Brevet FR2750061A1 — publié le 19971226

La présente invention est du domaine du travail des matériaux en feuille, tels que tôles, en vue de les cintrer, et elle a-plus précisément pour objet une machine, dite "rouleuse", destinée à cintrer les tôles. On connaît pas des brevets FR-2.528.335 et FR-2.637.206 de la même Demanderesse des rouleuses dites à rouleaux crénelés constituées d'un gros rouleau dit d'appui et d'une double pluralité de rouleaux dits presseurs d'assez petit diamètre par rapport à celui du rouleau d'appui et s'interpénétrant de façon à pouvoir avoir des lignes de contact avec le rouleau d'appui, plus rapprochées que ne le permettraient des rouleaux pleins, afin d'augmenter la précision du cintrage et de diminuer au maximum les parties restant droites aux extrémités de la tôle en entrée et en sortie de l'opération de cintrage; dans ce type de machine les rouleaux crénelés, situés au dessus du gros rouleau, sont groupés en deux trains parallèles de rouleaux chaque train étant lui-même compose de plusieurs rouleau coaxiaux; dans certaines des machines du genre, la détermination du rayon de cintrage est opérée par variation de l'éloignement entre les rouleaux presseurs (crénelés) et le rouleau d'appui, au moyen d'un dispositif à plans inclinés (cames et cales pentées) déplaçables en glissement les uns contre les autres. Ces machines, de productivité et de maniabilité très élevées, sont généralement destinées aux ateliers spécialisés dans la production en série de viroles (tôles cintrée et soudées). On connaît aussi par d'autres brevets de la Demanderesse, notamment FR-2.528.334, des rouleuses comprenant un rouleau d'assez grand diamètre, dit d'appui, situé au dessus d'un couple de deux rouleaux de plus petit diamètre, dits presseurs, parallèles entre eux et écartables l'un de l'autre afin d'obtenir différents rayons de cintrage; ces machines de performances plus modestes que les précédentes, mais d'un coût moindre conviennent aux ateliers de chaudronnerie dans lesquels le cintrage ne constitue qu'une partie de la tache. c'est plus précisément à de telles rouleuse que s'apparente celle de la présente invention. Le but de la présente invention est de proposer une machine du type dernier cité, c'est à dire à rouleaux presseurs lisses (non crénelés), mais qui allie cependant certains moyens (réglage du rayon de cintrage) des machines du premier type, grâce notamment à une conformation particulière des rouleaux presseurs, et finalement de mettre à la disposition des utilisateurs de rouleuse en atelier non spécialisé, une machine performante dans sa précision, utilisable par un personnel non spécialisé, et d'un coût acceptable pour ce genre d'utilisation. Selon la présente invention une machine de cintrage de tôles, dite rouleuse, du type de rouleuse constituée principalement d'un rouleau, dit d'appui, autour duquel est destinée à s'enrouler la tôle après cintrage, et de rouleaux, dits presseurs, destinés à faire pression sur le rouleau d'appui, est caractérisée dans sa généralité en ce que, les dits rouleaux presseurs d'assez faible diamètre par rapport à celui du rouleau d'appui et étant à entraxe fixe et assez rapprochés l'un de l'autre, le réglage du rayon de cintrage de la tôle résulte de la manoeuvre de moyens de réglage de l'éloignement (alternativement de rapprochement) entre les le rouleau d'appui et les rouleaux presseurs Il résulte de cette disposition que le choix du rayon de cintrage peut être contrôlé simplement par la lecture d'une graduation des dits moyens de réglage et que, en général, un seul passage de la tôle entre les rouleaux est suffisant pour lui conférer le cintrage désiré; on notera toutefois que l'opérateur aura toujours le choix de cintrer la tôle en un seul passage ou en plusieurs, attendu que ctest la rouleuse qui assurera la précision du cintrage et non plus l'opérateur lui-même. On notera à ce stade de la définition de l'invention qu'une difficulté à résoudre réside dans le fait que, pour que les lignes de contact des rouleaux presseurs avec le rouleau d'appui puissent être assez rapprochées l'une de l'autre, relativement à la mesure des diamètres des rouleaux presseurs, de telle sorte qu'une tôle introduite entre le premier rouleau presseur et le rouleau d'appui, rentre en contact oblique avec le quartier supérieur du second rouleau presseur, il est nécessaire que le diamètre des rouleaux presseurs soit très inférieur (environ 1/3) au diamètre du rouleau d'appui, et que ces rouleaux soient le plus rapproché possible l'un de l'autre; or attendu que la résistance à la flexion d'une poutre cylindrique varie grosso modo comme la puissance quatre (D4) de son diamètre, leur faible diamètre sera la cause d'une flexibilité importante, en pratique inacceptable, des rouleaux presseurs. Pour préciser les notions sus évoquées, entend par "le plus rapproché possible", le fait que leur entraxe e est compris entre d et 1,5xi, b étant le diamètre, de préférence identique pour chacun, des rouleaux presseurs, d étant lui même compris entre 0,2xD et 0,5xD, D étant le diamètre du rouleau d'appui, la longueur effective de ce dernier étant elle comprise entre 5xD et l0xD, le plus petit diamètre de cintrage qutil est possible d'obtenir avec une machine déterminée étant compris entre environ 1,2 et 1,4xD; on notera que le choix de ces rapports dimensionnels relève aussi de l'invention en raison des innombrables possibilités théoriques qu'ils offrent dont un grand nombre s'avéreraient inappropriées en pratique, et que seule une appréciation intuitive fondée sur une grande expérience a permis d'éliminer à priori. Une solution proposée par l'invention pour résoudre le problème de la flexion, à consisté à diviser les rouleaux presseurs en tronçons, chaque tronçon étant supporté en rotation, à ses extrémités, par une pièce support, les pièces support reposant elles-mêmes sur une poutre, de préférence en I, dite intermédiaire, prenant elle-même un appui indirecte sur le bâti général de la machine Cependant, les rouleaux étant conformés en tronçons, il restait à résoudre le problème du "marquage" des tôles par les bords d'extrémité des tronçons; ce problème à été résolu en décalant les tronçons dans le sens axial, de telle sorte que le bord d'extrémité d'un tronçon d'un rouleau presseur soit toujours en regard d'une partie cylindrique d'un tronçon de l'autre rouleau, à l'exception des extrémités des rouleaux eux-mêmes; de préférence le décalage choisi est seulement très légèrement supérieur à l'épaisseur des pièces support, laquelle épaisseur a été rendue minimale par un choix judicieux de la suspension des tronçons, et grâce à une conformation en Z des pièces support; grâce à quoi, des tôles même très minces peuvent être cintrées sans être marquées. Il restait enfin à résoudre pour une telle machine le problème de la flexion, même faible, du rouleau d'appui, ainsi que celui de la détermination du rayon de cintrage; il a été adaptée à la rouleuse de l'invention, une solution déjà appliquée dans un autre type de machine (cf: FR-2.637.206), à savoir l'interposition entre le bâti général non-flexible et la poutre supportant les rouleaux presseurs, d'un mécanisme à "rampe de cames" et à "cales pentées", les surfaces en contact des cames et des cales pentées étant des plans formant avec le plan des axes des rouleaux presseurs, des dièdres ayant leur arête oblique par rapport aux dits axes; dans l'application nouvelle qui en est faite, le mécanisme est interposé, au dessous des rouleaux presseurs, entre la poutre qui supporte ces rouleaux et le bâti. L'ensemble de ces dispositions combinées, à savoir rouleaux presseurs à entraxe réduit, réglage du rayon de cintrage par rampe de cames et cales pentées, et butée réglable par cadran gradué, permet un réglage précis par un opérateur non qualifié, et le cintrage en un seul passage donc avec une grande productivité. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va être faite d'une forme préférée de réalisation d'une rouleuse de l'invention, en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles - la fig.1 ; est une élévation de coté d'une telle rouleuse, - la fig.2 est une coupe selon AA de la rouleuse de la figure précédente, illustrant schématiquement et à plus grande échelle la disposition et les rapports dimensionnels des différents rouleaux, - la fig.3 illustre en plan et à plus grande échelle la disposition constructive des rouleaux presseurs et de leurs pièces support, - la fig.4 est illustration en perspective d'un palier de la figure précédente, et - la fig.5 est une vue partielle en perspective écorchée de la rouleuse de la fig.l; Sur les fig.1 et/ou 2, une rouleuse de l'invention est constituée principalement d'un bâti constitué d'une poutre-bâti massive 1 en I, d'un rouleau supérieur de grand diamètre D, dit rouleau d'appui 2, en direction duquel peuvent être sollicités de bas en haut, deux trains 3,4 de rouleaux de plus petit diamètre, dits rouleaux presseurs, chacun constitué d'une pluralité de tronçons de rouleaux; les rouleaux presseurs sont supportés par l'intermédiaire de pièces support telle que 5 par une poutre en I dite intermédiaire 6. La poutre intermédiaire 6 peut être manoeuvrée en translation verticale, entre des guides d'extrémités 26, par un dispositif de manoeuvre du genre à rampe 7 de cames et cales pentées 8 prenant appui sur la poutre-bâti 1; la rampe 7 est mue en translation horizontale par un couple de vérins tels que 9; le réglage de l'amplitude du déplacement vertical de la poutre support, donc de l'interstice entre les rouleaux presseurs et le rouleau d'appui, interstice qui détermine le rayon de cintrage, est opéré par le déplacement horizontal d'une butée 10, au moyen d'une vis 11 entrainable manuellement en rotation par une manivelle à cadran indicateur gravitationnel 12. Le rouleau d'appui 2 est supporté à une première extrémité 13, depuis laquelle il est entraîné en rotation par un moteur hydraulique 14, par un premier palier 15 très robuste à double portée, et à son autre extrémité 16 par un palier escamotable 17 ménagé dans une pièce basculable dite "portillon" 18; cette disposition permet le retrait axial des tôles après cintrage En relation avec les fig.1 ou.2, on situe les grandeurs dimensionnelles suivantes d : diamètre des rouleaux presseurs (113 mm), e : entraxe des rouleaux presseurs (120 mm), D : diamètre du rouleau0 d'appui (310 mm), L : longueur efficiente du rouleau d'appui 2080 mm); on notera que les dimensions données entre parenthèses sont celle d'une rouleuse particulière, qu'elles répondent aux rapports sus définis, et qu'elles ne doivent en aucun cas être considérées comme limitatives de la portée de 1' invention. Sur les fig.3 et 4, les rouleaux presseurs sont constitués chacun d'une pluralité de tronçons 31,.32, 33.. d'égale longueur, et l'on remarque que les extrémités voisines de quatre tronçons adjacents sont supportées par une pièce support commune, telle que 51, constituée d'une paroi mince 53 en Z formant avec une semelle 54 un ensemble en cornière, cette conformation confère à la pièce support une rigidité particulièrement élevée, ce qui autorise la faible épaisseur recherchée de la paroi et permet à deux extrémité adjacentes de deux tronçons d' un même rouleau d'être les plus rapprochées possible et ainsi de n'avoir à décaler deux rouleaux en regard, par exemple 31 et 41, que d'un distance minimale 1 En raison de la minceur de la paroi qui ne permet pas la constitution de paliers pour le support en rotation d'un moyeu, les tronçons de rouleau sont constitués chacun d'un cylindre creux, tel que 44 visible en coupe, monté rotatif sur un arbre central coaxial 45 par des roulements tels que 46 disposés au voisinage de chacune des extrémités du tronçon; l'arbre étant lui-même engagé fixement dans un alésage débouchant 57 de la paroi adjacente 53 d'une pièce support 5 (fig.4); chaque alésage, à l'exception de ceux des pièces support d'extrémité des rouleaux, supporte ainsi deux arbre voisins coaxiaux. Sur la fig.5, on a repris certains éléments des figures précédentes avec les mêmes références; on remarque en outre les cales pentées telles que 8 sont manoeuvrables suivant des directions obliques par rapport à la rampe de came 7 et la poutre intermédiaire 6 qui les supporte par l'intermédiaire d'un socle à glissière oblique (voir la figure 6 du brevet précité), de manivelles de cadrans indicateurs gravitationnels à manivelle tels que 24 et 25, analogues au cadran 12 sus mentionné, qui permettent, chacun, le déplacement de la cale pentée respective, telle que 8, à laquelle il est relié, de façon à permettre de compenser la flexion du rouleau d'appui selon l'épaisseur ou la nature de la tôle soumise à cintrage. La rampe 7 elle-même est manoeuvrable en poussée par un couple de vérins hydrauliques tels que 9 par l'intermédiaire d'une pièces transversale dite "étrier" 23, à laquelle est reliée la rampe. Le portillon 18 à palier 17 est articulé sur le bâti 1 pour pouvoir basculer (flèche 19) sous l'effet d'un vérin 20 entre une position verticale dans laquelle le palier 17 enserre l'extrémité cylindroconique 16 du rouleau d'appui 2, et une position horizontale (non représentée) dans laquelle il libère l'extrémité du rouleau pour permettre le retrait de la tôle cintrée. Le vérin 20 de portillon, les vérins 9 de manoeuvre de la rampe 7 et le moteur hydraulique 14 d'entraînement du rouleau d'appui 2 sont alimenté en fluide sous pression par une centrale hydraulique commune non représentée mais qui est avantageusement fixée au voisinage de l'extrémité du bâti général ou se trouve le moteur. Ainsi grâce aux moyens de réglage principalement constitués par les cadrans gravitationnels, il suffit à l'opérateur, qui n'a pas à posséder une qualification particulière, de procéder aux différents réglages à partir d'un tableau établi empiriquement, pour obtenir le cintrage désire. On notera que, sans sortir du cadre de l'invention, le moteur hydraulique peut être remplacé par un moto-réducteur électrique simple ou par un moteur électrique d'axe de type "brushless", et les vérins hydraulique par des vis à billes et moteur d'axe; on notera aussi que le dispositif de manoeuvre manuel peut des moyens de réglage peut être remplacé par un ensemble placé sous commande numérique de manière à pouvoir faire varier de façon programmée le rayon de cintrage au cours du passage d'une même tôle, et obtenir ainsi finalement une virole de forme ovale, elliptique ou polygonale à angles arrondis. Ainsi, bien que l'on ait décrit ou représenté des formes particulière de réalisation ou d'application de l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à ces formes mais qu'elle s'étend à toute forme de mise en oeuvre telle que la règle en est définie plus haut de façon générale. REVENDICATIONS 1.-Machine de cintrage de tôles, dite rouleuse, du type de rouleuse constituée principalement d'un rouleau dit presseur, autour duquel est destinée à s'enrouler la tôle après cintrage, et de rouleaux, dits d'appui, contre lesquels fait pression le rouleau presseur, caractérisée en ce que, les dits rouleaux d'ap pui (3, 4) étant assez rapprochés l'un de l'autre et d'assez faible diamètre par rapport à celui du rouleau presseur (2), le réglage du rayon de cintrage de la tôle à cintrer résulte de la manoeuvre de moyens de réglage (7,8,9,10,11,12) de l'éloignement (alternativement de rapprochement) entre le rouleau presseur et les rouleaux d'appui, d'où il résulte que le choix du rayon de cintrage peut être contrôlé simplement par la lecture d'une graduation d'un cadran (12) appartenant aux dits moyens de réglage, et que, en général, un seul passage de la tôle entre les rouleaux est suffisant pour lui conférer la cintrage désiré; 2.-rouleuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'entraxe e des rouleaux presseurs (3,4) est compris entre b et 1,5xd, b étant leur diamètre, de préférence identique pour chacun, d étant lui même compris entre 0,2xD et 0,5xD, D étant le diamètre du rouleau d'appui (2), la longueur effective L de ce dernier étant elle-même comprise entre 5xD et 10xD; 3.-rouleuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux d'appui sont divisés en tronçons (31,32,33,..), chaque tronçon étant supporté en rotation, à ses extrémités, par une pièce support (5,51,52,..) les pièces support reposant elles-mêmes sur une poutre (6) dite intermédiaire, prenant elle-même un appui indirecte sur un bâti géné ral (2) de la rouleuse; 3.-rouleuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que les tronçons (31,32,33) d'un rouleau sont décalés par rapport à ceux (41,42,43) de l'autre rouleau dans le sens axial, de telle sorte que le bord d'ex trémité d'un tronçon d'un rouleau d'appui soit toujours en regard d'une partie cylindrique d'un tronçon de l'autre rouleau, à l'exception des extrémités des rou leaux eux-mêmes; 4.-rouleuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les pièces support (51) sont constituée d'une paroi mince (53) en Z formant avec une semelle (54) en ensemble en cornière 5.-rouleuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que les tronçons de rouleau sont constitués chacun d'un cylindre creux, (44) monté rotatif sur un arbre central coaxial (45) par des rou lements (46) disposés au voisinage de chacune des ex trémités du tronçon, l'arbre étant lui-même engagé fixement dans un alésage débouchant (57) de la paroi adjacente (53) d'une pièce support (5), chaque alésage, à l'exception de ceux des pièces support d'extrémité des rouleaux, supportant deux arbre voisins coaxiaux. 6.-rouleuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que les cales pentées (8) sont manoeuvrables suivant des directions obliques par rapport à la rampe de came (7) et la poutre interme diaire (6) qui les supporte, par des manivelles de cadrans indicateurs gravitationnels (24,25) de façon à permettre de compenser la flexion du rouleau d'appui selon l'épaisseur ou la nature de la tôle soumise à cintrage. 6.-rouleuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que le rouleau d'appui est supporté à une première extrémité (13) par un premier palier (15) à double portée, et à son autre extrémité (16) par un palier escamotable (17) ménagé dans une pièce basculable (18) dite portillon 7.-rouleuse selon la revendication 6, caractérisée : en ce que le portillon (18) à palier (17) est articulé sur le bâti (1) pour pouvoir basculer (flèche 19) sous l'effet d'un vérin (20) entre une position verticale dans laquelle le palier (17) enserre une extrémité cylindro-conique (16) du rouleau d'appui (2), et une position horizontale dans laquelle il libère l'extrémité du rouleau pour permettre le retrait de la tôle cintrée.