Brevet FR2892648A1 — publié le 20070504

L'invention concerne une machine pour le cambrage, le formage, le pliage ou le cintrage de barres, de fils ou de profilés. Des chaises, des séchoirs, des lustres, des présentoirs et de nombreux objets sont réalisés avec des barres, des tubes ou des profilés coudés, pliés parfois dans les trois dimensions en des formes complexes. Ces formes sont réalisées au moyen de machines de cintrage qui déforment les éléments sans les briser en conservant un écrasement minimal. Ces machines de cintrage sont de plus en plus sophistiquées pour réaliser des pièces toujours plus compliquées, de manière reproductible, 10 automatisée, et à des cadences de production élevées. II est souvent nécessaire de réaliser sur un tube, une barre ou un profilé deux cintrages, voire plus, dans des plans différents, ce qui est obtenu par le désengagement du tube après chaque étape puis un repositionnement après un pivotement axial. 15 Traditionnellement les machines à cintrer disposent de différentes têtes de cintrage permettant de réaliser des déformations des éléments dans les trois dimensions en deux ou plusieurs étapes selon les nécessités. Dans le but d'automatisation complète de ces machines il est indispensable de repositionner l'élément à déformer dans la machine après chaque cintrage, 20 cette opération est effectuée par des têtes d'orientation placées entre les éléments de cintrage ou par des têtes de cintrage permettant des déformations multiples telles que celles décrites dans le document EP 1 272 293 de la demanderesse. Dans de nombreux cas il est souhaitable de réaliser des déformations de 25 tubes, fils, profilés ou barres dans plusieurs plans et de manière optimale sans reprise par un dispositif d'orientation qui entraîne une perte de temps et des problèmes éventuels de positionnement dans la machine, classiquement les machines de cintrage selon l'art antérieur sont de deux types, les machines par avalement et les machines par enroulement. Ces deux catégories de machines, qui seront décrites plus loin dans la description, présentent des défauts communs : - le marquage fréquent du tube par le mors de cintrage dans la machine, - la difficulté de réaliser des cintrages multiples dans le cas de distances très courtes voire nulles entre cintres, l'impossibilité de réaliser des pièces dont les parties cintrées interfèrent la machine ou l'outillage du fait d'un seul sens de cintrage, - la difficulté de réaliser des cintrages sur des tubes comportant des 10 accessoires fixés sur le périmètre. L'invention a donc pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant une machine de cintrage disposant d'une tête de cintrage d'un nouveau type. La présente invention concerne une machine pour le cambrage, le formage, 15 le pliage ou le cintrage d'un tube, d'une barre, d'un fil ou d'un profilé comportant une forme de cintrage disposant d'un système de serrage, d'un dispositif d'orientation du tube et d'un mors de cintrage, caractérisée en ce que: - le mors de cintrage est prismatique et usiné au diamètre du tube sur au 20 moins une de ses faces, - la cinématique de déplacement du mors de cintrage dans une aire périphérique à la forme de cintrage est assurée par toute combinaison d'au moins deux mouvements, rectiligne ou rotatif, -le mors de cintrage est orientable en rotation autour d'un axe médian 25 perpendiculaire au plan de cintrage, 3 - le mors de cintrage est mobile dans le sens vertical pour permettre le positionnement à droite ou à gauche du tube à cintrer ainsi que la superposition de plusieurs formes ou diamètres. Le mors de cintrage peut être déplacé dans une aire périphérique à la forme de cintrage de manière à s'appliquer sur le tube à cintrer dans de multiples configurations. Les avantages de la machine de cintrage selon l'invention sont multiples, • il est possible de cintrer un tube dans les deux sens au sein d'une même pièce, • une même pièce peut être fabriquée avec des cintrages de grands angles, de petits angles et des segments courts, • des accessoires présents sur la pièce n'empêchent pas le cintrage, • la surface d'une pièce fragile, par exemple en alliage léger, tube ou profilé n'est pas marquée, • la qualité de cintrage est excellente et cela pour toutes les configurations envisagées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 représente une machine de cintrage par avalement, selon l'art antérieur connu. La figure 2 illustre une machine de cintrage par enroulement selon l'art antérieur connu. La figure 3 illustre les deux éléments essentiels de l'invention, la forme de cintrage et le mors de cintrage. La figure 4 montre l'espace du plan horizontal dans lequel le mors de cintrage peut se déplacer au cours des opérations de cintrage. Les figures 5 et 6 représentent les déplacements possibles du mors de cintrage en rotation et selon l'axe vertical. Les figures 7, 8 et 9 illustrent une opération classique de cintrage dans le sens horaire. Les figures 10 et 11 présentent une opération de cintrage dans le sens antihoraire. Les figures 12 et 13 montrent le déroulement d'un cintrage de grand angle sur la machine selon l'invention. Les figures 14 et 15 représentent le cintrage d'un tube comportant des pièces annexes. Les figures 16, 17 et 18 montrent un cintrage avec un mors de cintrage à deux étages permettant un segment droit minimal, voire nul, entre deux cintres. Les figures 19, 20 et 21 représentent le déplacement particulier du mors de cintrage dans le cas du cintrage d'un tube fragile. Les figures 22 à 27 illustrent les différentes séquences du cintrage d'un tube fragile comportant une pièce annexe. La figure 28 présente une variante de l'invention. Afin de faciliter la lecture il est utilisé dans la description ci-après le terme "tube" pour désigner de manière générale une pièce pouvant être une barre, un fil, un profilé ou un tube avant cintrage. Pour simplifier les représentations dans les figures 19 à 27 les mouvements sont présentés dans un plan horizontal, ces réalisations sont bien entendu reproductibles dans tous les plans de travail. De manière classique une machine de cintrage selon l'invention comporte un bâti supportant la forme de cintrage, un dispositif de serrage permettant le maintien du tube tout au long de sa mise en forme et un dispositif d'orientation du tube. Afin de faciliter la compréhension de l'invention les figures 3 à 28 ne présentent de manière schématisée que les éléments essentiels de la machine, à savoir la forme de cintrage et le mors de cintrage. L'art antérieur de la technique de cintrage est connu sous deux formes principales, une technique dite "par avalement", représentée sur la figure 1, et une technique dite "par enroulement" illustrée sur la figure 2. Selon la technique "par avalement" le tube 1 est bridé sur la forme de cintrage 2 et entraîné en rotation par cette dernière. Le tube 1 étant maintenu au cours du cintrage par une réglette 3 pouvant être fixe ou coulissante. Cette machine présente plusieurs inconvénients notamment par le fait que pour des segments entre cintres faibles le mors doit être usiné à la forme du cintre précédent, par le fait que la tête de cintrage est unidirectionnelle et donc le cintrage n'est réalisable que en sens horaire ou en sens antihoraire, et par le fait que le mors devant assurer le non glissement du tube au cours du cintrage peut imprimer des marques sur celui-ci, plus particulièrement dans le cas des alliages légers. Selon la technique "par enroulement", dont une représentation est fournie sur la figure 2, le tube 1 est bridé sur la partie fixe et un organe mobile porté par la tête 4, par exemple un galet 5, enroule le tube sur la forme fixe 6. Comme pour la technique précédente des segments courts entre cintres sont difficilement ou non réalisables et un marquage du tube par le galet qui se 25 déplace en rotation lors du cintrage est fréquent. Les deux éléments essentiels de la machine de cintrage selon l'invention sont schématisés sur la figure 3. La forme de cintrage 7 est double dans cette représentation et le mors 8 de cintrage présente une forme prismatique particulière. La forme de cintrage peut être symétrique ou non symétrique. 6 Selon une variante de l'invention illustrée en figure 28 il est également envisagé l'emploi d'une forme de cintrage simple avec un dispositif de serrage particulier. Tel que cela est représenté sur la figure 3 la forme de cintrage 7 double permet des pliages dans le sens horaire ou antihoraire selon la position du mors 8 de cintrage. Le tube à déformer étant positionné au centre de la forme double et maintenu à l'intérieur de celle-ci. Le mors 8 de cintrage est prismatique et usiné au rayon du tube sur au moins une de ses faces. Avantageusement le mors sera usiné sur ses deux faces latérales 9, 10 de manière à permettre des pliages dans les deux sens possibles dans le plan de la forme de cintrage. La forme intérieure du mors 8 est globalement concave et avantageusement de forme complémentaire avec des dimensions adaptées afin d'épouser le demi-cercle de la forme de cintrage. En configurant ainsi le mors 8 de cintrage il est possible de le placer au plus près de la forme de cintrage et donc de réaliser des cintres successifs avec des segments droits très courts. Le mors de cintrage selon l'invention présente en outre la particularité de pouvoir être positionné selon de très nombreuses configurations : - dans le plan passant par les deux formes de cintrage la cinématique de déplacement du mors 8 se situe dans une aire périphérique 11 présentée avec des hachures sur la figure 4, ce déplacement est assuré par la combinaison d'au moins deux mouvements, rectiligne et rotatif, - le mors 8 de cintrage est également orientable en rotation autour d'un axe 12 le traversant dans sa partie médiane et situé perpendiculairement au plan des deux formes et donc au plan de cintrage, tel que cela est représenté sur la figure 5. 7 - le mors 8 de cintrage est mobile dans le sens vertical, le long de l'axe 12, pour permettre des cintrages multiples, tel que cela est illustré sur la figure 6. En résumé le mors 8 de cintrage peut se déplacer dans les trois dimensions autour de la forme de cintrage et adopter une multitude de positions pour 5 réaliser les cintrages. Les figures 7 à 27 illustrent des cas particuliers de cintrages et des réalisations spécifiques. Les figures 7 à 9 montrent un cintrage dans le sens horaire avec une fixation du mors de cintrage très proche de la forme de cintrage. 10 Les figures 10 et 11 montrent le positionnement du mors 8 pour un cintrage dans le sens antihoraire et la position dudit mors 8 en fin de cintrage. Les figures 12 et 13 présentent un déplacement du mors 8 de cintrage le long de l'axe du tube 1, l'enroulement autour de la forme est en conséquence plus prononcé. 15 Les figures 14 et 15 montrent un exemple de cintrage tenant compte d'une pièce annexe 13 placée sur le tube, des pièces annexes pouvant être portées par des tubes avant cintrage sont par exemple des brides, des valves, des raccords, etc... dans cet exemple le mors 8 conserve sa position par rapport à la pièce annexe tout au long du cintrage en décrivant un arc de cercle. 20 Les figures 16 à 18 illustrent un cintrage utilisant un mors de cintrage 14 à deux étages permettant de prendre en charge le cintre précédent afin de respecter un segment droit minimal entre cintres. Il peut aussi être prévu un évidement aménagé dans la forme de cintrage dans le cas de cintres enchaînés ou imbriqués. 25 Selon l'invention le mors peut se déplacer en rotation autour de son axe 12 médian et le long de ce même axe vertical, de fait il est avantageux de placer différentes formes usinées sur les côtés du mors de manière à réaliser différents cintrages avec le même mors. Avantageusement il pourra être envisagé un moyen permettant de dégager la ou les parties non utilisées du mors pour réaliser le cintrage suivant. Ainsi tel que cela est représenté sur les figures 16 à 18 un mors de cintrage à deux étages 14 pourra disposer d'un étage 15 utilisé dans un premier cintrage et un deuxième étage 16, dans le sens vertical, employé pour un deuxième pliage une fois escamoté ledit étage 15, le tube réorienté et le mors 14 déplacé vers le haut. Cet escamotage d'un ou plusieurs étages peut être réalisé de différentes manières, par exemple par pivotement de l'étage autour d'un axe 18. En combinant les différentes possibilités de déplacement du mors de cintrage avec celles d'un mors disposant de plusieurs étages de très nombreux cintrages sont accessibles avec une pièce unique. Selon l'invention la machine de cintrage peut comporter un mors présentant au moins une facette escamotable, et ladite facette escamotable est escamotée par basculement ou pivotement autour d'une articulation disposée sur le mors lui-même. Les figures 19 à 21 présentent une variante de l'invention dans laquelle le comportement du tube en cintrage ne tolère pas l'enroulement libre du tube, par exemple dans un cas où il y a risque de vagues ou de casse d'un tube à paroi mince, dans cette situation il est avantageux de fabriquer un mors de cintrage très long 19 permettant le maintien du tube 1 au cours du cintrage. Dans cet exemple le mors de cintrage 19 opère un mouvement de bascule en respectant la tangence de la courbure du cintre de telle manière qu'il n'y ait aucun glissement de ce mors de cintrage par rapport au tube cintré. Selon l'invention le mors peut se déplacer dans une aire périphérique à la forme de cintrage double, cela est particulièrement avantageux dans le cas où des obstacles figurent sur la pièce à réaliser et que le cintrage doit être 9 particulièrement prononcé. Dans cette situation représentée par les figures 22 à 27 il est possible de déplacer le mors et exécuter le cintrage par séquences successives d'angles faibles, ces séquences sont déterminées par la longueur développée qu'autorise la longueur du mors de cintrage. L'invention se rapporte également à un procédé de cintrage d'un tube employant une machine telle que décrite précédemment dans laquelle le mors est déplacé au moins une fois sur ledit tube au cours de l'opération de mise en forme. Le mors pouvant être déplacé dans une aire périphérique 11 à la forme de cintrage. Pour réaliser différents cintrages le mors peut être déplacé dans un sens vertical ou en rotation autour d'un axe vertical le traversant, perpendiculaire au plan de cintrage, ou selon une combinaison des deux mouvements précédents. Un exemple de déplacement du mors au cours du cintrage est illustré sur les figures 22 à 27, les figures 22 et 23 représentant le cintrage du premier secteur d'un tube 1 comportant un obstacle 20, les figures 24 et 25 représentant le dégagement du mors 8 et son repositionnement sur le tube après l'obstacle 20. Enfin les figures 26 et 27 illustrent le cintrage du second secteur. Une variante importante de l'invention est représentée sur la figure 28. Cette variante consiste à prévoir une forme de cintrage simple symétrique ou non symétrique, étagée ou non étagée 21, avec un dispositif de serrage du tube 1 monté sur un balancier 22 et comportant deux mors de serrage qui peuvent être droits ou présenter une forme étagée ou non étagée 23 et 24. Les mors de cintrage 23 et 24 peuvent eux-mêmes être équipés de formes de cintrage, de manière à multiplier ainsi les combinaisons possibles. Comme pour les exemples faisant appel à une forme de cintrage double le mors 8 de cintrage est prismatique et usiné au rayon du tube sur au moins une de ses faces, la cinématique de déplacement du mors de cintrage 2892648 io s'effectue dans une aire périphérique à la forme de cintrage et le mors est orientable à la fois en rotation et mobile sur un axe vertical. Toutes les possibilités décrites dans les exemples précédents avec une forme de cintrage double restent valides avec ce système de serrage 5 spécifique. Cette variante permet l'emploi d'une seule forme de cintrage fonctionnant dans un sens ou dans l'autre selon le sens ou le rayon de cintrage désiré, les mors de serrage 23 et 24 autorisent un serrage alternatif à droite ou à gauche et le dispositif basculant permet d'escamoter complètement le mors 10 inopérant de la zone de travail et autorisant la réalisation de cintrages jusqu'à 180 . Le balancier 22 comporte deux manetons assurant le guidage du balancier et sa trajectoire dans une forme 25. Laquelle forme 25 comportant des flasques de manière à assurer précisément le déplacement souhaité. 15 Le balancier 22 est entraîné par un ensemble vilebrequin, maneton et noix carrée coulissante dans une rainure du balancier. Dans la représentation de la figure 28 le balancier 22 est basculé vers la droite, le mors de serrage 23 inopérant se situe en dessous de la zone de travail, c'est à dire en dessous du plan de cintrage, le mors de serrage actif 20 24 maintient fermement le tube 1 sur la forme de cintrage 21 pendant que le mors 8 de cintrage réalise le cintrage au cours de son déplacement dans l'espace périphérique de la forme de cintrage 21. Une telle déformation peut être opérée à 180 . Plusieurs autres variantes sont possibles pour la machine de cintrage, il peut 25 par exemple être envisagé une conformation du mors 8 de cintrage simple ou complexe, avec une ou plusieurs facettes, lesquelles facettes pouvant être articulées de différentes manières sur le mors, et il peut être prévu un mors avec plusieurs étages sans sortir du cadre de l'invention. 11 Différents moyens permettant le déplacement du mors dans la zone périphérique à la forme de cintrage et son orientation dans l'espace sont envisageables. Les tubes, barres, fils ou profilés peuvent être de tailles et de natures variées sans sortir du cadre de l'invention. II est bien évidemment envisageable d'effectuer des cintrages plus complexes que ceux décrits en exemples avec notamment de multiples repositionnement du mors au cours du procédé de mise en forme d'un élément. La machine comportant les caractéristiques de l'invention peut par ailleurs être à commande numérique ou non. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.15 REVENDICATIONS 1- Machine pour le cambrage, le formage, le pliage ou le cintrage d'un tube, d'une barre, d'un fil ou d'un profilé comportant une forme de cintrage (7, 21) disposant d'un système de serrage, d'un dispositif d'orientation du tube 5 (1) et d'un mors (8) de cintrage, caractérisée en ce que : - le mors (8) de cintrage est prismatique et usiné au rayon du tube (1) sur au moins une de ses faces (9, 10), - la cinématique de déplacement du mors (8) de cintrage dans une aire périphérique (11) à la forme de cintrage (7, 21) est assurée par 10 toute combinaison d'au moins deux mouvements, rectiligne ou rotatif, - le mors (8) de cintrage est orientable en rotation autour d'un axe médian (12) perpendiculaire au plan de cintrage, - le mors (8) de cintrage est mobile dans le sens vertical pour 15 permettre des cintrages multiples. 2- Machine selon la revendication 1 dans laquelle le mors (8) de cintrage peut être déplacé dans une aire périphérique (11) à la forme de cintrage (7, 21) de manière à saisir le tube (1) à cintrer dans de multiples configurations. 3- Machine selon la revendication 2 dans laquelle le tube (1) à conformer 20 comporte au moins une pièce annexe (13, 20). 4- Machine selon la revendication 2 dans laquelle le mors (14) de cintrage présente au moins une facette usinée sur un autre étage (16) dans le sens vertical permettant un autre cintrage. 5- Machine selon la revendication 4 dans laquelle un autre étage (16) du 25 mors (14) utilisable pour un autre cintrage est positionné en regard du tube (1) à cintrer au moyen d'un déplacement vertical ou/et au moyen d'undéplacement en rotation du mors (14) par rapport à la forme de cintrage (7, 21). 6- Machine selon la revendication 4 dans laquelle le mors (14) de cintrage présente au moins un étage (15) escamotable. 7- Machine selon la revendication 6 dans laquelle l'étage (15) escamotable est escamoté par basculement ou pivotement autour d'une articulation disposée sur le mors (14). 8- Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la forme de cintrage (7) est double. 9- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans laquelle la forme de cintrage (21) est simple ou double et le dispositif de serrage du tube (1) sur la forme de cintrage (21) est porté par un balancier (22). 10- Machine selon la revendication 9 dans laquelle le balancier (22) porte deux mors (23, 24) pouvant serrer le tube (1) alternativement sur chaque côté de la forme de cintrage (21) et de manière telle que lorsque un mors (23) ou (24) serre le tube l'autre mors (23) ou (24) est situé en dehors du plan de cintrage dudit tube (1). 11- Machine selon la revendication 10 dans laquelle les deux mors (23, 20 24) sont équipés eux-mêmes de formes de cintrage. 12- Procédé de cintrage d'un tube (1) employant une machine selon la revendication 1 dans lequel le mors (8) de cintrage est déplacé au moins une fois sur ledit tube (1) au cours de l'opération de mise en forme. 13- Procédé de cintrage d'un tube (1) selon la revendication 12 dans 25 lequel le mors (8) de cintrage peut être déplacé dans une aire périphérique (11) à la forme de cintrage (7, 21). 14- Procédé de cintrage d'un tube (1) selon les revendications 12 ou 13 dans lequel le mors (8) de cintrage est déplacé dans un sens vertical ou en rotation autour d'un axe vertical le traversant, ou selon une combinaison des deux mouvements précédents.5