articulée 1 a tendance à se déplacer dans le sens de la force f. Ce déplacement. entraIne une petite rotation des paliers hydrostatiques 7, 8 autounde leur axe 9, le centre de la molette 1 venant par exemple en 01 ou en 02 sur un cercle d'axe 9 et de rayon égal à d. Si lesdits paliers comportent notamment deux poches situées du côté de l'axe .14 et séparées par une nervure située dans le plan des axes 14, 15 et 9 dans la position de repos en l'absence de force f, les pressions hydrostatiques qui règnent dans ces poches et qui étaient égales dans la position de repos deviennent différentes du fait de la petite rotation des paliers 7, 8, et la valeur de cette différence de pression caractérisel'écart du système par rapport à sa position de repos.L'application par le moteur 6 à la molette 1 d'un couple de sens convenable proportionnel à cette différence de pression tendra à la. ramener dans sa position de repos initiale, ladite molette exécutant alors le formage de la pièce 3 par action du couple du moteur 6 et non directement de la poussée f sur cette pièce, poussée qui pourra alors être très faible. Dès lors, si la poussée f persiste, le déséquilibre du système persiste également, ainsi que la différence de pression entre lesdites poches portantes ou alvéoles et le moteur 6 continue à tourner. Si la poussée f cesse, la molette 1 tend à revenir dans sa position de repos, le déséquilibre disparatt, les pressions dans les alvéoles s'égalisent et par suite, le moteur s'arrête. De même, si la poussée s'inverse, le déséquilibre s'inverse et le moteur entrain la pièce à former en sens opposé. Ainsi, on obtient une assistance par le moteur 6 des déplacements désirés de la pièce 3 entre les molettes 1, 2, le rôle de la force f appliquée extérieurement se bornant à commander chaque déplacement, tandis que l'énergie nécessaire à ltexécutoon du formage est fournie par ledit moteur. La pièce peut alors être engagée, poussée ou tirée à volonté entre les molettes avec un effort très faible, même sous une force de pression F élevée. En pratique, chaque alvéole 11, 12 est alimenté en huile hydraulique à travers un gicleur calibré 21, 22. Au repos, il s'établit dans l'alvéole une pression p telle que le débit à travers la buse du gicleur résultant des différences entre la pression d'alimentation P et la pression interne p soit identique au débit de fuite g. Cette fuite est fonction du jeu 1 et de p. La force portas de chaque alvéole est égale à Si, S étant la surface qu'il présente au moyeu. En état d'équilibre au repos sous la poussée F de la molette 2, on a dans chacun des alvéoles F Sp = 2 en admettant que seul un desdits paliers 7, 8 supporte l'effort de la molette 2. Dès qu'une poussée f sur la pièce à former 3 est exercée par l'opérateur, la direction de la composante des forces exercées sur la molette 1 n'est plus verticale et tend à la déplacer dans le sens de l'effort. Cette action tend à diminuer le jeu 11 de l'alvéole placé en aval du sens de la poussée, au détriment de celui de l'alvéole place en amont.Pour ce dernier, le jeu s'étant accru, le débit de fuite q2 augmente et entrasse un débit plus grand dans le gicleur 22, d'où une perte de charge plus élevée dans cet alvéole et p devient p2, avec p2 bissectrices des angles au centre des alvéoles 11 et 12. Des capteurs ou transducteurs 31, 32 mesurent 21 et 22 et fou nissent par l'intermédiaire d'un amplificateur différentiel 16 un signal D proportionnel à (22 ~ 21) lequel agit sur une servo-valve 17 qui commande la rotation du moteur d'entraînement 6 de la molette 1. f La servo-valve 17 est par exemple du type électrohydraulique et constitue le relais de puissance entre l'amplificateur différentiel et un moteur hydraulique 6 entraenant directement l'arbre 4 de la molette 1 et relié par des canalisations 18, 19 à la servo-valve 17, laquelle reçoit par une canalisation 20 du fluide sous pression. Le signal D peut également être appliqué à un relais électro-mécanique ou à un amplificateur magnétique ou électronique. Dans ce cas, le moteur 6 est avantageusement du type électrique. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites. REVENDICATIONS 1.- Machine a' conformer comportant deux molettes rotatives i axes parallèles, entre lesquelles sont introduites et déplacées, par sollicitation extérieure a la machine, des pièces à conformer, telles que des tôles ou des panneaux, les deux molettes étant pressées l'une contre l'autre par une force qui soumet la pièce interposée a' une contrainte d'où résulte le conformage de ladite pièce, caractérisée par le fait qu'au moins l'une des deux molettes est reliée mécaniquement à un moteur associé à un dispositif régulateur, ce moteur communiquant i ladite molette un couple de rotation dont la valeur est fonction directe de l'effort de sollicitation extérieure,appli- qué à la pièce i conformer. 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'axe de la molette reliée audit moteur tourne dans des paliers mobiles qui lui permettent d'accompagner par de petits mouvements les déplacements de la pièce à conformer résultant de la sollicitation extérieure, lesdits paliers s'écartant alors d'une position de repos où le plan qui contient les axes des molettes est parallèle i la direction de la force pressant ces dernières l'une contre l'autre. 3.- Machine selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'aux paliers mobiles est associé un dispositif capteur mesurant l'amplitude et le sens de leurs petits mouvements, ce dispositif étant relié au moteur par une channe d'amplification réglant le couple fourni par celui-ci en fonction de la valeur mesurée par ledit dispositif. 4.- Machine selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que les petits mouvements des paliers mobiles sont des mouvements de rotation autour d'un axe distinct de l'axe de la molette portée par ces paliers et parallèle à ce dernier. 5.- Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que chaque palier mobile est lié d'une manière excentrée à un moyeu circulaire tournant dans un palier fixe. 6.- Machine selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les paliers fixes sont des paliers hydrostatiques. 7. - Machine selon la revendication 6, caractérisée par le fait qoechaque palier hydrostatique comporte au moins deux poches portantes séparées par une nervure située dans le plan des axes des molettes au repos. 8.- Machine selon l'une quelconque des revenicatios 3 à 7, caractérisée par le fait que le dispositif capteur comprend au moins un capteur de pressior associé a au moins l'une desdites poches portantes et mesurant la pression aydrau- li-que intern de celle--ci. 9.- Machine selon ;'use quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée par le fait que la carne d'amplification comprend au-moins-un amplificateur différentiel aux entrées duquel sont reliés deux capteurs de pression d'un palier hydrostatique et qui applique a un amplificateur de puissance commandant le moteur un signal proportionnel à la différence des pressions des poches portantes correspondantes. 10.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le moteur est un moteur hydraulique et que l'amplificateur de puissance est une valve hydraulique. 11.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le moteur est un moteur électrique et que l'amplificateur de puissance est un organe du groupe qui comprend les relais électriques, les amplificateurs magnétiques et les amplificateurs électroniques. 12.- Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisée par le fait que le signal fourni par le dispositif capteur est un signal électriqae, que l'amplificateur différentiel est un amplificateur électronique et que le signal d'entrée de l'amplificateur de puissance est un signal électrique.