Brevet FR2265472A1 — publié le 19751024

La presente invention a pour objet une machine -pour fabriquer en continu des tubes coniques en tôle de grande longueur. Comme dans les dernières années, la capacité d'éclairement des organes d'éclairage, notamment des organes d'éclairage public, s'est sensiblement améliorée, les poteaux d'éclairage placés sur tue bord des autoroutes, des parcs ou des grands squares ont pu devenir très hauts et effiles. En consé -quence, pour conserver une résistance suffisante aux forces exercées notamment par le vent, on a donné à ces poteaux d'éclairage une forme telle que le diaètre de la partie de base soit assez grand alors que celui de la partie supérieure est relativement petit. Lorsqu'il n'est pas nécessaire que le tube constituant un poteau d'éclairage du genre précité présente une forme conique, on peut fabriquer ce tube d'une manière simple en faisant passer la tôle dans des matrices ou entre des rouleaux ou galets de formage. Mais dans le cas considéré dans la présente invention, où l'on désire produire un tube conique, il est impossible d'utiliser des matrices. En outre, il est extrêmement difficile du point de vue technologique de produire un tube présentant exactement la conicité voulue en faisant simplement passer la tôle dans I'espace de façonnagedéfini entre les rouleaux ou galets précités. Par ailleurs, si au lieu d'appliquer le procède ci-dessus, on introduit une longueur considérable de tôle dans un certain nombre de postes de façonnage permettant de conferer à la tôle une courbure appropriée, il faut beaucoup de temps pour faire sortir, par rotation inverse des rouleaux ou galets le tube conique de ces postes de façonnage. Par conséquent, ce procédé n'est pas efficace. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des réalisations connues, et un objectif important de l'invention consiste à-mettre en oeuvre un procédé de fabrication d'un tube conique, qui est effectué en deux phases, à savoir une phase primaire ou de préparation destinée à produire un tube de profil conique grossier et une phase finale ou de finissage destinée à produire un tube présentant le profil parfaitement conique tel qu'on désire l'obtenir. A cet effet, la tôle est introduite dans un dispositif primaire ou de préparation; après avoir traversé ce dispositif primaire, elle est introduite dans un dispositif de finissage où l'on effectue une opération de profilage conique précis du tube en faisant passer ce dernier entre des rouleaux ou galets de formage. On obtient alors un tube parfaitement conique qui est retiré du dispositif de finissage par rotation des rouleaux de formage en sens inverse. L'invention a également pour but d'améliorer le rendement des opérations effectuées par les dispositifs primaire et de finissage, en permettant de relier successivement un dispositif primaire à plusieurs dispositifs de finissage. Aussi, après qu'un dispositif de finissage a termine une opération de profilage conique, il est écarté du dispositif primaire de façon à permettre au tube conique fini d'être alors retiré du dispositif de finissage. Pendant ce temps, un autre dispositif de finissage est relié au dispositif primaire de préparation-et effectue à son tour une opération de profilage conique. Par consequent, la machine selon l'invention permet de produire sensiblement en continu des tubes coniques. Dans le cas d'un tube de grande longueur, il peut arriver que le joint ne puisse pas conserver sa configuration strictement rectiligne, c'est-à-dire une configuration dans laquelle ce joint coincide avec une ligne droite longitudinale; ceci peut se produire du fait du poids él-evé du tube ou du fait d'un traitement de profilage conique insuffisant. Dans ce cas, on se heurte à l'in convénient de devoir exécuter différentes opérations consécutives, par exemple dans une machine permettant de redresser les tubes, ou bien dans une soudeuse, afin de corriger les déformations dû joint précité.On doit noter en outre que du fait que le degré de conicité dans le cas d'un tube conique de grande dimension diminue dans la direction longitudinale, il est extrêmement difficile de corriger même une déformation minime de la ligne de jonction, ou du joint, d'un tel tube. D'autre part, la correction insuffisante de la ligne de jonction donne lieu à des difficultés lors de I'opération de soudage du joint du tube, et elle a une forte influence nuisible sur la précision du tube fini L'invention a également pour but d'empêcher efficacement une déformation du joint ou de la ligne de jonction, grâce à l'insertion d'un rouleau ou galet de guidage dans le dispositif de finissage. Comme indiqué précédemment, le procédé pour produire un tube conique selon l'invention est divisé en deux phases, à savoir une phase primaire ou de préparation où l'on produit un tube de profil conique grossier, et une phase de finissage servantàproduire un tube parfaitement conique. Dans la phase primaire de preparation, on fait simplement passer la tôle dans un dispositif primaire de préparation puis, dans la phase de finissage, on donne à la pièce tubulaire ainsi obtenue un profil conique précis au moyen d'une pluralité de rouleaux ou de galets rotatifs. Ensuite, on extrait sans heurt le tube parfaitement conique du dispositif de finissage en faisant tourner les rouleaux ou galets en sens inverse. Ainsi, on peut fabriquer des tubes coniques d'une manièce sensiblement continue et efficace. Dans les machines connues à fabriquer des tubes coniques, on rencontre l'inconvénient de devoir laisser un léger intervalle entre le dispositif primaire de préparation et le dispositif de finissage. En outre, il est extrêmement difficile de transférer automatiquement un tube conique de grande longueur du dispositif de préparation vers le dispositif de finissage; il est également très difficile d'effectuer un cintrage de manière telle que l'axe du tube conique coïncide avec l'axe du cercle délimité par les galets ou-rouleaux du dispositif de finissage. Lorsque ce centrage n'est pas réalisé rapidement et avec precision, le rendement de l'opération diminue et, dans certains cas, il peut se produire des chocs entre le métal du tube et les organes du dispositif de finissage L'invention a en outre pour but de prévoir proximite de la sortie du dispositif primaire ou dispositif de preparation des moyens capables d'assurer un centrage automatique et efficace de la piece métallique préformée pénétrant dans le dispositif de finissage après sa sortie du dernier poste de travail du dispositif de préparation. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données dans un but illustratif et non limitatif La Figure 1 est une vue en-plan de l'ensemble de la machine de fabrication de tubes coniques suivant l'invention. La Figure 2 est une vue enelévation de la machine selon la Figure 1. La Figure 3 est une vue latérale à plus grande échelle, prise suivant la ligne III- I-Il de la Figure 2, et montrant les rouleaux ou galets servant à donner à la tôle le profil cczurbe désiré. La Figure 4 est une vue en élévation prise suivant la ligne IV-IV de la Figure 2 et montrant des rouleaux mobiles en direction verticale. La Figure 5 est une vue en élévation à plus grande échelle prise suivant la ligne V-V de la Figure 2 et montrant les rouleaux de la machine selon l'invention. Èa Figure 6 est une vue schématique en plan d'un poste de formage. La Figure 7 est une vue latérale schématique duposte de la Figure 6. La Figure 8 est une vue en élévation prise suivant la ligne VIII-VIII de la Figure 6 et représentant schématiquement le poste que montre cette même Figure. La Figure 1 montre la position de plusieurs dispositifs de finissage ss et B' disposés en deux rangées et appelés à produire des tubes finis présentant la conicité définitive désirée. Cette Figure montre également le dispositif primaire ou dispositif de préparation A. Sur la Figure 2, on a représenté une vue d'ensemble des dispositifs de finissage et du dispositif de préparation, ce dernier étant indiqué schématiquement. La- référence 1 désigne un support servant à mettre en place les tôles à façonner. La référence 2 désigne une tôle qu'on désire façonner pour former un tube conique et qui a subi un façonnage préalable. La référence 3 désigne un des postes de travail appelé à transformer la tôle utilisée en tube conique. Les différents postes de travail sont alignés les uns sur les autres à partir de l'entrée du dispositif de préparation (extrémité gauche de la partie désignée par A sur la Figure 2) jusqu'à la sortie de ce dispositif de préparation (côté droit de ladite partie A de la Figure 2). Chaque poste de travail comporte un moteur 4. te mouvement de rotation du moteur intéressé est transmis aux rouleaux ou galets associés par des chaînes ou par une courroie 5, ou encore par l'intermédiaire d'un réducteur à engrenages 6. Ainsi qu'il ressort de la Figure 3, quatre rouleaux sont liés cinétiquement entre eux par des engrenages associés, et le mouvement de rotation est transmis à ces quatre rouleaux par l'intermédiaire d'un arbre 8. Un passage calibré 9 forme par quatre rouleaux doit être ajusté de manière à correspondre au diamètre maximum du tube conique qui passe à travers les rouleaux intéressés.Puisque le degré de conicité du tube n'est en général pas excessivement grand, l'opération de profilage conique de la partie du tube présentant le plus petit diamètre n'est pas affectée, même si le passage calibré formé par quatre rouleaux associés dans le dispositif de préparation correspond au diamètre maximum. Un, ensemble à rouleau capable de se déplacer vers le haut et vers le bas est installé à proximité de la sortie du poste 3 du dispositif de préparation. Cet ensemble comporte un rouleau 40 déplaçable vers le haut et vers le bas, un contacteur de limitation de course et un élément d'entraînement déplaçable vers le haut et vers le bas. Le contacteur peut être fixé en tout endroit approprié dans l'espace délimité par les rouleaux, et il est actionné lorsqu'il entre en contact avec la tôle qui passe dans l'intervalle-defini entre les rouleaux. Le rouleau mobile 40 doit être situé dans le centre du tube conique et il doit être monté de façon telle que le centre dudit rouleau coïncide d'une manière sûre avec l'axe du tube conique, pendant le déplacement longitudinal de celui-ci.Dans le mode de réalisation représenté, l'axe du rouleau 40 est perpendiculaire à l'axe du tube conique. La référence 42 désigne un rouleau auxiliaire qui est placé en llextremike du poste de travail et qui fait saillie à partir de celui-ci de manière à venir se placer en regard du rouleau mobile 40. On peut obtenir un centrage encore plus efficace en disposant un rouleau 40 déplaçable vers le haut et vers le bas, non seulement à la sortie du poste de travail mais également à son entrée. Le rouleau mobile 40 est monte sur la tige 46 d'un vérin pneumatique 45 à l'aide d'un bras 44 et de branches 43. Lo-rsque le vérin pneumatique est alimenté en air comprimé par un dispositif d'alimentation non representé sur les dessins, le rouleau associé se déplace vers le haut ou vers le bas, dans la direction de la tige 46, l'amplitude de ses déplacementscorrespondant à celle de la course du vérin. A la place du vérin pneumatique précité, on peut utiliser un verin hydraulique ou tout autre dispositif analogue pour provoquer les déplacementsdu ou des rouleaux associés vers le haut et vers le bas. On doit noter toutefois que quelque soit le type de verin utilisé, ce dernier doit être capable d'exercer une force de poussée considérable. Dans l'exemple représente, on prévoit, en plus du dispositif primaire de préparation A dans lequel passe la tôle 2, deux dispositifs de finissage B et Bl disposés côte à côte, à proximité immédiate de la sortie du dispositif de préparation; les dispositifs B et B' présentent une construction identique, et par conséquent on se contentera de- décrire ici d'une manière detaillée seulement le dispositif de finissage B. Ce dispositif de finissage comporte une pluralité de postes de travail ou de formage 20 qui sont montés sur une base commune 21. La longueur totale t de ces postes doit être plus grande que celle du tube conique qu'on désire fabriquer. Tout comme dans le dispositif primaire de préparation, le dispositif de finissage comporte des rouleaux 22 définissant un passage calibré 23, en coupe transversale. Toutefois, et contrairement au dispositif de préparation A, le passage calibré 23 devient progressivement plus petit, en ce qui concerne son diamètre, dans la direction X qui est la direction d'avance de la tôle à façonner ce qui permet d'obtenir le degré de conicité voulue.La référence 17 désigne un groupe d'engrenages qui impriment un mouvement de rotation dans une même direction à tous les rouleaux 22, au moyen d'une chaîne 25 reliant lesdits engrenages. Ce mouvement de rotation est imprimé à la chaîne 25 par un moteur 26, une courroie 27, une poulie 28, un engrenage réducteur 29 et un engrenage de commande 30. Ces organes et-engrenages sont disposés dans chacun des différents postes de façonnage afin d'empêcher une dispersion excessive du couple de rotation transmis et afin de maintenir ce couple à une valeur uniforme pour l'entrainement des rouleaux 22 assurant le façonnage du tube conique. Le dispositif de finissage comporte un chariot 31 placé sous la base 21. Ce chariot est monté sur un rail 32 disposé transversalement par rapport à la direction d'avance de la tôle dans le dispositif de préparation, et il est entraîné par un moteur 33 de manière que la base 21 se déplace sur le rail précité. Par conséquent, le dispositif de finissage peut exécuter un mouvement alternatif sur le rail. Chacun des différents dispositifs de finissage B, B' est placé sur le rail 32 de maniereà être espacé du dispositif voisin par un certain intervalle défini par une poutre. La référence 34 désigne un câble électrique relié au moteur 33 et à d'autres dispositifs. La référence 35 désigne une poutre de liaison prévue entre les dispositifs de finissage B et B'. Les références 36 et 37 désignent le support servant à la mise en place du tube conique fini. Par ailleurs, les dispositifs de finissage B et B' comportent des moyens pour empêcher une déformation du joint, ou de la ligne de jonction, du tube conique, ainsi qu'il ressort des Figures 6 à 8. La Figure 6 montre schématiquement un poste de travail comportant des rou leaux herizontaux supérieurs 50a et 50b, des rouleaux horizontaux inferieurs 51a et 51b et des rouleaux verticaux de gauche 52a et 52b ainsi que des rouleaux verticaux de droite 53a et 53b. Ainsi qu'il ressort des Figures, chacun des quatre rouleaux de chaque groupe comporte à ses deux extrémités des engrenages, ces engrenages permettant d'accpupler les quatre rouleaux de chaque ensemble. Les quatre rouleaux sont entraînés en rotation par des engrenages menants 54a, 54b. Comme on l'a-indique par la référence 23, un passage calibré sensiblement circulaire est défini par les quatre rouleaux de chaque groupe; la tôle à façonner est appelee à être introduite dans ce passage calibré. Un tube 55 qui a reçu une courbure appropriée dans le dispositif de preparation A est engagé dans le poste de travail du dispositif de finissage dans la direction indiquée par une flèche sur la Figure 6, afin d'être mis en forme parfaitement conique dans ce poste. Le dispositif de finissage comporte une pluralité de postes de travail au de façonnage alignés les uns sur les autres. Lorsque le tube 55 passe par les postes de travail du dispositif de finissage, la ligne de jonction ou le joint 56 du tube est dirigé vers le haut ainsi que le montre la Figure 6. Des rouleaux de guidage 57 et 58 sont prévus entre les deux rouleaux verticaux 50a et 50b. Dans l'exemple représenté sur la Figure 6, les rouleaux de guidage précités ne sont pas entraînes. Toutefois, il est évidemment possible d'entraîner ces rouleaux de guidage 57 et 58 en l-es accouplant aux rouleaux horizontaux 50a et 50b. Une bride 59 est disposée dans une partie sensiblement centrale du rouleau de guidage 57 et appelée à entrer en contact avec le joint ou la ligne de jonction 58 du tube 55 lorsque celui-ci passe par le passage calibré décrit ci-dessus. On va décrire ci-dessous le fonctionnement de la machine selon l'invention. La tôle 2 est engagée partir du support assurant sa mise en pl-ace, dans les postes de travail ou de façonnage du dispositif de préparation A ou elle est transformée en un tube présentant une certaine courbure. Lorsque la tôle 2 pénetre dans le premier poste 3, la surface extérieure de la tôle est étroitement appliquée contre les rouleaux 7. Sous f'effet de la rotation des rouleaux, la tôle est transformée en un tube présentant une certaine conicité, à mesure qu'elle progresse vers la sortie du dispositif. Ensuite, le tube entre en contact avec le contacteur de limitation de course 41.De lfair comprime est alors amené vers le vérin pneumatique précité et par conséquent les rouleaux 40 commencent à effectuer un mouvement descendant De ce fait, l'extrémité du tube sortant du poste de travail considéré est soumise à une pression dirigée vers le bas, exercée par le rouleau 40. En ajustant la force de poussée dirigé vers le bas de ce rouleau, on peut assurer automatiquement et efficacement un centrage du tube conique à la sortie du dispositif de préparation. Sous l'effet de cette force de poussée exercée par le rouleau 40, le tube conique est maintenu fermement entre ledit rouleau 40 et le rouleau auxiliaire 42, et il sort du poste de travail final sans distorsion de sa ligne médiane longitudinale.Il ressort de ce qui précède que le dispositif selon l'invention permet un centrage aise du tube conique, pendant cette phase de sa fabrication. En proportion de l'augmentation du diamètre du tube conique, le rouleau 40 remonte progressivement et assure toujours le centrage du tube. Par consequent, le-tube qui présente, à la sortie du dispositif de préparation, un certain * degré de conicité, peut être engagé dans le dispositif de finissage dans une position parfaitement centrée, c'est-à-dire de façon telle que l'axe du tube coïncide avec précision avec le centre du cercle délimité par les rouleaux de façonnage du dispositif de finissage. De ce fait, lors de la sortie de l'ex trémité du tube conique du poste de travail final du dispositif de préparation, ce tube ne risque point d'être endommagé en heurtant le bâti du dispositif de finissage ou d'autres organes de ce dernier.On comprendra que, de ce fait, le tube conique peut être fabriqué d'une maniere parfaitement efficace, sans aucun incident indésirable. Le dispositif de finissage B est placé à la sortie du dispositif de préparation A, et il peut être déplacé sur le rail précité à l'aide du moteur 33. Sous l'effet du mouvement de rotation des rouleaux 7, la tôle 'à façonner est engagee dans les postes de travail du dispositif de finissage pour être alors transformée en un tube parfaitement conique présentant le degré de conicité désiré. Ensuite, lorsque le dispositif de finissage est écarté du dispositif de préparation, un autre dispositif de finissage analogue B' est amené vers une position dans laquelle il est reliéàla sortie du dispositif de préparation A Pendant que le dispositif de finissage B'- effectue l'opération de profilage conique comme décrit ci-dessus par rapport au dispositif de finissage B, le tube conique précédemment mis en forme est extrait du dispositif de finissage B; à cet effet, on fait tourner en sens inverse les rouleaux 22, le tube in téressé étant alors placé sur le support 36. -Par ailleurs, lorsque le dispositif de finissage B' a termine son opération de profilage conique, il est ramené vers son emplacement initial, et le dispositif de finissage B est amené à nouveau vers la position dans laquelle- il est en liaison avec la sortie du dispositif de préparation A. Etant donné que les dépacements decrits ci-dessus des deux dispositifs de finissage B et B' s'effectuent automatiquement, les tubes coniques sont fabriqués d'une manière sensiblement continue. Lors de l'introduction du tube 55 dans les postes de travail, dans la direction indiquée par la flèche de la Figure 6, ce tube est avancé vers la droite (tel que représente sur la Figure 6) par la rotation de chacun des rouleaux 50a-53a et des rouleaux 50b-53b, la surface extérieure du tube en voie de formation entrant en contact avec les surfaces des rouleaux 50a, 51a, 52a, 53a, d'une part, et les surfaces des rouleaux 50b, 51b, 52b et 53b, d'autre part, qui définissent un passage calibré. La ligne de jonction 56 longitudinale du tube entre en contact avec la bride 59 du rouleau de guidage, de sorte que cette ligne de jonction soit maintenue dans la position voulue, dans chacun des postes de travail ou de façonnage.Par conséquent, même si une pression est exercée par un des rouleaux 50a à 53a et par les rouleaux 50b à 53b, il ne peut se produire aucune déformation de cette ligne de jonction'du tube conique. Comme indiqué ci-dessus, la présente invention permet de fabriquer des tubes coniques de façon continue grâce au fait qu'un dispositif primaire de préparation est associé successivement à plusieurs dispositifs de finissage. Etant donné que la machine selon l'invention est divisée en deux parties, à savoir un dispositif primaire de préparation servant à produire un tube présentant un profil conique grossier, et un dispositif de finissage servant à donner à ce tube un profil qui présente la conicité désirée, la tôle est mise en forme progressivement sans qu'elle ait à subir une déformation brutale. De ce fait, on peut fabriquer un tube présentant une conicité absolument précise et une configuration parfaitement régulière du joint du tube. De plus, étant donné que le tube obtenu grâce à la présente invention ne présente aucune déformation du joint ou de la ligne de jonction, ni aucune déformation du tube dans son ensemble, ce tube peut être fabriqué dans les conditions les plus favorables. Par ailleurs, un important avantage de la présente invention réside dans le fait que tout redressement éventuel ainsi que le soudage du joint du tube après le façonnage de ce dernier peuvent être effectués avec une plus grande précision et une plus grande efficacité, par comparaison aux procédésclassiquesde fabrication des tubes coniques du genre considéré. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réali- sation décrits et représentés. Elle est susceptible de nombreuses modifications et autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Machine pour fabriquer en continu des tubes coniques, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif primaire de préparation appelé à façonner une tôle de manière à donner à celle-ci un profil conique grossier, et au moins deux dispositifs de finissage appelés à donner à la tôle ainsi preformée un profil présentant la conicité définitive désirée, ladite machine comportant des rouleaux définissant des passages calibrés appelés à donner à ladite tôle une courbure prédéterminée dont le rayon diminue progressivement dans la direction de l'avance de ladite tôle dans ladite machine, celle-ci étant caractérisée en outre en ce que lé tube conique fini peut être retiré de ladite machine par rotation des rouleaux précites dans un sens inverse a celui de leur rotation pendant le processus de formage dudit-tube, lesdits dispositifs de finissage étant disposés sur un rail s'étendant transversalement à la direction de l'avance de ladite tôle, cependant que lesdits dispositifs de finissage sont reliés successivement à la sortie dudit dispositif primaire de préparation, grâce à des déplacements convenables desdits dispositifs de finissage sur ledit rail. 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des dits dispositifs de finissage comporte au moins un rouleau de guidage comprenant une bridge périphérique qui est placée en registre avec la ligne de jonction du tube conique obtenu par le façonnage de ladite tôle, ladite bride entrant en contact avec ladite ligne de jonction pendant l'avance du tube a travers le dispositif de finissage intéresse, de manière à empêcher toute distorsion ou deformation de ladite ligne de jonction. 3.- Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit dispositif primaire de préparation comprend plusieurs postes de travail alignés les uns sur les autres, ces postes comprenant des rouleaux de formage appelés à donner à ladite tôle une courbure appropriée, lesdits rouleaux étant agencés de façon telle qu'ils forment, par leurs surfaces périphériques un passage calibré sensiblement circulaire présentant le diamètre maximum du tube conique à fabriquer, ladite machine comportant également un dispositif d'entraînement desdits rouleaux et un ensemble de rouleau déplaçable vers le haut et vers le bas, lequel ensemble est disposé à proximité de la sortie d'au moins un desdits postesde travail et associé à un contacteur de limitation de course qui est disposé et agencé de manière à entrer en contact avec la tôle lorsque celle-ci passe entre les rouleaux intéressés, ladite machine comportant de plus un vérin commandé par ledit contacteur et un rouleau déplaçable vers le haut et vers le bas qui est monté sur l tige du piston dudit vérin de manière à être capable d'exercer une force de poussée sur la tôle passant entre les rouleaux intéressés dudit poste.