Brevet FR2467645A1 — publié le 19810430

La présente invention se rapporte, d'une façon générale, à des plieuses ou machines à cintrer et elle vise,plus spécialement, des perfectionnements apportés à un outil de cintrage - ou de pliage - servant à plier sous pression une ébauche, comme par exemple une tôle métallique de forme allongée, pour en faire un profilé, ou une pièce en forme de canal, présentant une section transversale en forme de V, en forme de L, ou en forme de Z par exemple. On utilise un grand nombre de profilés métalliques de types divers présentant une section en forme de L, de V ou de Z, par exemple, pour en faire des consoles, des éléments de renforcement, etc..., destinés à des structures, des machines ou des installations de types divers. Les profilés ayant de telles sections transversales sont généralement réalisés à l'aide de machines à cintrer à presse hydraulique, comme par exemple celle qui est représentée sur la figure 1 et on peut se les procurer par exemple auprès de la société American Bending Company des Etats-Unis d'Amérique, de la société française Promecam ou de la société japonaise Amada Company. En vue de mieux faire comprendre les caractéristiques avantageuses de l'invention, on décrira ci-après, de façon assez détaillée, une machine à cintrer à presse hydraulique de type connu. La figure 2 est une vue partielle, en perspective et à plus grande échelle, d'une partie de la machine à cintrer à presse hydraulique, désignée dans son ensemble par la lettre P sur la figure 1. La figure 2 montre un outil de cintrage constitué par un élément mule de matrigage, ou poinçon 2, monté sur le châssis 1 de la machine à cintrer P et par un femelle de matriçage ou matrice femelle - 3 comportant une cavité à section transversale cn V, cette matrice étant montée sur une table 4, ces deux!léments de matriçage étant monter en regard 1 'un de l'autre dans la direction verticales Normalement, cette table 4 est soulevée verticalement de façon que l'élément male, ou poinçon, 2 s'engage dans la cavité en forme de V de l'élément femelle 3, de sorte qu'une tôle métallique 6 intercalée entre le poinçon 2 et l'élément femelle 3 en forme de V se trouve pliée en un profilé de forme correspondante. Les figures 3 à 5 représentent des dispositifs permettant de confectionner un profilé en forme de Z ou de L, à l'aide de la machine à cintrer P. On se reportera d'abord à la figure 3 qui illustre un mode d'usinage permettant de plier une barre métallique plate pour obtenir un profilé en forme de L. L'outil de cintrage comprend un élément male de matriçageou poin- çon, 2 fixé au châssis de la machine à cintrer P à l'aide par exemple de boulons 5, et un élément femelle de matri- çage 3 comportant une cavité à section transversale en - forme de V, cet élément femelle étant fixé sur la table 4 de la machine à cintrer. Ce poinçon 2 et la matrice femelle 3 sont montés en regard l'un de l'autre dans la direction verticale. On intercale, entre ce poinçon 2 et la matrice femelle 3, la tôle 6 à traiter, qui prend la forme d'un profilé en L sous l'effet de la compression engendrée par le déplacement de l'un des éléments de matriçage 2 ou 3 versl'autre, c'est-à-dire par le déplacement relatif de l'élément mâle et de l'élément femelle de matriçage dans la direction verticale. Comme on peut le voir d'après la figure 3, l'extrémité inférieure de l'élément male de matriçage ou poinçon 2,constitue un dièdre de pliage d'environ 90 , dont le plan bissecteur traversant l'arête est orienté verticalement. De son côté, la matrice femelle 3 présente une cavité en forme de V, délimitée par les faces latérales inclinées situées en regard l'une de l'autre et faisant entre elles un angle d'environ 90 , le plan bissecteur de cette cavité, tra- versant l'intersection des deux faces étant orienté vertica- lement. Le poinçon 2 en forme de V et la matrice femelle 3 également en forme de V, disposés en face l'un de l'autre, ont une forme géométrique et une position telles que le dièdre de ce poinçon 2 en forme de V s'adapte exactement dans la cavité de la matrice femelle 3, ce poin- çon et cette cavité étant complémentaires. Par conséquent, lorsque l'on fait descendre le poinçon 2 en forme de V vers la cavité en forme de V de la matrice femelle 3 après avoir intercalé la feuille, ou tôle, 6 entre ces deux éléments, cette feuille s'adapte à force dans la cavité en forme de V de la matrice femelle 3 sous l'effet de la pression et du pliage exercés par le poinçon (c'est-à-dire l'élément mâle de matriçage) 2 et elle subit une déformation plas- tique qui en fait un profilé en forme de L. On voit ainsi comment on peut confectionner un profilé ou élément en forme de canal à section transversale en L. La figure 4 correspond à l'un des modes classiques de pliage, ou cintrage, d'une tôle métallique en un profilé en Z: un poinçon 7 présentant une extrémité inférieure de façonnage de section correspondante est assujetti au châssis 1 de la machine à cintrer P à l'aide de boulons 5 ou d'éléments analogues, tandis qu'une matrice 8, ayant une section transversale de forime complémentaire de celle de ce poinçon 7, est assujettie à la table 4, d'une manière pratiquement identique à celle de la structure représentée sur la figure 3. En rapprochant ce poinçon 7 et cette matrice 8 l'un de l'autre, par déplacement de l'un de ces éléments vers l'autre ou par déplacement des deux, dans la direction verticale, on transforme la tôle métallique 6, intercalée entre le poinçon 7 et la matrice 8 en un profilé en Z. On voit quelorsque l'on introduit le poinçon 7 dans la matrice 8, le diè5dre de ppliage 9 de ce poinçon 7 vient s'adapter exactement dans unee cavité ou rainure 10 de la matrice 8, tandis que la partie en forime de V ou dièdre Il de cette Niat rice ô vient a & engager dans une rainure 12 pratiquée dans la face dfueure u poinçon 7, d'une SS manière complémentaire. Par suites si lon choisit convena- blement la hauteur des dièdres ainsi que la profondeur des cavités du poinçon 7 et de la matrice 8, on peut plier une tôle métallique 6 d'épaisseur donnée t appliquée sur la matrice 8, pour en faire un profilé en Z conformément au profil des éléments de matriçage 7 et 8 ce qui permet de fabriquer un profilé en Z ayant une largeur de pliage h. Mais les diverses machines à cintrer - ou plieuses - à presse que l'on vient de décrire présentent certains inconvénients que l'on va exposer brièvement ci-après. Le premier de ces inconvénients réside dans le-fait que le poinçon et la matrice correspondante sont associés d'une façon non interchangeable, pour la fabrication d'un profilé en L ou en Z de dimension donnée. Par conséquent, si l'on veut fabriquer des profilés en L ou en Z de dimensions diverses, il faut prévoir un nombre correspon- dant d'outils de cintrage, c'est-à-dire de jeux de poinçons et de matrices. Chaque fois que l'on veut confectionner un profilé ayant une nouvelle dimension, il faut remplacer l'outil de cintrage par un autre ayant la dimension voulue. Cela demeure vrai dans le cas o le profilé que l'on veut confectionner ne diffère que très peu du précédent par ses dimensions. Il va sans dire que la préparation d'un grand nombre d'outils de cintrage en vue de la confection de profilés en L ou en Z de types variés serait très coûteuse et que le remplacement des poinçons et des matrices asso- ciées en fonction des dimensions du profilé que l'on veut réaliser représente une opération très lente et pénible. Ces inconvénients sont aggravés lorsqu'il s'agit de confec- tionner des profilés en Z. C'est ainsi par exemple que l'association du poinçon 7 et de la matrice 8 en vue de confectionner le profilé en Z représenté sur la figure 4 ne peut servir que pour confectionner des profilés dont la largeur de pliage h a une valeur donnée. Si l'on veut confec- tionner des profilés en Z ayant différentes largeurs h, il faut prévoir un nombre correspondant d'outils. Si l'on ne dispose d'aucun outil convenable correspondant à une dimension précise de profilé, il faut commencer par confectionner un nouvel outil de cintrage (c'est-à-dire un nouvel ensemble poinçon-matrice). Le second inconvénient réside dans le fait que, si l'on veut que la largeur h soit très faible par rapport à l'épaisseur t de la feuille ou tôle à traiter, comme dans le cas de la figure 5, le cintrage ne peut plus être réalisé avec une précision satisfaisante à l'aide des outils connus. De façon plus précise, lorsqu'il s'agit de plier une tôle métallique 6 pour en faire un profilé en Z ayant une largeur de pliage h très faible à l'aide du jeu approprié comprenant le poinçon 7 et la matrice 8, la partie de la tôle 6 qui fait saillie vers l'extérieur à partir de la partie qui est coincée entre le poinçon 7 et la matrice 8, a tendance à se plier vers le bas autour d'un point A au lieu de rester droite selon la ligne e représentée en trait mixte, comme le montre à plus grande échelle la figure 5a. Par ailleurs, la partie de la tôle 6 coincée entre les deux éléments de matriçage est écrasée et elle a tendance à diminuer légèrement d'épaisseur, avec pour conséquence un léger renflement au voisinage du point A. Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que la partie de la tôle située juste au-dessous du dièdre 9 du poinçon 7 ou située juste au-dessus du dièdre 1I de la matrice È (voir figures 4 et 5) ne peut pas atteindre le fond de la cavity associée en raison de la faible valeur de la largeur de pliage -,de sorte que le matériau déeonré tend à se déplacer vers l'extérieur en provoquant ce que l'on appelie un affaisïeuent de cisaillement. En conséquence il se reviel très difficile de cintrer une tôle métaliique pour en f aire un profil]. en Z de petite dimension avec une précision acceptable, si l'on utilise les outils de cintrage connus juqu'a ce jour. L Invention a pour but de remédier aux inconvenients des machines à cintrer classiques décrites ci-dessus, en réalisant une machine à cintrer - ou plieuse - capable de plier les tôles pour en faire des profilés ou des pièces en forme de canal, ayant des dimensions diverses, sur toute une vaste gamme de dimensions, à l'aide d'un unique jeu d'organes de pliage. L'invention a également pour but de réaliser un outil de cintrage pour machine à cintrer,-capable de plier une feuille, ou tôle, pour en faire un profilé en L ou en Z ou d'autre forme, sans nécessiter le remplacement des organes de pliage. L'invention a aussi pour but de réaliser une machine. à cintrer - ou plieuse - capable de fabriquer des profilés en L ou en Z ou d'une autre forme, de très faibles dimen- sions, avec une précision élevée. Suivant l'invention,l'outil de cintrage comprend un premier organe de pliage qui présente une première saillie de pliage formant un dièdre de pliage égal à un angle droit et une première cavité juxtaposée à cette première saillie de pliage, et un second organe de pliage présentant une seconde saillie de pliage formant un dièdre supérieur à 90 et une seconde cavité juxtaposée à cette seconde saillie de pliage, ces premier et second organes de pliage étant montés en regard l'un de l'autre de façon qu'un plan bissecteur vertical traversant le dièdre de pliage de la pemière saillie de pliage est confondu avec le plan médian de la cavité du second organe de pliage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 représente, comme signalé plus haut, une machine à cintrer à laquelle on peut appliquer l'invention; la figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, d'un outil de cintrage connu, utilisé dans la machine à cintrer de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation latérale repré- sentant, de façon schématique, un outil de cintrage de type connu servant à confectionner un profilé en L; la figure 4 est une vue latérale partielle repré- sentant de façon schématique un outil de cintrage connu servant à confectionner un profilé en Z; la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 et représente un outil de cintrage destiné à la confection d'un profilé en Z de petite dimension; la figure 5a est une vue partielle, correspondant à la figure 5 mais à plus grande échelle, montrant le fonctionnement de l'outil de cintrage; la figure 6 est une vue en élévation latérale repré- sentant, de façon schématique, un outil de cintrage selon l'invention; la figure 7 illustre la transformation par pliage d'une tôle métallique en un profilé en Z, à l'aide de l'outil de cintrage selon l'invention; la figure 8 est une vue analogue à la figure 7 et correspondant à la confection d'un profilé d'une dimension différente; la figure 9 est une vue en bout d'un profilé que l'on peut fabriquer à l'aide de l'outil de cintrage selon l'invention; et la figure 10 est une vue en perspective montrant un mode d'utilisation de lout1il selon lUinvention pour une opération de pliage ou de cin'rage L'outil de cintrage selon!inventiong tel. que représenté sur la figure 6D comprend un organe de pliage supérieur 13 et un organe de pliage inférieur 14o L'organe supérieur 12 est assujetti par l'une de ses bases au châssis 3 j 1 i'une mach-ine à cintrer = ou plieuse P au moyen de boulons 15 ou d'éléments de fixation analogues. Formée dans la masse de l'organe de pliage supérieur 13, une saillie 16 en forme de coin comporte un dièdre d'environ 90 . Un support 17, lui aussi réalisé d'une pièce avec l'élément de pliage supérieur 13, et parallèle à la saillie 16, délimite avec la saillie 16 une rainure 18 de section rectangulaire et de profondeur donnée. Dans cette rainure 18 est logé un bloc 19 de section pratiquement rectangulaire qui délimite une cavité de matriçage, ce bloc étant fixé fermement à la paroi intérieure du support 17 au moyen de vis 21 ( dont une seule est représentée). Ce bloc 19 a pour rôle de délimiter, avec la paroi intérieure de la saillie 16, une cavité de matriçage 18a. De façon à rendre réglable l'ouverture ou la largeur de cette cavité 18a, des cales d'écartement 20 sont montées entre le bloc 19 et le support 17. On comprend aisément que l'on peut faire varier sur une vaste gamme la largeur ou ouverture de la cavité 18a en utilisant un nombre plus ou moins grand de cales d'écartement 20. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 6, c'est au moyen de la vis 21, qui est fixée axialement au support 17, que l'on peut régler la position du bloc 19 de manière à faire varier l'ouverture 18a. Dans ce cas, on peut se dispenser des cales d'écartement 20. On notera qu'un sommet 22 du bloc 19 délimitant la cavité est chanfreiné sous un angle de 450 par rapport à l'horizontale (selon la figure 6). En outre, le dièdre de pliage de la saillie 16 a une position telle que le plan bissecteur vertical traverse son arête. Au-dessous de l'organe de pliage supérieur 13 se trouve un organe de pliage inférieur 14 fixé fermement à une table 4 de la machine à cintrer P au moyen de vis 23 (dont une seule est représentée sur la figure 6). En desserrant ces vis 23, on peut déplacer l'organe de pliage inférieur 14 dans les deux sens indiqués par la double flèche B sur la figure 6, ce qui permet de régler la position de cet organe inférieur par rapport à l'organe de pliage supé- rieur 13. La face supérieurede l'organe de pliage inférieur 14 comporte une saillie 24 munie d'un dièdre de pliage d'environ 90 et une rainure 25 de section pratiquement rectangulaire dans laquelle est logé un bloc 26 délimitant une cavité de matriçage, ce bloc étant fixé à un support 17a à l'aide de vis 21, ou d'éléments de serrage analogues; des cales de réglage d'écartemen sont intercalées entre le bloc 26 et le support 17a, de la même manière que les cales d'écartement de l'organe de pliage supérieur 13. Ce bloc 26 délimite, avec la paroi verticale intérieure de la saillie 24, une cavité de matriçage 25a. Un sommet 28 de ce bloc 26 est chanfreiné sous un angle de 45 par rapport à l'horizontale, sur une largeur de l'ordre de quelques millimètres, de la même manière que le bloc 19 de l'organe de pliage supérieur 13. Le dièdre de pliage de la saillie 24 est disposé de manière telle que le plan bissecteur vertical traverse l'arête de ce dièdre. La face inférieure du bloc 19 se trouve au niveau de l'arête du dièdre 16 de l'organe de pliage supérieur 13, tandis que la face supérieure du bloc 26 se trouve à la même hauteur que l'arête du dièdre de la saillie 24 de l'élément de pliage inférieur 14. Les rainures 18 et 25 ont une profondeur telle que, lorsque l'organe de pliage supérieur 13 est appliqué contre l'organe de pliage inférieur 14 pour une opération de pliage, l'arête du diddre de la saillie 16 n'arrive pas jusqu'au fond de la rainure 25 e que, de même, 1'arût' du dièdre de la saillie 24 narrive pas jusqu'au fond de la rainure 18. les organis de pliage superieur v.. et inférieur 14 Sont oSiiorn- lors"u'un pl:.an.. _ _a passant par I'aruÀhe du diEdre de la çallie 1!- est confomdu aven le plan médian entre l 2arête du di dre. de la saillie 24 1soîmiiet chanfreaià '28 {l d,loc 26 d-li!ltant la c,-... l, if2rieurea. On assure acilementn tellne -e! ise en place e nli -glant de façoin cprsondnte la positi n de l'organe de pliage inférieur 14 de la manière décrite ci-dessus. A ce propos, on voit que, du fait que les organes de pliage supérieur 13 et inférieur 14 sont disposés de façon symétrique inverse l'un par rapport à l'autre, il suffit de centrer l'organe de pliage inférieur 14 par rapport à l'organe de pliage supérieur 13, ou de faire l'inverse, pour obtenir l'alignement désiré entre ces deux organes de pliage. Pour procéder à un pliage ou cintrage, on applique sur l'organe de pliage inférieur 14 la tôle métallique 6 à plier. On fait ensuite descendre l'organe de pliage supérieur 13, de sorte que l'arête du dièdre de cet organe de pliage supérieur 13 vient comprimer cette tôle métalli- que 6, ce qui plie cette dernière à angle droit et l'enfonce dans la cavité 25a délimitée par la paroi inté- rieure de la saillie 25 et le bloc 26 de l'organe de pliage inférieur 14. L'effet de pliage, ou cintrage, s'arrête lorsque la tôle métallique traitée 6 épouse la forme du sommet chanfreiné 28 du bloc 26 et de la surface intérieure inclinée du dièdre de pliage défini par la saillie 24 de l'organe de pliage inférieur 14. En même temps, l'arête du dièdre de l'organe de pliage inférieur 14 soulève la tôle métallique 6 et la comprime dans la cavité 18a de l'organe de pliage supérieur 13, jusqu'à ce qu'elle soit pliée à angle droit et qu'elle soit appliquée contre le sommet chanfreins 22 du bloc 19 et contre la face intérieure inclinée du dièdre de pliage défini par l'organe de pliage supérieur 13. On obtient ainsi un profilé en forme de Z tel que représenté sur la figure 7. Si l'on veut obtenir un profilé en Z dont la largeur de pliage h ait une valeur différente (voir figure 4), on modifie la grandeur des ouvertures 18a et 25a délimitées respectivement par les dièdres de pliage et les blocs 19 et 26 des organes de pliage supérieur 13 et inférieur 14, en augmentant ou en diminuant le nombre des cales d'écartement, et on règle la position de l'organe de pliage inférieur 14. L'opération de pliageou cintrage, peut alors s'effectuer de la manière décrite ci-dessus, et on obtient un profilé en Z dans lequel la largeur h entre les plans extrêmes a une valeur différente. On se reportera maintenant à la figure 8. Il convient de noter que le pliage, ou cintrage, peut s'effectuer avec une grande précision même si la tôle métallique a une épaisseur t relativement grande, étant donné que la majeure partie de cette tôle 6 n'est pas bloquée dans les cavités, mais au contraire demeure libre sauf dans les parties de cette tôle qui sont inter- calées entre la face latérale de l'arête du dièdre et le sommet chanfreins, comme on peut le voir d'après les figures 6, 7 et 8. Par conséquent, la tôle ne subit aucun écrasement dans la cavité fermée hermétiquement et il ne se produit donc aucun affaissement de cisaillement, contrairement à ce qui se produit avec l'outil de cintrage de la technique antérieure. Si on arrête prématurément l'opération de pliage, ou cintrage, on obtient un profilé en Z a pliage obtus comme représenté à la figure 9. La figure 10 est une vue en perspective d'un outil de cintrage selon l'inventiono Comme on peut le voir d'après cette figure, on peut plier une tôle métallique de forme allongée, ou barre, 6 le long de son axe longitudinal pour obtenir tout profilC désiré, en utiisant un organe de piiage supérieur 13 et un organe de pliage infcrieur!4 de longueur correspondainte. L'organe de Pliage su-ripeur 13 esa al3en par les rebords entre les supports des la machine de cit tandis que l'organe de pliage in rieu. 14 est mont sS tA tabJ.e 4 fui est conçue de mainere E po-uvoir se soul eve afi- qre!'o.rgane de pliage supérieu 13 et- l,organe de.ciage infriur 14 puissent venir en pris= t 1u avec 1 'autre p-.ourg aP-crer!ie!aje ou in-a de le o Co-e o Gri tomre{nd Xas rD s la 'qui prêcró%el l'outil de cintrage selon l'invention est en mesure de confectionner des profilés en L ou en Z sur toute une vaste gamme de dimensions sans qu'il soit nécessaire de changer l'outillage, en raison du fait que chacun des deux organes de pliage en regard l'un de l'autre comportent une cavité de matriçage de grandeur réglable juxtaposée à l'arête du dièdre de pliage. Il n'y a donc pas besoin de préparer toute une série d'outils de cintrage pour la confection de profilés de dimensions différentes. L'invention se révèle donc très avantageuse du point de vue économique. En outre, l'outil de cintrage selon l'invention permet de confectionner à peu de frais et avec une précision plus grande des profilés de dimensions diverses. REVENDICATIONS 1. Outil de cintrage servant à plier une feuille ou tôle pour en faire un profilé, caractérisé en ce qu'il comprend un premier organe de pliage (13) comportant une première saillie (16) munie d'un dièdre de pliage formant un angle droit et une première rainure (18) de profondeur donnée et de largeur réglable, juxtaposée à ladite première saillie (16), et un second organe de pliage (14) comportant une seconde saillie de pliage (24) munie d'un dièdre de pliage formant un angle droit et une seconde rainure (25) de profondeur donnée et de largeur réglable, juxtaposée à ladite seconde saillie (24), les premier (13) et second (14) organes de pliage pouvant se déplacer en face l'un de l'autre de façon qu'un plan bissecteur vertical traversant l'arête du dièdre de la première saillie (16) passe par le plan médian de ladite seconde rainure (25) et qu'un plan bissecteur traversant l'arête du dièdre de ladite seconde saillie (24) passe par le plan médian de ladite première rainure (18). 2. Outil de cintrage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que, dans ladite première rainure (18) et dans ladite seconde (25) rainure est logé un bloc (respectivement 19, 26) du côté opposé audit dièdre de pliage, ce qui permet de régler la largeur de chacune desdites rainures en faisant varier la position du bloc correspondant. 3. Outil de cintrage selon la revendication 2, caracté- risé en ce que lesdits blocs (19, 26) sont montés sur les organes de pliage correspondants (respectivement 13 et 14) à l'aide de vis-mères (21, 21'), ce qui permet de régler la position de ces blocs en faisant tourner ces vis-mères. 4. Outil de cintrage selon l'une des revendication 2 îî caractérisé en ce que des cales d'écartemenît (20, 27) sont intercalées, d'une part, entre le bloc (19) et le premier organe de pliage (13) et, d'autre part: entre le bloc (26) 31-- et le second organe de pliage (14), ces cales d'écartement permettant de faire varier la position de ces blocs. 5. Outil de cintrage selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chacune desdites rainures (18, 25) et chacun desdits blocs (19, 26) ont une section de forme pratiquement rectangulaire et en ce que sur chaque bloc (19, 26), le sommet (22, 28) adjacent au dièdre de pliage correspondant est chanfreiné sous un angle d'environ 6. Outil de cintrage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'un des premier et second organes de pliage (13) peut se déplacer transversalement par rapport à l'autre. 7. Outil de cintrage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chacune desdistes rainures (18, 25) a une profondeur telle que le dièdre de pliage opposé n'arrive pas jusqu'à son fond lorsque le premier organe de pliage (13) et le second organe de pliage (14) sont en prise l'un avec l'autre.