Brevet FR2774317A1 — publié le 19990806

MACHINE A CINTRER LES TUBES ET SON DISPOSITIF A BARILLET La présente invention est relative à une machine à cintrer les tubes et à un dispositif à barillet pour le changement des mors de serrage sur une machine à cintrer les tubes et son procédé de mise en oeuvre. On connaît d'après le brevet FR 2 530 980, une machine à cintrer les tubes qui comprend un bâti allongé sur lequel se déplace un chariot mobile solidaire d'un mandrin rotatif. Ce demier enserre un tuyau qui doit être avancé et entraîné en rotation sur des positions présélectionnées par rapport à des outils portés par une tête de cintrage. Pour une opération de cintrage, le chariot fait avancer le tuyau et le mandrin fait tourner le tuyau afin de le positionner par rapport aux outils. Dans ce type de machine, I'outil de pression peut appliquer la partie arrière du tuyau contre l'outil de cintrage ou contre un autre organe de contre-pression ou une came. Les outils de serrage et de cintrage coopèrent afin de serrer une partie avant du tuyau, et sont entraînés simultanément en rotation autour d'un axe sensiblement vertical. Ceci entraîne la courbure du tuyau autour de l'outil de cintrage. Ensuite, les outils sont rétractés, le chariot est avancé, et le mandrin est entraîné en rotation afin de disposer le tuyau convenablement en position à la fois longitudinalement et en rotation pour le cintrage suivant. L'ensemble de la tête de cintrage comprend un ensemble à bras fixe dans lequel est monté le mécanisme d'entraînement en rotation de l'outil de cintrage. Sur le bras stationnaire est également monté le mécanisme d'actionnement de l'outil de pression. Un ensemble à bras de cintrage basculant est monté sur l'ensemble à bras fixe afin d'être solidaire en rotation des outils de cintrage autour de l'axe de ces demiers et cet ensemble porte les outils de serrage et leur mécanisme d'actionnement. La machine est de préférence commandée entièrement automatiquement afin d'exécuter une série de cintrages sur un tuyau donné. L'outil de cintrage est formé par un empilage d'outils de cintrage coaxiaux ayant des courbures différentes. La machine, peut présenter l'un ou l'autre des outils ou matrices de cintrage en regard du tuyau, car tout l'ensemble de la tête de cintrage est monté mobile sur l'extrémité frontale du bâti de la machine. En effet, la tête de cintrage peut se déplacer selon un mouvement dans les deux sens, vertical et horizontal, selon deux directions qui sont perpendiculaires l'une à l'autre, et perpendiculaires toutes deux à l'axe de la machine. La machine à cintrer et son dispositif à barillet suivant la présente invention ont pour objet d'amener au niveau de la tête de cintrage de la machine des mors de serrage comportant des empreintes de formes différentes et de pouvoir sélectionner celui correspondant au profil extérieur du tube à cintrer par simple rotation dudit dispositif à barillet autour de son axe longitudinal. La machine à cintrer les tubes suivant l'invention comprend sur le bras de cintrage un dispositif à barillet portant des mors de serrage d'empreintes différentes, ledit dispositif à barillet pouvant pivoter en même temps que le bras de cintrage autour de la tête de cintrage pour réaliser la mise en forme des tubes, tandis que le dispositif à barillet peut se déplacer d'une part en rotation autour de son propre axe longitudinal et d'autre part suivant des directions comprises dans des plans perpendiculaires et/ou parallèles à celui contenant l'axe longitudinal du bâti fixe. La machine à cintrer les tubes suivant l'invention comprend un dispositif à barillet constitué d'un porte-barillet solidaire du support de mors coulissant sur le bras de cintrage, d'un barillet se déplaçant verticalement sur le porte-barillet par l'intermédiaire d'un moteur et en rotation autour de son propre axe longitudinal au moyen d'un autre moteur, ledit barillet comportant sur sa périphérie au moins un mors de serrage comportant deux mâchoires opposées qui coopèrent respectivement avec un galet de cintrage de la tête de cintrage et 'le support de mors du bras de cintrage. La machine à cintrer les tubes suivant l'invention comprend un barillet constitué d'une plaque de forme carrée dont chaque bord périphérique comporte un dispositif de fixation permettant le coulissement des mors de serrage correspondants. La machine à cintrer les tubes suivant l'invention comprend un barillet dont les mors de serrage comportent une empreinte de forme différente et complémentaire au profil du tube avant son cintrage. La machine à cintrer les tubes suivant l'invention comprend un support de mors comportant sur un bord vertical une rainure qui coopère avec un élément intermédiaire solidaire soit d'une des mâchoires du mors de serrage correspondant, soit dudit support de mors. La machine à cintrer les tubes suivant l'invention comprend une tête de cintrage qui se déplace suivant une direction horizontale se trouvant dans un plan perpendiculaire à celui contenant l'axe longitudinal du bâti fixe. Le dispositif à barillet suivant l'invention comprend des mors de serrage comportant des empreintes de formes différentes et des moyens de déplacement qui permettent d'une part de faire pivoter ledit dispositif à barillet autour de la tête de cintrage en même temps que le bras de cintrage et d'autre part de déplacer le dispositif à barillet suivant des directions comprises dans des plans perpendiculaires et/ou parallèles à celui contenant l'axe longitudinal du bâti fixe, tandis qu'il comporte d'autres moyens de mouvement permettent au dispositif à barillet d'effectuer des rotations autour de son propre axe longitudinal. Le dispositif à barillet suivant l'invention comprend un porte-barillet solidaire du support de mors coulissant sur le bras de cintrage, un barillet se déplaçant d'une part en translation verticale sur le porte-barillet par l'intermédiaire d'un moteur et d'autre part en rotation autour de son propre axe longitudinal au moyen d'un autre moteur, ledit barillet comportant sur sa périphérie au moins un mors de serrage comportant deux mâchoires opposées qui coopèrent respectivement avec un galet de la tête de cintrage et le support de mors du bras de cintrage. Le dispositif à barillet suivant l'invention comprend un barillet qui est constitué d'une plaque de forme carrée dont chaque bord périphérique comporte un dispositif de fixation permettant le coulissement des mors de serrage correspondants. Le dispositif à barillet suivant l'invention comprend des mors de serrage comportant des empreintes de formes différentes et complémentaires au profil du tube avant son cintrage. Le dispositif à barillet suivant l'invention comprend un support de mors comportant sur un bord vertical une rainure qui coopère avec un élément intermédiaire solidaire soit d'une des mâchoires du mors de serrage correspondant, soit dudit support de mors. Le procédé de chargement d'un mors de serrage pour la mise en oeuvre de la machine à cintrer suivant la présente invention consiste: . à positionner le dispositif à barillet en position haute sur le porte-barillet par l'intermédiaire du moteur; à faire pivoter le barillet autour de son axe longitudinal au moyen d'un autre moteur pour choisir le mors de serrage en fonction de l'empreinte correspondant au profil du tube avant son cintrage; à descendre le dispositif à barillet pour que les mâchoires du mors de serrage correspondant viennent s'indexer simultanément et respectivement sur le galet de cintrage de la tête de cintrage et le support de mors du bras de cintrage; . à déplacer horizontalement en direction du tube la tête de cintrage et le support de mors pour amener les mâchoires du mors de serrage contre ledit tube; à cintrer le tube en pivotant le bras de cintrage et le dispositif à barillet autour de la tête de cintrage et du galet de cintrage. La description qui va suivre au regard de dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Figure 1 est une vue en perspective illustrant une machine à cintrer les tubes munis d'un dispositif à barillet suivant la présente invention. Figure 2 est une vue en perspective montrant la tête de cintrage et le bras de cintrage de la machine à cintrer portant le dispositif à barillet suivant l'invention. Figure 3 est une vue en perspective représentant la tête de cintrage autour de laquelle a pivoté le bras de cintrage portant le dispositif à barillet suivant l'invention. Figure 4 est une vue en perspective illustrant le dispositif à barillet et les mors de serrage. Figure 5 à 10 sont des vues partielles montrant le cycle de déplacement du dispositif à barillet pour le cintrage d'un tube au moyen des mors de serrage. On a montré en figure 1 une machine à cintrer 1 comportant un bâti fixe 2 qui porte à l'une de ses extrémités une tête de cintrage 3 autour de laquelle pivote un bras de cintrage 4. Le bâti fixe 2 comprend suivant son axe longitudinal un rail de guidage 5 sur lequel coulisse un chariot 6 qui se rapproche et s'éloigne de la tête de cintrage 3. Le chariot 6 comporte un mandrin 7 pour la réception et le guidage d'un tube 8 à cintrer qui est déplacé en translation et en rotation autour de son axe. Un dispositif 9 coulisse également sur le rail 5 pour éviter, au moyen d'une olive, I'écrasement du tube 8 lors de son cintrage. Le bras de cintrage 4 comporte un support de mors 10 qui se déplace horizontalement en direction de la tête de cintrage 3. Le support 10 est solidaire d'une plaque verticale 11 s'étendant au-dessus dudit support. La plaque verticale est prévue pour porter un dispositif à barillet 12. En figures 2 à 4 on a représenté en détail l'extrémité de la machine 1 comportant la tête de cintrage 3, le bras de cintrage 4 et le dispositif à barillet 12. La tête de cintrage 3 est solidaire d'un galet de cintrage 13 constituant un dispositif de fixation d'une des mâchoires d'un mors de serrage 14 comme on le verra mieux plus loin. Le galet de cintrage 13 présente un profil circulaire dont une partie est découpée pour former une échancrure 28 en L Le galet 13 comporte une gorge périphérique 30 dont le rayon de cintrage peut varier en fonction de la mise en forme à réaliser sur le tube 8. La tête de cintrage 3 comporte des moyens de déplacement, pour pouvoir se déplacer horizontalement par rapport au bâti fixe 2, c'est à dire dans une direction se trouvant dans un plan perpendiculaire à celui contenant à l'axe longitudinal de la machine 1 ou du bâti fixe 2, qui est généralement matérialisée par le tube 8. Le support de mors 10 présente sur son bord vertical 15, se trouvant en face de la tête de cintrage 3, une rainure 16 en forme de T. La rainure 16 peut être prévue suivant un autre profil afin de constituer une glissière verticale débouchant du côté du bord supérieur et horizontal du support de mors 10. La plaque verticale 11 est solidaire de poutres 17 s'étendant verticalement et sur lesquels est soudé un porte-barillet 18. Ce demier est solidaire d'une nervure verticale 19 disposée dans un plan parallèle à celui contenant la rainure 16 du support de mors 10 pour permettre le déplacement vertical d'un barillet 20. Le barillet 20 est constitué d'une plaque 21 à profil carré dont chaque bord périphérique comporte un dispositif de fixation 22 pour la mise en place d'un mors de serrage 14. Chaque dispositif de fixation 22 du barillet 20 comporte à chaque angle de la plaque 21 une mâchoire 23 et 24 d'un mors de serrage 14. Les mâchoires 23 et 24 de chaque mors de serrage 14 comportent respectivement une empreinte 14a, 14b de forme complémentaire au profil extérieur du tube 8 avant son cintrage. Les empreintes 14a, 14b présentent un profil complémentaire qui peut être soit coudé, soit de longueur différente, soit d'orientation dans l'espace différente pour constituer des mors de serrage 14 à empreintes différentes sur chaque bord périphérique du barillet 20. Les mâchoires 23 et 24 de chaque mors de serrage 14 sont prévus pour se déplacer le long du bord périphérique de la plaque 21 en direction du tube 8 maintenu sur le bâti fixe 2 de la machine 1. Chaque mâchoire 24 comporte sur la face opposée à celle recevant l'empreinte 14b du mors de serrage 14, une nervure 25 qui est prévue pour coopérer avec un élément intermédiaire 29 qui vient se loger dans la rainure 16 du support de mors 10 du bras de cintrage 4 lors des déplacements verticaux du barillet 20. L'élément intermédiaire 29 peut être préalablement positionné soit sur la mâchoire 24, soit sur le support de mors 10, afin de permettre l'indexation de ladite mâchoire sur ledit support de mors. L'autre mâchoire 23 de chaque mors de serrage 14 comporte à l'opposé de son empreinte 14a un profil 31 complémentaire à l'échancrure 28 pour sa fixation sur le galet de cintrage 13. Le barillet 20 peut se déplacer verticalement le long du porte-barillet 18 et dans un plan parallèle à celui contenant ledit porte barillet par l'intermédiaire d'un moteur 26 ou tout autre moyen électrique ou hydraulique. Le déplacement vertical du barillet 20 permet d'introduire et/ou de retirer les mâchoires 23 et 24 du mors de serrage 14 correspondant du galet de cintrage 13 de la tête de cintrage 3 et du support de mors 10 du bras de cintrage 4. Egalement, le barillet 20 peut être entraîné en rotation autour de son axe longitudinal au moyen d'un autre moteur 27 pour disposer, au-dessus du galet de cintrage 13 de la tête de cintrage 3 et du support de mors 10 du bras de cintrage 4, le mors de serrage 14 correspondant au profil extérieur du tube 8 avant son cintrage. On constate en figure 3 que le barillet 20 du dispositif à barillet 12, lors du cintrage du tube 8, pivote autour de l'axe vertical de la tête de cintrage 3 lorsque le bras de cintrage 4 se déplace autour de ladite tête. En figures 5 à 10 on a montré les différentes étapes de déplacement du dispositif à barillet 12 pour réaliser sur le tube 8 un rayon de cintrage équivalent à celui de la gorge 30 du galet de cintrage 13. Le dispositif à barillet 12 est placé en position haute par le moteur 26, de manière que le barillet 20 soit disposé au-dessus de la tête de cintrage 3 et du bras de cintrage 4 (figure 5). Le barillet 20 est ensuite entraîné en rotation autour de son axe longitudinal par l'intermédiaire du moteur 27, pour déterminer le mors de serrage 14 en fonction de l'empreinte 14a, 14b correspondant au profil extérieur du tube 8 (figure 5). Ensuite, le dispositif à barillet 12 est placé en position basse par le moteur 26, de manière que les mâchoires 23 et 24 du mors de serrage 14 correspondant soient disposées au même niveau que le tube 8 (figure 6). La descente du barillet 20 permet d'indexer simultanément la mâchoire 23 sur le galet de cintrage 13 de la tête de cintrage 3 et la mâchoire 24 sur le support de mors 10 du bras de cintrage 4. Le profil 31 de la mâchoire 23 vient se positionner dans l'échancrure 28 en L, tandis que l'élément intermédiaire 29 de la mâchoire 24 vient coopérer avec la rainure 16 du support de mors 10 (figure 6). Dès que les mâchoires 23 et 24 du mors de serrage 14 sont en butés dans leurs moyens de fixation respectifs, la tête de cintrage 3 et le support de mors 10 se déplacent horizontalement en direction du tube 8 pour amener les empreintes 14a et 14b de chaque mâchoire 23, 24 contre ledit tube 8 (figure 7). II suffit ensuite, à la manière connue, de faire pivoter le bras de cintrage 4 autour de l'axe vertical de la tête de cintrage 3 pour conformer le tube 8 au rayon de cintrage de la gorge 30 du galet de cintrage 13 (figure 8). Lorsque le cintrage du tube 8 est terminé, et avant le pivotement en sens inverse du bras de cintrage 4 autour de la tête de cintrage 3, cette dernière, et le support de mors 10, reviennent dans leurs positions d'origines suivant une direction horizontale pour écarter les mâchoires 23 et 24 afin de dégager les empreintes 14a et 14b du tube 8 (figure 9). Dès que les mâchoires 23 et 24 sont écartés horizontalement du tube 8, et avant le pivotement du bras de cintrage 4 autour de la tête de cintrage 3, le barillet 20 est remonté par l'intermédiaire du moteur 26 en position haute pour dégager lesdites mâchoires du galet de cintrage 13 et du support de mors 10 (figure 10). Le bras de cintrage 4 pivote ensuite autour de l'axe vertical de la tête de cintrage 3 pour revenir dans sa position d'origine montrée en figure 5, afin de pouvoir sélectionner un nouveau mors de serrage 14 et recommencer à nouveau un cycle de cintrage comme il a été décrit précédemment. On note que le dispositif à barillet 12 peut se déplacer d'une part en rotation autour de son axe longitudinal et d'autre part suivant des directions comprises dans des plans perpendiculaires et/ou parallèles à celui contenant l'axe longitudinal du bâti fixe 2 qui est représenté par l'axe du tube à cintrer 8. REVENDICATIONS 1. Machine à cintrer les tubes comportant un bâti fixe allongé (2) solidaire à l'une de ses extrémités d'une tête de cintrage (3) et d'un bras de cintrage (4) pivotant autour de ladite tête, caractérisée en ce qu'elle comprend sur le bras de cintrage (4) un dispositif à barillet (12) portant des mors de serrage (14) d'empreintes différentes, ledit dispositif à barillet pouvant pivoter en même temps que le bras de cintrage (4) autour de la tête de cintrage (3) pour réaliser la mise en forme des tubes (8), tandis que le dispositif à barillet (12) peut se déplacer d'une part en rotation autour de son propre axe longitudinal et d'autre part suivant des directions comprises dans des plans perpendiculaires et/ou parallèles à celui contenant l'axe longitudinal du bâti fixe (2). 2. Machine à cintrer suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif à barillet (12) est constitué d'un porte-barillet (18) solidaire du support de mors (10) coulissant sur le bras de cintrage (4), d'un barillet (20) se déplaçant verticalement sur le porte-barillet (18) par l'intermédiaire d'un moteur (26) et en rotation autour de son propre axe longitudinal au moyen d'un autre moteur (27), ledit barillet (20) comportant sur sa périphérie au moins un mors de serrage (14) comportant deux mâchoires (23, 24) opposées qui coopèrent respectivement avec un galet de cintrage (13) de la tête de cintrage (3) et le support de mors (10) du bras de cintrage (4). 3. Machine à cintrer suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le barillet (20) est constitué d'une plaque (21) de forme carrée dont chaque bord périphérique comporte un dispositif de fixation (22) permettant le coulissement des mors de serrage (14) correspondants. 4. Machine à cintrer suivant la revendication 3, caractérisée en ce que chaque mors de serrage (14) comporte une empreinte (14a, 14b) complémentaire au profil extérieur du tube (8) avant son cintrage. 5. Machine à cintrer suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le support de mors (10) comporte sur un bord vertical (15) une rainure (16) qui coopère avec un élément intermédiaire (29) solidaire soit d'une des mâchoires (24) du mors de serrage (14) correspondant, soit dudit support de mors. 6. Machine à cintrer suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tête de cintrage (3) se déplace suivant une direction horizontale se trouvant dans un plan perpendiculaire à celui contenant l'axe longitudinal du bâti fixe (2). 7. Dispositif à barillet d'une machine à cintrer les tubes qui comporte un bâti fixe (2) solidaire à l'une de ses extrémités d'une tête de cintrage (3) et d'un bras de cintrage (4) pivotant autour de ladite tête, caractérisé en ce qu'il comprend des mors de serrage (14) comportant des empreintes de formes différentes et des moyens de déplacement qui permettent d'une part de faire pivoter ledit dispositif à barillet (12) autour de la tête de cintrage (3) en même temps que le bras de cintrage (4) et d'autre part de déplacer le dispositif à barillet (12) suivant des directions comprises dans des plans perpendiculaires et/ou parallèles à celui contenant l'axe longitudinal du bâti fixe (2), tandis que d'autres moyens de déplacement permettent au dispositif à barillet (12) d'effectuer des rotations autour de son propre axe longitudinal. 8. Dispositif à barillet suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un porte-barillet (18) solidaire d'un support de mors (10) coulissant sur le bras de cintrage (4), un barillet (20) se déplaçant d'une part en translation verticale sur le porte-barillet (18) par l'intermédiaire d'un moteur (26) et d'autre part en rotation autour de son propre axe longitudinal au moyen d'un autre moteur (27), ledit barillet (20) comportant sur sa périphérie au moins un mors de serrage (14) comportant deux mâchoires opposées (23, 24) qui coopèrent respectivement avec un galet de cintrage (13) de la tête de cintrage (3) et le support de mors (10) du bras de cintrage (4). 9. Dispositif à barillet suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le barillet (20) est constitué d'une plaque (21) de forme carrée dont chaque bord périphérique comporte un dispositif de fixation (22) permettant le coulissement des mors de serrage (14) correspondants. 10 Dispositif à barillet suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chaque mors de serrage (14) comporte une empreinte (14a, 14b) complémentaire au profil extérieur du tube (8) avant son cintrage. 11.Dispositif à barillet suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le support de mors (10) comporte sur un bord vertical (15) une rainure (16) qui coopère avec un élément intermédiaire (29) solidaire soit d'une des mâchoires (24) du mors de serrage (14) correspondant, soit dudit support de mors. 12.Procédé de chargement d'un mors de serrage (14) pour la mise en oeuvre d'une machine à cintrer les tubes qui comportent un bâti fixe allongé (2) solidaire à l'une de ses extrémités une tête de cintrage (3) et un bras de cintrage (4) pivotant autour de ladite tête suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste: à positionner le dispositif à barillet (12) en position haute sur le porte-barillet (18) par l'intermédiaire du moteur (26); à faire pivoter le barillet (20) autour de son axe longitudinal au moyen du moteur (27) pour choisir le mors de serrage (14) en fonction de l'empreinte correspondant au profil extérieur du tube (8) avant son cintrage; . à descendre le dispositif à barillet (20) pour que les mâchoires (23, 24) du mors de serrage (14) correspondant viennent s'indexer simultanément et respectivement sur le galet de cintrage (13) de la tête de cintrage (3) et le support de mors (10) du bras de cintrage (4); à déplacer horizontalement en direction du tube (8) la tête de cintrage (3) et le support de mors (10) pour amener les mâchoires (23, 24) du mors de serrage (14) correspondant contre ledit tube; à cintrer le tube (8) en pivotant le bras de cintrage (4) et le dispositif à barillet (20) autour de la tête de cintrage (3) et du galet de cintrage (13).