Brevet FR2659879A1 — publié le 19910927

DISPOSITIF DE DRESSAGE D'UN FIL METALLIQUE La présente invention concerne un dispositif de dressage d'un fil métallique rigide, notamment à l'entrée d'une machine d'usinage, comportant: un bâti sur lequel sont montés des moyens de maintien de ce fil, un rotor couplé à des moyens d'entraînement en rotation continue, ce rotor étant pourvu d'un conduit axial traversé longitu- dinalement par le fil, un moyen d' entraînement en va-et-vient agencé pour produire un mouvement longitudinal relatif entre le rotor et le fil, un guide central mobile traversé par le fil et monté dans le rotor de manière à être déplacé transversalement par rapport au conduit axial, entre une position sensiblement centrée et une position excentrée, des moyens de commande d' excentration du guide central, et des guides stationnaires traversés par le fil et disposés dans le conduit axial de part et d'autre du guide central. Dans les machines destinées à la fabrication de petites pièces par usinage, notamment par décolletage, l'alimentation en matière se fait souvent sous la forme d'un fil livré en couronne, à partir de laquelle il est déroulé pour pénétrer longitudinalement dans la machine. Toutefois, un dressage préliminaire du fil est nécessaire pour assurer la rectitude de la pièce terminée En général, il est effectué par un dispositif de dressage installé à l'entrée de la machine et opérant de manière intermittente, après chaque avance du fil en vue de la fabrication d'une nouvelle pièce Il faut noter que le terme de "fil" utilisé ici peut désigner un élément métallique à profil circulaire ou non et relativement rigide, ses dimensions transversales étant généralement de l'ordre de plusieurs millimètres et pouvant aller jusqu'à environ 10 à 12 mm. L'invention concerne un redresseur du type tournant, dans lequel le fil est disposé sensiblement suivant l'axe d'un rotor contenant généralement cinq guides, à savoir un guide central mobile transversalement de manière à déformer le fil et deux paires de guides stationnaires épaulant le fil de part et d'autre du guide central Le dressage est obtenu de manière connue par une combinaison de l' excentration du guide central, de la rotation et du déplacement relatif du rotor par rapport au fil ou inversement Ces mouvements provoquent une inflexion à propagation hélicoïdale dans le fil, ce qui le déforme au-delà de la limite élastique dans une mesure appropriée pour qu'il revienne élastiquement à une forme rectiligne Bien entendu, l'amplitude de l' excentration et la distance entre les guides doivent être adaptées aux dimensions et aux caractéristiques mécaniques des différents fils à traiter. Les dispositifs connus appliquant cette technique présentent un certain nombre d'inconvénients au point de vue de la construction et de l'exploitation La nécessité d'excentrer le guide central d'une manière progressive au cours du déplacement du rotor par rapport au fil exige des mécanismes compliqués qui sont généralement commandés par des cames actionnées par un arbre à cames à partir de la machine d'usinage De ce fait, l'encombrement du dispositif est relativement grand et en particulier le rotor est beaucoup plus long que la distance occupée par les guides, à cause de l'espace nécessaire pour le mécanisme de commande entre les deux paliers du rotor De plus, ce mécanisme est relativement compliqué, avec un grand nombre de renvois, de leviers etc, d'o un coût relativement élevé, des difficultés d'équilibrage et des jeux altérant la précision de fonctionnement Par ailleurs, les constructions actuelles nécessitent un ajustement précis des guides stationnaires et cet ajustement ne peut se faire qu'à l'arrêt, d'o un temps de réglage assez long. La présente invention a pour but de fournir un dispositif permettant d' éviter substantiellement les inconvénients mentionnés ci-dessus, grâce à une construction plus simple et plus compacte, permettant de commander le guide central d'une manière aisée et précise. Dans ce but, l'invention fournit un dispositif du type indiqué en préambule, caractérisé en ce que le moyen d' entraînement en va-et- vient comporte un premier vérin hydraulique, et en ce que les moyens de commande d' excentration comportent un second vérin hydraulique qui est couplé hydrauliquement au premier vérin de manière à fonctionner à une vitesse dépendant de celle du premier vérin. Dans une réalisation préférée, le rotor est monté par des paliers sur un chariot mobile sur le bâti dans la direction longitudinale du fil et couplé au premier vérin. De préférence, le guide central comporte un support coulissant radialement dans le rotor et pourvu d'un organe d'appui à son extré- mité la plus éloignée de l'axe du rotor, et les moyens de commande d' excentration comportent une douille coulissante, montée sur le pourtour du rotor de façon à tourner avec lui et pourvue d'une surface d'appui inclinée axialement, contre laquelle est appliqué ledit organe d'appui. Ladite surface d'appui inclinée peut être formée par un élément démontable fixé à la douille coulissante et recouvrant un alésage radial dans lequel est monté le support coulissant du guide central. De préférence, ledit organe d'appui du support coulissant comporte un galet roulant sur la surface d'appui inclinée, et l' extrémité opposée dudit support est appuyée sur un ressort tendant à maintenir le galet appliqué contre ladite surface. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de commande d' excentration comportent un bloc coulissant rotatif, monté autour de la douille coulissante au moyen d'au moins un roulement, ce bloc étant couplé au second vérin et coopérant avec des butées définissant lesdites positions du guide central. De chaque côté du guide central, le rotor peut comporter un alésage axial dans lequel un manchon tubulaire contenant au moins deux guides stationnaires est monté de manière amovible, à partir d'une extrémité correspondante du rotor De préférence, chaque guide comporte un canon de guidage monté à l'intérieur d' un roulement, chacun des manchons tubulaires comporte un alésage axial cylin- drique, et les roulements des guides stationnaires sont insérés dans ledit alésage du manchon et sont maintenus axialement dans des positions respectives sélectionnées, au moyen d' entretoises tubulaires interchangeables. Dans une forme avantageuse de l'invention, les vérins hydrauliques sont à double effet et ledit second vérin, commandant le guide central, comporte deux chambres opposées qui sont raccordées alter- nativement, grâce à une vanne d'inversion à commande électrique, à une sortie du premier vérin et à une conduite du retour de fluide, de sorte que les vitesses des deux vérins sont proportionnelles l'une à l'autre Ladite sortie du premier vérin peut être raccordée à une conduite de retour à travers un clapet à ressort laissant passer ledit débit de fluide quand la course du second vérin est bloquée par une butée De préférence, le dispositif comporte des moyens pour mesurer la vitesse du rotor et pour régler le débit de fluide actionnant le premier vérin en fonction de la vitesse du rotor. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la fig 1 est une vue latérale schématique d'une installation comprenant un dispositif de dressage selon l'invention, associé à une machine d'usinage du fil dressé par ce dispositif, la fig 2 est une vue de l' arrière du chariot du dispositif de dres- sage, dans le sens d'avancement du fil, la fig 3 est une vue en coupe axiale suivant la ligne 11 I-111 de la fig 2, et la fig 4 représente schématiquement le circuit hydraulique du dispositif En référence à la fig 1, un bâti commun 1 porte un dérouleur 2 pour un fil métallique rigide 3 enroulé sur un touret 4, un dispositif de dressage du fil selon l'invention, équipé d'un chariot 6 mobile en va-et-vient le long du fil, et une machine d'usinage 7 telle qu'une décolleteuse, usinant des tronçons successifs du fil 3 et équipée d'un dispositif 8 de maintien et d'avance intermittente du fil 3 dans le sens de la flèche A Le dispositif de dressage 5 redresse une longueur déterminée du fil 3 pendant que celui- ci est maintenu arrêté par le dispositif 8, par exemple immédiatement après une opération d'avance Le dressage s'effectue au cours d'un déplacement du chariot 6 dans le sens de la flèche B. Les fig 2 et 3 montrent la partie principale du dispositif de dressage , à savoir celle qui est portée par le chariot 6 Toutefois, afin de clarifier le dessin, certains éléments tels que les liaisons électriques ou hydrauliques ne sont pas représentés en détail Le chariot 6 com- porte un châssis 10 équipé de paliers coulissants 11 pour pouvoir se déplacer en va-et-vient sur des glissières 12 fixées au bâti 1, au moyen d'un vérin hydraulique d'avance 13 à double effet, attaquant un plot 14 fixé au châssis 10 Ce châssis porte un rotor 15 d'axe 16, grâce à deux roulements 17, et un moteur électrique 18 entraînant en rotation continue le rotor 15 au moyen d'une transmission à poulies 19, 20 et à courroie crantée 21 La poulie 20 est fixée sur le rotor 15 au moyen d'une clavette et d'une bague vissée 22 pourvue d'encoches coopérant avec un détecteur 23 pour fournir un signal représentatif de la vitesse de rotation du rotor 15. Comme on le voit dans la fig 3, le rotor 15 entoure un conduit axial 24 dans lequel le fil 3 (non représenté dans cette figure) est guidé le long de l'axe 16 au moyen de quatre guides stationnaires 25 et d'un guide central 26 mobile transversalement En pratique, ces différents guides doivent être espacés les uns des autres dans une mesure correspondant approximativement à dix fois le diamètre du fil. Les guides stationnaires 25 sont montés deux à deux dans un manchon arrière 28 et un manchon avant 29 qui sont facilement amo- vibles, car ils sont insérés dans un alésage axial du rotor et vissés dans celui-ci grâce à des filetages 30, 31 et des épaulements de butée 32, 33 Chaque manchon 28, 29 est pourvu d'un alésage axial cylindrique dans lequel les guides 25 sont calés au moyen d' entretoises tubulaires 34 à 36 entre une bague d'arrêt 37 et un écrou 38 ouvert en son centre Chaque guide 25 comporte un canon de guidage 40 pourvu d'un orifice approprié à la section du fil Ce canon est monté dans la bague intérieure d'un roulement 41 dont la bague extérieure est ajustée dans le manchon correspondant 28, 29 et serrée entre les entretoises. Ainsi, tout changement de la position ou du type des guides station- naires 25 dans le dispositif de dressage peut se faire très rapide- ment, puisqu'il suffit de dévisser les manchons 28 et 29 et de les remplacer par deux autres manchons équipés au préalable des guides appropriés De cette manière, toutes les opérations de positionnement et de centrage des guides stationnaires peuvent se faire en dehors du rotor. Le guide mobile 26 comporte aussi un canon de dressage 42 traversé par le fil et un roulement 43 fixé dans un support 44 qui est monté de manière coulissante dans un alésage radial 45 du rotor, o il est guidé au moyen d'une cheville 46 et d' une rainure 47 Le support 44 est poussé, en direction d'une position centrée du guide 26, par un ressort 48 appuyé contre un couvercle 49 Ce ressort joue un rôle essentiellement à l'arrêt, car pendant la rotation du rotor le support 44 est sollicité dans le même sens par la force centrifuge Du côté opposé au ressort, le support 44 est équipé d'un galet 50 s'appuyant contre une surface 51 inclinée axialement, formant une rampe mobile dont les déplacements axiaux commandent les déplacements radiaux du guide central 26, entre une position centrée et une position excentrée ajustable. Une douille cylindrique rotative 52 pourvue d'un collet 53 est montée de manière coulissante axialement sur la surface extérieure cylin- drique du rotor 15, o elle est guidée par une clavette non repré- sentée Le collet 53 est interrompu en regard de l'alésage radial 45 du rotor, pour permettre l' entrée et la sortie du guide central 26 et de son support 44, ainsi que pour le montage d'une pièce en forme de coin 54 pourvue de la surface inclinée 51 Cette pièce est fixée au collet 53 par deux vis latérales 55 permettant de l' enlever facilement pour changer le guide 26 Un bloc coulissant 56 entoure la douille rotative 52, sur laquelle il est monté au moyen d'un roulement 57 lui permettant d'exercer une poussée axiale sur la douille sans tourner avec elle Ce bloc 56 est pourvu d' une protubérance inférieure 58 dans laquelle est fixé un axe de guidage 59 monté dans une coulisse longitudinale 60 à l'intérieur du chariot Une extrémité de l'axe 59 est solidaire du piston 61 d'un vérin hydraulique à double effet 62 appelé vérin de plongée, car il commande le mouvement d'excentration du guide central 26 Une extrémité 63 du corps du vérin 62 forme une butée pour l'axe 59, cette butée définissant la position centrée du guide 26 L'autre extrémité de l'axe 59 coopère avec une butée réglable formée par une vis 64 à côté de laquelle le chariot porte une règle graduée 65 Ceci permet d'ajuster facilement l'excentricité maximale du guide central 26, sans qu'une butée soit nécessaire sur le rotor Le fait que les butées 63 et 64 agissent directement au niveau du vérin de plongée 62 a l'avantage d'éviter toute transmission d'efforts de butée et de ménager les éléments mécaniques installés sur le rotor De plus, on peut régler la butée 64 pendant que le rotor tourne Dans les figures 2 et 3, on distingue également les raccords d'entrée et de sortie 66, 67 du vérin de plongée 62, pour le branchement de conduites hydrauliques flexibles en raison de la course du chariot 6, laquelle est généralement de l'ordre de mm. Si la surface inclinée 51 est plane ou conique d'axe 16, le déplace- ment radial du guide central 26 est linéaire par rapport à la course du vérin de plongée 62 Le rapport entre ces deux déplacements est défini par l'inclinaison de la surface 51, ce qui permet une grande précision de la commande et de l'ajustement des positions extrêmes du guide. En général, le rotor 15 tourne continuellement et à une vitesse constante pendant les opérations d'usinage, d'avance et de dressage du fil Le dressage s' effectue pendant le mouvement d'aller du chariot 6 dans le sens de la flèche B Pendant ce temps, le vérin de plongée 62 est actionné de façon à déplacer progressivement vers la gauche, à partir de la position de repos de la fig 3, le bloc coulis- sant 56 et la douille rotative 52, pour abaisser le guide central 26 jusqu'à sa position excentrée définie par la butée 64 L' ensemble reste quelques instants dans cette positon puis le vérin 62 est actionné dans l'autre sens de façon à ramener progressivement le guide central 26 en position centrée avant la fin de la course du chariot Pour éviter de casser le fil et pour obtenir un dressage convenable, il est important que le mouvement de plongée du guide central 26 soit progressif et synchronisé avec son mouvement axial par rapport au fil, c'est-à-dire avec le mouvement du chariot sous l'effet du vérin d'avance 13 Ce problème est résolu d'une manière simple grâce à la commande hydraulique. Le schéma de la fig 4 montre comment le vérin d'avance 13 et le vérin de plongée 62 sont couplés hydrauliquement de manière à fonctionner à des vitesses synchrones au cours d'un cycle de dressage du fil Le vérin d'avance 13, assurant le déplacement axial du chariot 6, possède des raccords d'entrée et de sortie 70 et 71 qui sont reliés à une conduite 72 d'alimentation en fluide sous pression et à une conduite 73 de retour du fluide, à travers une électrovanne inverseuse 74, un limiteur de débit 75 et, du côté du raccord 71 du vérin 13, deux clapets à ressorts 76 et 77 montés en opposition et tarés à une pression correspondant à environ la moitié de la pression d'alimentation dans la conduite 72. Les raccords d' entrée et de sortie 66 et 67 du vérin de plongée 62 sont reliés, à travers une électrovanne inverseuse 78, d'une part à une conduite de retour 79 et d'autre part au raccord 71 du vérin 13 à travers une vanne 80 pilotée par les pressions respectives régnant de part et d'autre des clapets 76 et 77 Pendant la marche normale du dispositif, cette vanne ne joue pas de rôle et reste dans la position représentée. Le schéma hydraulique montre les différents organes en position de repos, avant un cycle de dressage du fil Dans le régulateur 75, un étranglement 81 raccordé à l'entrée 70 du vérin est réglé en fonction de la vitesse du rotor afin d'ajuster la vitesse de déplacement des vérins, tandis que l'autre étranglement 82 est ouvert à 100 % Les vérins 13 et 62 sont en butée (à gauche dans le schéma de la fig. 4) Pour commencer le cycle de dressage du fil et produire le déplacement du chariot 6 dans le sens B, on active l'électrovanne 74, si bien que du fluide sous pression entre dans le vérin 13 par le raccord 70 et que du fluide en sort par le raccord 71 Après activation de l' électrovanne 78, ce fluide sortant est transmis à l'entrée 66 du vérin de plongée 62 et actionne donc celui-ci dans le sens de la flèche C à une vitesse proportionnelle à celle du vérin 13, c' est-à-dire que le guide central est excentré linéairement par rapport au déplacement du chariot 6 Quand le vérin de plongée 62 arrive en butée (butée 64, fig 3) le fluide sortant du vérin 13 revient par le clapet 76. Avant que le chariot ait terminé sa course, on commande le retour du guide central vers sa positon centrée en désactivant la vanne 78, de sorte que le fluide sortant du raccord 71 du vérin 13 entre dans le raccord 67 du vérin 62 et actionne celui-ci dans le sens opposé à C, toujours à une vitesse proportionnelle à celle du vérin 13 Ensuite, pour ramener le chariot à sa position de départ, on désactive la vanne 74 pour qu' elle retrouve la position représentée dans la figure et que le fluide sous pression soit transmis au raccord 71 du vérin 13 Le vérin 62 étant déjà arrivé en butée, il ne se déplace plus et le guide central 26 reste en position centrée L'étranglement 82 permet d'ajuster la vitesse de retour du chariot 6. Lors des réglages manuels des paramètres de dressage, le chariot et le vérin d'avance 13 sont au repos, de sorte que la vanne 78 est di- rectement alimentée en pression à son entrée 84 On peut donc com- mander la plongée du guide central comme si les deux vérins 13 et 62 étaient découplés Cependant, la vitesse de plongée ne doit pas être trop importante, car le fil serait mal dressé C'est pourquoi on a prévu la vanne 80 qui est activée par la pression à la sortie de l'étranglement 82, de manière à réduire le débit du fluide En fonctionnement normal, la vanne est désactivée par la pression refoulée par le raccord 71 du vérin 13. La description qui précède montre que l'invention permet de réaliser un dispositif de dressage ayant une construction relativement simple et un encombrement réduit, grâce à la disposition judicieuse des élé- ments Par ailleurs, la commande hydraulique est très simple et elle permet sans difficulté de synchroniser les mouvements d'avance et de plongée du guide central afin d'assurer un dressage optimal du fil. Enfin, les opérations de préparation et de réglage du dispositif pour dresser un type de fil donné sont très simplifiées par rapport aux dispositifs connus, grâce à la suppression du centrage manuel de la matière et à la possibilité de préparer les guides stationnaires hors de la machine. La présente invention n' est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais elle s' étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier En particulier, les mêmes principes de construction et de fonctionnement sont applicables à un dispositif o c' est le fil qui se déplace longitudinalement pendant l'opération de dressage, grâce à un vérin hydraulique remplaçant le vérin 13, tandis que le rotor reste en place. il REVENDICATIONS 1 Dispositif de dressage d'un fil métallique rigide, notamment d'un fil à l'entrée d'une machine d'usinage, comportant: un bâti ( 1) sur lequel sont montés des moyens ( 8) de maintien de ce fil, un rotor ( 15) couplé à des moyens d' entraînement en rotation continue, ce rotor étant pourvu d'un conduit axial ( 24) traversé longitudinalement par le fil, un moyen d'entraînement en va-et-vient agencé pour produire un mouvement longitudinal relatif entre le rotor ( 15) et le fil ( 3), un guide central mobile ( 26), traversé par le fil et monté dans le rotor de manière à être déplacé transversalement par rapport au conduit axial, entre une position sensiblement centrée et une position excentrée, des moyens de commande d' excentration du guide central, et des guides stationnaires ( 25) traversés par le fil et disposés dans le conduit axial de part et d'autre du guide central, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement en va-et-vient com- porte un premier vérin hydraulique ( 13), et en ce que les moyens de commande d'excentration comportent un second vérin hydraulique ( 62) qui est couplé hydrauliquement au premier vérin ( 13) de manière à fonctionner à une vitesse dépendant de celle du premier vérin. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor ( 15) est monté par des paliers ( 17) sur un chariot ( 6) mobile sur le bâti dans la direction longitudinale du fil ( 3) et couplé au premier vérin ( 13). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide central ( 26) comporte un support ( 44) coulissant radialement dans le rotor et pourvu d'un organe d'appui ( 50) à son extrémité la plus éloignée de l'axe ( 16) du rotor, et en ce que les moyens de commande d'excentration comportent une douille coulissante ( 52), montée sur le pourtour du rotor de façon à tourner avec lui et pourvue d'une surface d'appui ( 51) inclinée axialement, contre laquelle est appliqué ledit organe d'appui. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite surface d'appui inclinée ( 51) est formée par un élément démontable ( 54) fixé à la douille coulissante ( 12) et recouvrant un alésage radial ( 45) dans lequel est monté le support coulissant ( 44) du guide central. 5 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe d'appui du support coulissant ( 44) comporte un galet ( 50) roulant sur la surface d'appui inclinée, et en ce que 1 ' extrémité opposée dudit support ( 44) est appuyée sur un ressort ( 48) tendant à maintenir le galet appliqué contre ladite surface ( 51). 6 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de commande d' excentration comportent un bloc coulissant rotatif ( 56), monté autour de la douille coulissante au moyen d'au moins un roulement ( 57), ce bloc étant couplé au second vérin ( 62) et coopérant avec des butées ( 63, 64) définissant lesdites positions du guide central. 7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, de chaque côté du guide central ( 26), le rotor ( 15) comporte un alésage axial dans lequel un manchon tubulaire ( 28, 29) contenant au moins deux guides stationnaires ( 25) est monté de manière amovible, à partir d'une extrémité correspondante du rotor. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque guide ( 25, 26) comporte un canon de guidage ( 40, 42) monté à l'intérieur d'un roulement ( 41, 43), en ce que chacun des manchons tubulaires ( 28, 29) comporte un alésage axial cylindrique, et en ce que les roulements ( 41) des guides stationnaires sont insérés dans ledit alésage du manchon et sont maintenus axialement dans des positions respectives sélectionnées, au moyen d' entretoises tubulaires interchangeables ( 34, 35, 36). 9 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vérins hydrauliques ( 13, 62) sont à double effet et en ce que ledit second vérin ( 62), commandant le guide central, comporte deux chambres opposées qui sont raccordées alternativement, grâce à une vanne d'inversion ( 78) à commande électrique, à une sortie ( 71) du premier vérin ( 13) et à une conduite ( 79) du retour de fluide, de sorte que les vitesses des deux vérins sont proportionnelles l'une à l'autre. 10 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite sortie ( 71) du premier vérin est raccordée à une conduite de retour ( 73) à travers un clapet à ressort ( 76) laissant passer ledit débit de fluide quand la course du second vérin ( 62) est bloquée par une butée ( 64). 11 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il com- porte des moyens ( 23, 81) pour mesurer la vitesse du rotor ( 15) et pour régler le débit de fluide actionnant le premier vérin ( 13) en fonction de la vitesse du rotor.