Brevet FR2510436A1 — publié le 19830204

La présente invention concerne la production de tubes et de barres et a notamment pour objet une machine destinée à cintrer les tubes et à les mettre en bottes Cette machine peut être utilisée avec succès, par exemple, comme dispositif de sortie d'un train de soudage ou d'un train de laminage de tubes. Les dispositifs pour le cintrage de tubes existant à l'heure actuelle sont utilisés pour obtenir des bottes de tubes dont toutes les spires ont le même diamètre, ou encore pour cintrer des tubes courts. Ces dispositifs ne réalisent pas la répartition des spires des bottes et ne comportent aucun système permettant de maintenir le diamètre prescrit des spires en cas de variation des propriétés mécaniques du tube suivant sa longueur ou en cas de variation du diamètre dudit tube.De ce fait, les spires des bottes de tubes obtenues à l'aide de tels dispositifs n'ont pas un diamètre constant et ne sont pas disposées d'une manière compacte, de sorte qu'elles peuvent s'enchevêtrer pendant les opérations ultérieures, ce qui, en général, conduit à la rupture du tube, diminue la cadence de fabrication et, par conséquent, le rendement des machines de façonnage des tubes telles que, par exemple, les trains d'étirage, les chaînes de finissage des tubes alimentés à partir des bottes, etc. Il existe un dispositif à cintrer les tubes par étirage, comprenant un porte-filière renfermant une matrice d'étirage, un tambour d'entraînement sur lequel s'enroule le tube à cintrer, un mécanisme d'avance et de réception du tube (cf., par exemple, le livre de I.V. Rozov " La fabrication des tubes ", Moscou, Métallurgia, 1974, page 416). Toutefois, les spires de la botte de tube produite à l'aide de ce dispositif ont un diamètre instable qui varie en fonction de l'effort d'étirage, du diamètre et de l'épaisseur des parois du tube ainsi que des propriétés mécaniques du tube, etpeut être supérieur ou inférieur au diamètre du tambour. Une telle botte n'est pas compacte et ses spires, surtout dans le cas d'un tube de grande longueur et de faible section transversale, s'entrelacent et rendent difficile le traitement ultérieur de la botte. L'installation de mise en bottes d'un fil métallique, selon le brevet d'invention Etats Unis d'Amérique NO 3 270 979 (6.09.1966, cl. 242-82), comporte un organe de cintrage comprenant un disque de cintrage, un jeu de galets de cintrage et de serrage, une commande électrique et un dispositif de réception. Cette installation présente les mêmes inconvénients que le dispositif connu décrit ci-dessus. En outre, cette installation n'est pas pourvue d'un mécanisme de répartition des spires, nécessaire à l'obtention d'une botte compacte et excluant l'entrelacement des spires. On connaît aussi une machine à cintrer les tubes par roulement, comportant un châssis, un organe de cintrage et un mécanisme d'entraînement. Cette machine est destinée à cintrer les tubes courts (cf. l'ouvrage de A.I. Galperine "Machines et équipement pour le cintrage des tubes "), Moscou, éd. Machinostroenié, 1967, pp. 34 et 48). Enfin, il existe une machine à cintrer les tubes qui comporte un ensemble de commande, un ensemble de cintrage composé de plusieurs galets et monté sur un châssis, l'un desdits galets étant un galet de cintrage, une commande de déplacement dudit galet de cintrage dans le plan de cintrage, ledit déplacement étant assuré par un gabarit à l'aide d'un galet palpeur ou suiveur et d'un entraîneur (cf. l'ouvrage de A.I. Galpérine "Machines et équipement pour le cintrage des tubes ", Moscou, Machinostroenié, 1967, page 49). Dans cette machine, un gabarit rigide impose une position déterminée du galet de cintrage dans le plan de cintrage. Toutefois, cette position ne garantit pas l'obtention du rayon de courbure prescrit si les propriétés mécaniques et les dimensions de la section transversale du tube varient. De plus, ce dispositif connu ne permet de façonner que des tubes de longueur limitée, déterminée par la longueur du gabarit, et ne peut être utilisé pour des tubes d'une longueur supérieure. On s'est donc proposé de mettre au point une machine à cintrer les tubes qui permettrait de travailler des tubes de grande longueur et de différentes sections transversales, indépendamment de la variation des propriétés mécaniques suivant la longueur du tube, et d'obtenir des bottes de tubes dont les spires ont le diamètre prescrit et sont disposées d'une manière compacte de façon à éviter l'entrelacement des spires et à ne pas rendre plus diffici- les les opérations ultérieures de traitement à haute vitesse du tube alimenté à partir de la botte sur des trains d'étirage ou sur des chaînes spécialisées de traitement des tubes. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une machine à cintrer les tubes, comportant un dispositif d'alimentation, un mécanisme de cintrage comprenant un galet de cintrage muni d'une commande pour son déplacement dans le plan de cintrage, un galet palpeur ou suiveur relié à la commande de déplacement du galet de cintrage, et un dispositif de réception des spires de tube obtenues, caractérisé, selon l'invention, en ce que le galet palpeur est disposé de manière qu'il puisse coopérer avec le tube en aval (suivant le sens de mouvement du tube) du galet de cintrage et se trouve sur l'un des bras d'un levier à deux bras, dont l'axe de rotation intersecte l'axe du tube arrivant dans la machine à cintrer les tubes, tandis que sur l'autre bras dudit levier est monté un élément de contact mobile faisant partie de la commande de déplacement du galet de cintrage, ledit élément mobile étant disposé de façon à pouvoir entrer en contact à tour de rôle avec l'un de deux éléments de contact montés fixes et faisant partie de ladite commande de déplacement du galet de cintrage mentionné. Il est avantageux de réaliser l'élément de contact mobile de la commande de déplacement du galet de cintrage de manière qu'il puisse se déplacer suivant la longueur du bras de levier sur lequel il est monté. Dans ce cas, il est possible d'équiper l'élément de contact mobile d'un moyen pour son déplacement rectiligne alternatif suivant la longueur du levier dans les limites déterminées par les diamètres extérieur et intérieur choisis de la botte à obtenir, ou bien, il est possible de disposer les éléments de contact fixes de la commande de déplacement du galet de cintrage sur une plate-forme montée de manière à pouvoir effectuer un mouvement rectiligne alternatif par rapport à l'élément de contact mobile dans des limites déterminées par les diamètres extérieur et intérieur choisis de la botte. Il est désirable de réaliser le dispositif de réception de manière qu'il puisse effectuer un mouvement rectiligne alternatif dans un plan parallèle au plan de cintrage et dans le sens de déplacement du galet de cintrage, en synchronisme avec ce dernier. Dans le but d'assurer l'obtention d'une botte compacte, il est possible de munir la machine à cintrer les tubes d'un guide fixé en porte-à-faux, disposé dans le plan de cintrage et ayant une longueur au moins égale au diamètre maximal de la botte à obtenir, et de disposer sur ledit guide des galets de guidage fous assurant le déplacement libre de la spire de tube en formation vers le dispositif de réception. La machine à cintrer les tubes exécutée conformément à la présente invention permet d'enrouler en bottes des tubes de pratiquement n'importe quelle longueur et dont les dimensions en section transversale varient suivant leur longueur et indépendamment de la variation des propriétés mécaniques des tubes pendant l'enroulement des tubes en bottes. La machine permet de réaliser des bottes de diamètre prédéterminé, enroulées d'une manière compacte supprimant tout risque d'entrelacement des spires pendant l'utilisation ultérieure de la botte. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure I represente une machine à cintrer les tubes, vue d'en haut; - la figure 2 est une vue d'en haut de l'organe de cintrage et du système d'asservissement de la inachîne à cintrer les tubes au stade initial de son fonctionnement; - la figure 3 est une vue de côté, en coupe transversale, de l'ensemble de contacts de la commande de déplacement du galet de cintrage, ainsi que le schéma de commande de cet ensemble; - la figure 4 est une vue de côté de la machine à cintrer les tubes;; - la figure 5 montre le levier muni d'un élément de contact mobile et d'un moyen pour son déplacement (vue d'en haut); - la figure 6 montre le levier muni d'un élément de contact mobile et les éléments de contact fixes avec leur moyen de déplacement. La machine à cintrer 7es tubes conforme à l'invention comporte un organe 1 d'amenée d'un tube à cintrer 2 (figures 1, 2, 4), un organe de cintrage comprenant des galets d'appui et de guidage 3, un galet de cintrage 4 et une commande 5 qui assure son déplacement. Le système d'asservissement pour le maintien du diamètre des spires du tube 2 comporte un galet palpeur ou suiveur 6 entrant en contact avec le tube 2 en aval (suivant le sens de mouvement du tube 2) du galet de cintrage 4, ainsi qu'un levier à deux bras 7. Sur un bras du levier 7 est fixe le galet palpeur 6, alors que sur son deuxième bras est monté un élément de contact mobile 8 de la commande 5 de déplacement du galet de cintrage, ledit élément mobile entrant en contact avec des éléments de contact fixes 9, 10 (figures 1, 2, 3) en matériau électroconducteur.Les éléments de contact fixes 9, 10 sont séparés l'un de l'autre par une plaque Il en matériau isolant. En outre, la machine à cintrer les tubes comporte un guide 13 fixé sur un châssis 12 et portant des galets fous 14 et, fixés eux aussi sur le châssis 12, un ressort 15 de rappel du levier 7 en position initiale et un limiteur 16 de sa course, un capteur 17 de mise hors d'action de la commande de déplacement du galet de cintrage 4 et un capteur 18 de mise hors d'action de cette commande. il est également prévu dans la machine à cintrer les tubes un dispositif 19 de réception des spires obtenues (figures 1, 4), muni d'une commande 20 de déplacement de ce dispositif, commandé par les mêmes éléments de contact 8, 9, 10. Dans le but d'obtenir une botte compacte de diamètres extérieur et intérieur prédéterminés, on a prévu dans la machine à cintrer les tubes des moyens de déplacement relatif forcé de l'élément de contact mobile 8 par rapport aux éléments de contact fixes 9, 10 de mise en action de la commande 5 de déplacement du galet de cintrage 4 et de la commande 20 de déplacement du dispositif de réception 19.Ceci est obtenu soit en déplaçant l'élément de contact mobile 8 (figure 5) suivant la longueur du bras du levier à deux bras 7 à l'aide d'une commande d'un type connu en soi, par exemple à l'aide d'une commande à crémaillère comprenant une crémaillère 21, une roue dentée 22 reliée à un moteur individuel 23, et des capteurs 24, 25 d'inversion de marche du moteur 23, soit en déplaçant la plate-forme sur laquelle sont montés les contacts fixes 9, 10, à l'aide d'une commande de conception connue, par exemple celle représentée sur la figure 6, comprenant une vis 26, un écrou 27 relié à un moteur individuel 28, et des capteurs 29, 30 dtinversion de marche du moteur 28. La machine à cintrer les tubes fonctionne de la manière suivante. Le tube 2 (figure 1) arrivant à une faible vitesse (vitesse d'engagement dans la machine ) passe à travers l'organe d'avance 1 et est dirigé par les galets d'appui et de guidage 3 vers le galet de cintrage 4. A ce moment, le galet de cintrage 4 et le galet palpeur 6 se trouvent dans leur position initiale représentée sur la figure 2, et la commande 5 de déplacement du galet de cintrage 4 est au repos. La commande 5 est mise en action par un signal du capteur 18, qui est un capteur de conception connue, par exemple un capteur photo-électrique ou un interrupteur de fin de course sur lequel agit l'extrémité avant du tube 2. Du fait qu'au moment de la mise en action de la commande 5 l'élément mobile 8 est en contact avec l'élément de contact fixe 9 (figure 2), le galet de cintrage 4 se déplace de gauche à droite et cintre le tube 2.Pendant le cintrage, le galet palpeur 6, sous l'action du tube, se déplace à droite en même temps que le bras du levier 7 qui le porte. Celui-ci,en tournant autour de son propre centre de rotation situé sur l'axe du tube 2, déplace de haut en bas l'élément de contact mobile 8 sur ltélément de contact fixe 9. Lorsque l'élément de contact 8 arrive sur la plaque isolante Il (figure 3), le circuit électrique s'ouvre, le moteur 5 cesse de fonctionner, le galet de cintrage 4 s'arrête et la spire de tube obtenue a le diamètre imposé par le réglage de la machine à cintrer. Pendant le fonctionnement de la machine, le système d'asservissement maintient le diamètre prescrit des spires. Ainsi, par exemple, si la rigidité de la partie. du tube située dans l'organe de cintrage est inférieure à celle de la partie précédente déjà cintrée, le diamètre de la spire commence à diminuer. Ceci provoque le déplacement du galet palpeur 6 à droite et l'élément de contact mobile 8 entre en contact, par déplacement du levier 7, avec l'élément de contact fixe 10. En conséquence, le moteur 5 entre en action et commence à déplacer le galet de cintrage 4 à gauche. Le diamètre de la spire commence ainsi à croître jusqu'à ce que le galet palpeur 6 retrouve saXposition préréglée et que l'élément de contact 8, en se déplaçant de bas en haut, se retrouve sur la plaque isolante 11, ce qui a pour effet de mettre le moteur 5 hors circuit et d'arrêter le galet de cintrage 4 dans la position requise. D'une manière analogue, le système d'asservissement rétablit le diamètre prescrit des spires de la botte si une partie plus rigide du tube arrive dans l'organe de cintrage. Mais dans ce cas, le diamètre de la spire commence à croître et le galet suiveur 6 se déplace à gauche. En conséquence, les éléments de contact 8 et 9 ferment le circuit d'alimentation du moteur 5 et le galet de cintrage 4 commence à se déplacer à droite en diminuant le diamètre de la spire de tube jusqu'au rétablissement de sa valeur prescrite. Pour établir le diamètre requis de la spire, on déplace l'élément de contact mobile 8 suivant la longueur du bras du levier 7 et on le met dans la position nécessaire avant de le fixer dans cette position par un moyen connu en soi, par exemple à l'aide d'une vis. Dans le but d'empêcher ltendommagement de la surface des spires du tube et de prévenir l'apparition d'un moment de torsion sur le tube 2 arrivant dans l'organe de cintrage, on déplace suivant le guide 13 vers l'un des galets fous 14 la spire de tube quittant le galet de cintrage, après quoi on la fait descendre sur la surface du dispositif de réception 19. Ayant touché le dispositif de réception 19 réalisé sous forme d'un disque monté mobile en rotation autour de son propre axe, le tube le fait tourner autour de son axe coincidant avec l'axe central de la spire de tube perpendiculaire au plan de cintrage. Afin d'assurer la coaxialité de la botte obtenue et du dispositif de réception 19 lorsque le diamètre de la spire varie, le dispositif de réception 19 se déplace en synchronisme dans le plan de cintrage et dans le sens correspondant à celui -du déplacement du galet de cintrage 4, à l'aide de la commande 20 et du système d'éléments de contact mobiles et fixes 8, 9, 10, qui mettent en action le moteur 20 et effectuent l'inversion de sa marche de la même manière (décrite ci-dessus) que pour la commande 5 de déplacement du galet de cintrage 4. S'il est nécessaire de diminuer le diamètre de la spire, on déplace le galet de cintrage 4 à droite, et le dispositif de réception 19, vers le galet de cintrage 4, c1est-à-dire de droite à gauche.S'il est nécessaire d'augmenter le diamètre de la spire, on déplace le galet de cintrage 4 de droite à gauche, et le dispositif de réception 19, de gauche 2. droite. Pour obtenir une botte compacte avec un enroulement serré des spires en plusieurs rangées dans le plan de cintrage, on réalise un déplacement forcé des éléments de contact mobiles et fixes 8, 9, 10 de la commande 5 de déplacement du galet de cintrage 4 dans des limites déterminées par les diamètres extérieur et intérieur choisis de la botte. Plusieurs variantes de réalisation sont possibles. Selon la variante représentée sur la figure 5, le diamètre de la botte varie dans les limites choisies grâce au mouvement rectiligne alternatif du contact mobile 8 suivant le bras du levier 7 à l'aide d'une crémaillère 21 en prise avec une roue dentée 22 qui est mise en mouvement par le moteur 23. En se déplaçant, la crémaillère 21 vient agir sur les contacts des capteurs d'inversion de marche 24, 25, qui effectuent alors l'inversion de marche du moteur 23 et, par conséquent, modifient le sens du mouvement de la crémaillère 21 et de l'élément de contact 8.Lors des changements de position de ltélément de contact 8 sur le bras du levier 7, la commande 5 du galet de cintrage 4 est mise en circuit successivement par l'intermédiaire des contacts 9 et 10, de sorte que le galet de cintrage 4, en se déplaçant dans le plan de cintrage, tantôt augmente, tantôt diminue le diamètre des spires de la botte. Selon la variante illustrée sur la figure 6, le diamètre de la spire de la botte varie par suite du déplacement de la plate-forme portant les éléments de contact fixes 9, 10, ce déplacement étant réalisé à l'aide de la vis 26, de l'écrou 27 et du moteur 28 déplaçant l'écrou. Le signal d'inversion de marche du moteur 28 de la plate-forme est fourni par des capteurs d'inversion 29, 30. Pendant leur déplacement avec la plate-forme, les éléments de contact 9, 10 entrent à tour de rôle en contact avec l'élément 8, les commandes 5 et 20 entrant en action dans un sens ou l'autre modifient en synchronisme le diamètre des spires et déplacent le dispositif de réception 19 pour assurer la coaxialité des spires de la botte et de l'axe du dispositif de réception 19, ce qui assure la variation du diamètre de la botte dans les limites choisies. Lorsque l'extrémité arrière du tube 2 arrive dans l'organe d'alimentation 1 (figure 1), le capteur 17, réalisé selon une conception connue en soi (ce peut être, par exemple, un capteur photo-électrique ou un interrupteur de fin de course) met au repos le système d'asservissement, met en action la commande 5 de déplacement du galet de cintrage 4 pour son retour en position de départ (figure 2), met au repos la commande 20 de déplacement du dispositif de réception et écarte les galets de l'organe d'alimentation 1 et les galets 3 de l'organe de cintrage, ce qui a pour conséquence de libérer l'extrémité arrière de la botte. La botte finie est évacuée du dispositif de réception. Sous l'action du ressort 15, le levier à deux bras 7 se déplace lui aussi à gauche et reprend sa position de départ (figure 2). Lorsque l'extrémité avant d1un tube 2 suivant s'approche de l'organe d'avance 1, l'action du tube 2 sur le capteur 17 assure le rapprochement des galets# de cet organe, qui entrent en contact avec le tube 2 et, en le faisant avancer à la vitesse d'engagement dans la machine, l'introduisent dans l'organe de cintrage. Sous l'action de l'extrémité avant du tube sur le capteur 18, la commande 5 du galet de cintrage 4 entre en action et, quand l'élément de contact mobile arrive sur la plaque isolante 11, le système d'asservissement et la commande 20 de déplacement du dispositif de réception fonctionnent à nouveau. Ensuite le fonctionnement de la machine à cintrer les tubes continue de la manière décrite plus haut. REVENDICATIONS 1.- Machine à cintrer les tubes, comportant un dispositif d'avance du tube à travailler, un mécanisme de cintrage comprenant un galet de cintrage (4) avec une commande (5) de déplacement de ce dernier dans le plan de cintrage, un galet palpeur (6) relié à la commande de déplacement du galet de cintrage, et un dispositif de réception (19) des spires de tube obtenus, caractérisée en ce que le galet palpeur (6) est disposé de manière à se trouver en contact avec le tube (2) en aval (suivant#le sens de mouvement dudit tube) du galet de cintrage (4) et est monté sur l'un des bras d'un levier (7) à deux bras dont l'axe de rotation intersecte l'axe du tube (2) arrivant dans la machine à cintrer, tandis que sur l'autre bras dudit levier est monté un élément de contact mobile (8) de la commande (5) de déplacement du galet de cintrage (4) de façon que ledit élément mobile puisse entrer en contact tourà tour avec l'un ou l'autre de deux éléments de contact fixes (9 ou 10) de ladite commande de déplacement du galet de cintrage (4). 2.-- Machine à cintrer les tubes conforme à la revendication 1, caractérisée en-ce que l'élément de contact mobile (8) de la commande (5) de déplacement du galet de cintrage (4) est mobile le long dudit bras du levier (7). 3.- Machine à cintrer les tubes conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément de contact mobile (8) est muni d'un moyen de déplacement automatique de ce dernier en va-et-vient le long du bras du levier (7), dans des limites déterminées par les diamètres extérieur et intérieur de la botte de tube à obtenir. 4.- Machine à cintrer les tubes conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les éléments de contact fixes (9, 10) de la commande (5) de déplacement du galet de cintrage (4) sont disposés sur une plate-forme mobile en va-et-vient par rapport à l'élément de contact mobile dans des limites déterminées par les diamètres extérieur et intérieur choisis de la botte de tube à obtenir. 5.- Machine à cintrer les tubes conforme à l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée en ce que le dispositif de réception (19) est mobile en va=et-vlent dans un plan parallèle au plan de cintrage, dans le sens de déplacement du galet de cintrage (4) et en synchronisme avec celui-ci. 6.- Machine à cintrer les tubes conforme à la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un guidage (13) fixé en porte-à-faux, disposé dans le plan de cintrage et ayant une longueur au moins égale au diamètre maximal de la botte de tube à obtenir, et en ce que sur ledit guidage sont disposés des galets fous (14) supportant la spirale de tube en formation et permettant son déplacement libre, sans détérioration de sa surface, vers le dispositif de réception (19).