Brevet FR2712215A1 — publié le 19950519

La présente invention concerne une machine dotée d'un étau perfectionné portable de conception modulaire et compacte destinée à cintrer par enroulement, façonner des collets coniques ou plats et former des emboîtures aux extrémités des tubes. Bien que des cintreuses de petite dimension soient commercialisées depuis de nombreuses années comme celle décrite dans le brevet français 2 321 960, le règlage de l'angle de cintrage a toujours été obtenu par des moyens purement mécaniques associés à des mécanismes élastiques de retour en position initiale. Depuis quelques années dans des domaines d'activité o l'on travaille des tubes en petite série, il y a une demande pour une machine de taille réduite capable de réaliser des opérations de cintrage et toutes les opérations usuelles de façonnage des extrémités des tubes. L'objet de la présente invention est donc de proposer pour le contrôle du i0 cintrage aussi bien que pour les autres opérations de façonnage, une électronique de commande et un agencement spécifique des différents dispositifs amovibles complétant la cintreuse de base dont le système de transmission à engrenages comprend les axes de sortie nécessaires à leur entrainement. Un autre avantage de cette machine lui est donné par son étau à serrage trois points encliqueté sur des verrous à bille disposés en façade de façon à pouvoir l'orienter par rotation multiple de 90 suivant la nature (coupe manuelle ou autre) des opérations complémentaires que souhaite réaliser l'utilisateur. De plus cet étau est conçu pour serrer les tubes sans les déformer grâce à une limitation de l'effort de serrage d'une came de blocage obtenue en faisant varier son point d'appui par l'ajustement de l'écartement des mâchoires à la largeur juste nécessaire au passage du tube à serrer. Dans ce qui suit, l'invention est exposée en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution donné à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 représente une vue d'ensemble d'une machine selon l'invention, équipée uniquement des moyens nécessaires au cintrage. La figure 2 montre le bâti en "L" à l'envers représenté en perspective avec sur le dessus le capot de protection de la zone de travail par emboutissage, et en façade, en regard de leur position de montage, les pièces permettant de fixer la carte électronique portant l'afficheur et les touches de commande. La figure 3 représente une vue plongeante du chassis de la machine avec mise en place de la carte des circuits électroniques de base et les éléments du système de transmission de la puissance mécanique. La figure 4 représente la machine selon l'invention, vue en coupe suivant une ligne passant par les centres des axes de rotation verticaux du système de transmission et restant perpendiculaire à la face frontale grâce aux décrochements qu'elle présente au niveau de chacun des trois axes intermédiaires. La figure 5 représente une vue éclatée du module de bridage se fixant sur le côté gauche de la machine pour immobiliser le tube à l'extrémité duquel doit être façonné une emboiture ou un collet, conique ou plat. La figure 6 montre la tourelle porte-outil avec en dessous soncoulisseau d'entrainement en translation et au dessus le volant de sélection des outils de façonnage d'emboîtures ou de collets représentés en regard des orifices taraudés dans lesquels ils se vissent. La figure 7 montre le module de façonnage d'emboîtures par expansion radiale. La figure 8 représente une vue en coupe d'un des quatre verrous lesquels étant solidaires de la façade du bâti permettent d'y fixer par encliquetage rapide l'étau perfectionné qui est pourvu d'une embase adéquate. La figure 9 montre la disposition retenue pour les touches de commande et la présentation de l'affichage des différentes informations nécessaires à l'utilisateur de la machine selon l'invention. La figure 10 montre l'étau perfectionné selon l'invention, vu en oupe suivant son plan médian. La figure 11 montre une vue latérale de l'étau perfectionné avec un tube à serrer simplement posé sur les arêtes de ses deux mâchoires. La figure 12 montre le résultat de l'action de dévissage indiqué sur la figure 11: les mâchoires se sont écartées jusqu'à ce que le tube vienne en contact avec le fond de la mâchoire fixe. En se reportant à la figure 1, on voit que la conception modulaire de la machine selon l'invention permet d'en présenter une version simplement pourvue des éléments nécessaires au cintrage par enroulement. Cette version comprend donc un chassis parallélépipédique (1), un bâti (2) en forme de "L" à l'envers, un moteur électrique installé à l'intérieur du carter (10), une forme de cintrage (5), une contreforme (6), le moyen (7) d'approche de la contreforme et le système de tranmission à engrenages logé dans le bâti sous la forme et la glissière (8) sur laquelle se déplace la contreforme. Le moteur asynchrone monophasé est fixé directement sur le côté du bâti, à mi hauteur et perpendiculairement au système de transmission qu'il entraine à l'aide d'un pignon conique monté en bout d'arbre. Sur la face frontale de la machine on trouve le panneau de commande (3) permettant de mémoriser une dizaine d'angles de cintrage différents et de rentrer les instructions nécessaires à la programmation en usine des différentes fonctions et en particulier celles définissant les trois courses d'outil requises pour l'exécution d'un collet plat. A droite de ce panneau il y a une surface plane présentant quatre verrous à bille (4) disposés suivant les sommets d'un carré pour permettre la mise en place rapide de l'étau perfectionné. Chaque verrou (4) est constitué, comme cela est visible à la figure 8, d'une douille à culot fileté (16) dont la collerette (14) pourvue d'une bille (13) qu'un ressort (15) repousse contre le sertissage limitant son dépassement hors de la surface du plateau (12) de la collerette. La forme de cintrage utilisée sur cette machine possède un crochet (99) articulé sur le sommet d'une rampe présentant autant de gorge que l'on en trouve surla forme à la base de laquelle est également articulée. Sur la machine de la figure 1, on voit sur le coté gauche un emplacement laissé libre au dessus du chassis (1). Il est prévu pour recevoir le module de bridage représenté à la figure 5. En s'y reportant, on constate que ce module comprend un support (18), quatre vis à haute résistance (17) le traversant pour le fixer dans les quatre trous taraudés (11) visibles sur la figure 1, des demi-matrices (26), (25) de forme circulaire dont l'une (25) est montée sur un axe (23) porté par un sabot (22) coulissant sur une glissière cylindrique (21). Le rapprochement des deux demi- matrices est commandé par le bras (24) agissant sur une biellette articulée sur le sabot au niveau d'un axe portant une came.. L'effort de serrage du tube peut être réglé en faisant varier la longueur utile de la biellette par un changement de la position angulaire de la came. L'axe de la came restant solidaire du sabot sous l'action duressort (20), le fait de tirer sur le bouton (19) monté à son extrémité opposée permet de le désolidariser du sabot. Ainsi dans cette position tirée, il suffit de le tourner et de le relacher pour obtenir une nouvelle position angulaire de la came. Les figures 2, 3 et 6 auxquelles on se reporte à présent montrent respectivement la partie supérieure du bâti, tous les éléments directement implantés sur le chassiset la tourelle porte-outil avec les pièces adjacentes. Ainsi sur la figure 2 on voit la nervure (28) sur laquelle se fixe la glissière (8). Le dégagement du capot (9) permet de voir les quatre tétons de guidage (30) du coulisseau (32) représenté au bas de la figure 6. Lorsque ce coulisseau est en place, sa surface plane supérieure (34) et le fond (31) de la partie supérieure du bâtiforment un plan unique qui avec le capot (9) en matière transparente définit l'épaisseur du volume dans lequel évolue la tourelle (36) portant les outils (37) lors des opérations de façonnage d'emboitures ou de collets plats. Le volant (38) de sélection manuelle des outils de façonnage est fixé sur la tourelle par un axe (35) qui traverse une ouverture oblongue (29) du capot (9). Sur la figure 3 on voit la disposition des différents engrenages composant le système de transmission de puissance dont le pignon conique (44) engrène avec celui monté au bout de l'arbre de sortie du moteur. Mis à part le carré d'entrainement (43) de la forme de cintrage qui traverse le bâti par un grand orifice circulaire (27), il y a deux autres sorties. La première est utilisée pour entraîner le module de façonnage des emboîtures par expansion d'un outil composé de secteurs disposés en couronne dans une bague qui se visse à la place du cache conique (42). Elle se compose d'une came (47) visible sur la figure 4, qui imprime un mouvement alternatif à l'axe (48) sur lequel est monté un ressort (49) le rappelant constamment contre cette came. Le cache sert à protéger le cône métallique (50) lorsqu'il n'y a pas d'outil monté sur l'embase filetée (51) visible sur la figure 7. Le tube étant enfilé sur l'outil avant son expansion, ce mode de travail ne requiert aucun moyen de bridage. La deuxième utilisée pour entraîner le dispositif de façonnage des collets plats est constituée par le système bielle manivelle à excentrique (41) ayant pour axe de rotation l'axe vertical du carré d'entrainement (43) et dont la bielle (40) est articulée sur le tourillon (33) du coulisseau sur lequel est monté la tourelle porte- outil (36). Sur la figure 3 on voit également que la carte de base (39) de l'électronique de commande est fixée sur le chassis parallèlement à l'axe du moteur. L'électronique de commande doit recevoir des signaux lui permettant de connaître en permanence la position de la tourelle porte-outil et les déplacements angulaires de la forme de cintrage. Pour ce faire elle est associée à un potentiomètre (45) représenté à la figure 4 fixé sur le bâti et dont la tige de commande (46) montée coaxialement sur l'axe de rotation de la formeest entraînée par friction au moyen d'une pièce en caoutchouc (98) emmanchée dans l'alésage central du moyeu inférieur de la roue portant le carré d'entraînement (9). La figure 9 montre la carte électronique de facade sur laquelle sont implantés les afficheurs et un mini clavier étanche réduit à six touches à savoir: "marche", "arrt"; "+", "-O, pour modifier la valeur de l'angle de cintrage ou celle de la longueur de l'emboiîture ou celle des diamètres des tubes si la fonction collet plat est sélectionnée; "mode" pour passer d'une fonction à l'autre et activer la touche "entrée" pour programmer différents angles lors de cintrages successifs. L'indicateur lumineux (52) de cintrage programmé clignote s'il reste un ou plusieurs cintres à faire. L'allumage d'un des indicateurs des fonctions emboîture sur tube recuit, emboiture sur tube écroui, collet plat et cintrage simple(53 à 56) rappelle que la fonction correspondante a été sélectionnée. La coupe de l'étau perfectionné effectuée suivant son plan médian montre qu'il se compose d'un corps (61) et d'une mâchoire mobile (66) montés pivotant sur un même axe de rotation (59) solidaire d'une embase (57) présentant à sa partie supérieure un décrochement (69) constituant une mâchoire fixe contre laquelle le tube à serrer est plaqué par ladite mâchoire mobile que le corps en appui sur l'embase à une distance préréglée, arc-boute avec un effort progressif lors du relevage de la poignée du bras (64). Cet effort progressif est dû à ce qu'un maneton (65) de diamètre inférieur à celui de l'alésage (63) du corps lui transmet l'effort nécessaire en étant monté excentré à l'intérieur de cet alésage de façon à rester en contact avec la paroi de ce dernier lorsque le bras (64) dont il est solidaire tourne autour de l'axe dudit alésage jusqu'à une position procurant le serrage souhaité.. Dans cet étau il existe une position médiane du bras (64) indexée par une bille (60) pour que l'utilisateur sache qu'à partir de ce point l'abaissement du bras oblige le corps à arc-bouter la mâchoire mobile avec une progressivité d'effort assez voisine de celle obtenue lors du relevage. Une douille (67) coiffant un ressort (68) implanté du côté de la mâchoire fixe repousse en permanence le corps et la mâchoire mobile qui reste ainsi ouverte dans une position règlable à l'aide du pommeau moleté (62) de la vis pivot (58) tourillonnant sur l'embase du côté opposé à la mâchoire fixe (70). Il est ainsi possible d'ouvrir rapidement l'étau jusqu'à ce que le tube (71) puisse juste passer 1o entre les deux mâchoires pour être mis en contact avec le fond de la mâchoire fixe. Cette ouverture d'approche permet de passer d'un diamètre de tube à un autre très rapidement et sans précaution particulière dès que l'on respecte les mouvements 1 et 2 rappelés sur les figures 1l 1 et 12. La mise en oeuvre de la machine selon l'invention ne présente pas de difficultés particulières. Dès qu'elle se trouve raccordée au réseau d'alimentation en énergie électrique, l'afficheur indique 90 . Cela signifie que la machine est prête à exécuter le cintrage le plus courant. Les autres fonctions étant sélectionnables par des pressions successives sur la touche mode, elle permettra de réduire les temps nécessaires à l'exécution d'opérations multiples comme en ont souvent à faire les membres de nombreux corps de métier employant des tubes cuivre, ou des tubes de décoration dans leur fabrication. REVENDICATIONS 1 Machine d'établi multi-fonctions dotée d'un étau perfectionné, portable et de conception modulaire pour le travail des tubes métalliques en matière ductile de faible épaisseur caractérisée en ce que pour cintrer par enroulement, faconner des collets plats et former des emboitures aux extrémités des tubes, elle comprend les outillages habituels plus ceux utilisés sur les pinces à expansion manuelle et un système de transmission à engrenages solidaire d'un moteur électrique asynchrone monophasé associé à une électronique de commande permettant de programmer trois courses d'outil ce qui a pour effet d'améliorer la qualité et réduire le temps d'exécution d'une opération de façonnage, gain de temps renforcé par les moyens de serrage rapide fixés sur des glissières intégrées au bati en forme de "L" de hauteur à peine supérieure à celle du moteur, lequel fixé perpendiculairement au système de transmission se trouve placé parralèlement au logement de la carte des circuits électroniques situé en dessous du dispositif de façonnage des collets plats dont la tourelle porte-outil se déplace axialement sous l'action du coulisseau d'un système bielle manivelle à excentrique ayant pour axe de rotation l'axe vertical du carré d'entrainement prévu pour recevoir une forme de cintrage. 2 Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que pour pouvoir connaître en permanence la position de la tourelle porte-outil et les déplacements angulaires, l'électronique de commande est associée à un potentiomètre fixé sur le bati et dont la tige de commande montée coaxialement sur l'axe de rotation de la forme est entrainée par friction au moyen d'une pièce en caoutchouc emmanchée dans l'alésage central du moyeu inférieur de la roue portant le carré d'entrainement. 3 Machine selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que l'electronique de commande comprend en plus de la carte des circuits electroniques qui regroupe des composants passifs et des circuits intégrés programmables, des câbles de liaison et une carte de façade sur laquelle sont implantés les afficheurs et un mini clavier étanche réduit à 6 touches à savoir "marche","arrêt"; "+","-", pour modifier la valeur de l'angle de cintrage ou celle de la longueur de l'emboiture ou celle des diamètres des tubes si la fonction collet plat est sélectionnée; "mode" pour passer d'une fonction à l'autre et activer la touche "entrée" pour programmer différents angles lors de cintrages successifs. 4 Machine selon la revendication 1 ou la revendication 3 caractérisée en ce que à proximité du clavier placé en façade, une partie plane de la face frontale est pourvue de quatre verrous à bille disposés suivant les sommets d'un carré pour permettre une mise en place rapide par encliquetage selon quatre orientations possibles de l'étau de serrage perfectionné destiné à maintenir le tube pour une coupe manuelle ou tout autre opération. Machine selon la revendication 4 caractérisée en ce que l'étau de serrage perfectionné se compose d'un corps (61) et d'une mâchoire mobile (66) montés pivotant sur un même axe de rotation (59) solidaire d'une embase (57) présentant à sa partie supérieure un décrochement (69) constituant une mâchoire fixe contre laquelle le tube à serrer est plaqué par ladite mâchoire mobile que le corps en appui sur l'embase à une distance préréglée, arc-boute avec un effort progressif lors du relevage de la poignée du bras (64). 6 Machine selon la revendication 4 ou la revendication 5 caractérisée en ce que dans l'étau perfectionné, le corps arc-boute également la mâchoire mobile lors de l'abaissement du bras (64) à partir d'une position médiane indexée par une bille (60). 7 Machine selon la revendication 4 ou la revendication 5 caractérisée en ce que dans l'étau perfectionné, l'effort progressif appliqué à la mâchoire mobile est dû à ce qu'un maneton (65) de diamètre inférieur à celui de l'alésage (63) du corps lui transmet l'effort nécessaire en étant monté excentré à l'intérieur de cet alésage de façon à rester en contact avec la paroi de ce dernier lorsque le bras (64) dont il est solidaire tourne autour de l'axe dudit alésage jusqu'à une position procurant le io serrage souhaité.. 8 Machine selon la revendication 4 ou la revendication 5 caractérisée en ce que dans l'étau perfectionné, une douille coiffant un ressort implanté du côté de la mâchoire fixe repousse en permanence le corps avec la mâchoire mobile qui reste ainsi ouverte dans une position règlable à l'aide d'une vis pivot (58) tourillonnant sur l'embase du côté opposé à la mâchoire fixe (70); ce qui permet d'ouvrir rapidement l'étau jusqu'à ce que le tube puisse juste passer entre les deux mâchoires pour être mis en contact avec le fond de la mâchoire fixe avant de procéder au serrage proprement dit. 9 Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu' elle est pourvue de deux dispositifs de formage des emboitures, l'un utilisant un mandrin calibré qui est enfoncé de force dans le tube maintenu par un puissant moyen de serrage, l'autre ne nécessitant aucun bridage est placé sur un des flancs de la machine et comprend des outils disposés en couronne autour d'un cône métallique permettant leur expansion au diamètre voulu sélectionné dans une plage fixe. 10 Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la protection des outils portés par la tourelle est assurée par un capot en matière plastique transparente pourvu d'une ouverture oblongue traversée par l'axe du volant permettant les changements d'outil par rotation manuelle.