Brevet FR2929143A1 — publié le 20091002

La présente invention concerne un poste de façonnage dans une machine de façonnage de fil métallique. Le terme de fil métallique est un terme générique utilisé dans la profession et qui englobe aussi bien un fil proprement dit qu'une barre ou un tube. Une machine séquentielle de façonnage à commande numérique effectue sur un fil diverses opérations de façonnage telles que par exemple cambrage, pliage, etc... et comporte différents postes traversés successivement par le fil. Le défilement du fil est réalisé par un poste d'amenage qui amène le fil vers un poste de façonnage où il est plié et mis en forme par des outils. Une telle machine peut réaliser des pièces à trois dimensions par pliages séquentiels ou successifs dans des plans différents. L'art antérieur connaît deux configurations de postes de façonnage, ceux qui réalisent les changements de plans entre deux plis successifs par la rotation relative du fil par rapport à des outils de pliage fixes, et ceux qui réalisent les changements de plans en disposant les outils de pliage et leurs actionneurs sur un bras tournant autour de l'axe fixe du fil. Dans la première configuration, au fur et à mesure que la pièce est façonnée et donc qu'elle prend du volume et du poids, il faut ralentir la vitesse d'orientation du fil pour limiter les effets d'inertie sur la pièce et ne pas dégrader la capabilité sur les angles entre deux plans de pliage. Dans la deuxième configuration, se pose le problème d'embarquer les actionneurs et les énergies sur le bras de rotation, ce qui impose une forte inertie de la partie tournante et nécessite la mise en oeuvre de composants coûteux et sensibles pour le raccordement en énergies : collecteurs électriques tournants, joints tournants pneumatiques ou hydrauliques, etc... La demanderesse s'est fixée pour objectif de résoudre les problèmes résultant de cette deuxième configuration. A cette effet, elle a eu l'idée de remplacer le bras rectiligne de l'art antérieur par un bras annulaire portant les outils de pliage et pouvant par sa rotation et/ou des mouvements de translation positionner et orienter lesdits outils par rapport au fil en fonction du pli à effectuer. Plus particulièrement l'invention consiste en un poste de façonnage d'une machine séquentielle de façonnage de fil métallique, machine dans laquelle un poste d'amenage de fil amène le fil selon un axe de défilement à travers un nez de pliage qui présente le fil devant des outils d'une tête de pliage déplaçable autour de l'axe de défilement, caractérisé en ce que la tête de pliage est portée par un bras annulaire centré sur l'axe de défilement et monté à rotation autour dudit axe de défilement. Selon une mise en oeuvre préférentielle le bras annulaire, son guidage en rotation par roulements et par une couronne dentée, sont montés sur une plaque-support disposée verticalement et perpendiculairement à l'axe de défilement du fil. En outre, la plaque-support est mobile en translation horizontalement et verticalement dans un plan perpendiculaire à l'axe de défilement qui est aussi l'axe de rotation du bras. On comprendra mieux l'invention et ses avantages au regard de la description qui suit faite en références aux figures annexées suivantes : - figures 1 et 2 : vues générales en trois dimensions de l'invention selon une vue avant et une vue arrière. - figure 3 : coupe verticale d'une machine comportant un poste de façonnage selon l'invention. - figure 4 : vue de face d'un poste de façonnage selon l'invention. En sortant d'un poste d'amenage (1) par exemple mais non limitativement celui faisant l'objet d'une demande de brevet déposée le même jour, un fil (2) traverse, selon un axe de défilement (3), un nez de pliage (101) et se présente devant des outils de pliage (non représentés) et portés par une tête de pliage (102) elle-même portée par un bras annulaire (103), l'ensemble étant porté par un bâti (104) de la machine. Le bras annulaire (103) est monté rotatif par rapport à une plaque-support (107) et autour de l'axe de défilement (3). Le bras annulaire (103), son guidage en rotation par roulements (104) et par une couronne dentée (105), et ses actionneurs (à savoir des moteurs (106)), sont montés selon un mode de réalisation préférentielle sur une plaque-support (107) disposée verticalement et perpendiculairement à l'axe de défilement du fil (3). La plaque-support (107) est mobile en translation horizontalement et verticalement dans un plan perpendiculaire à l'axe de défilement (3) qui est aussi l'axe de rotation du bras (103). A cet effet, la plaque est montée d'une part sur un chariot à déplacement vertical (108) par des premiers moyens de translation (109) par exemple un système à glissièresûcrémaillères verticales (109a) et moteur d'entraînement (109b) et d'autre part sur un chariot à déplacement horizontal (110) par des seconds moyens de translation (111), par exemple un système à glissières et crémaillères horizontales (111a) et moteur d'entraînement (111b). La plaque-support (107) comporte une ouverture circulaire (112) coaxiale avec la couronne dentée (105) et de rayon inférieur. Cette ouverture circulaire a pour fonction de laisser le passage à un support (118) cylindrique d'axe horizontal confondu avec l'axe de rotation du bras annulaire et avec l'axe de défilement (3) et portant un nez de pliage (101). Le bras annulaire (103) porte en outre une tête de pliage (102) dont les outils ne sont pas représentés sur les figures, orientable par rapport au bras et autour d'un axe vertical (113). L'orientation de la tête autour de l'axe (113) produit le pliage du fil sur les outils de pliage et sur le nez selon un angle requis, et elle est induite par un renvoi d'angle (123) entraîné en rotation par un moteur (123a) combiné à une poulie à crémaillère (123b) ou tout moyen équivalent. Cette conception d'un bras annulaire supportant une tête de pliage dont l'entraînement en rotation est réalisé concentrique et intégré au guidage du bras, permet de ne pas avoir d'actionneur embarqué sur le bras qui doit être le plus dynamique possible. Par cette construction, l'inertie de l'ensemble mobile est diminuée ce qui évite tous les problèmes liés au coût et à la fiabilité des collecteurs tournants. Cette construction permet de réaliser une rotation illimitée du bras sans disposer d'un collecteur tournant comme dans l'art antérieur. La possibilité de mouvements croisés de la plaque (107) combinée à la rotation de la tête (112) permet de positionner et d'orienter les outils de pliage par rapport au fil. Selon les configurations et le sens de pliage requis, les outils montés sur la tête de pliage (112) peuvent donc se trouver à gauche, à droite ou centrés par rapport à l'axe (3) du fil (2). Compte tenu des faibles amplitudes de mouvement nécessaires au positionnement des outils par rapport au fil, l'impact des inerties lié aux masses embarquées est limité. Cette construction permet de déplacer les chariots dans une zone de débattement (114) annulaire dont la largeur est déterminée par un débattement horizontal (115) et un débattement vertical (116) centrés sur la sortie de fil (117) au niveau du nez de pliage (101). Le nez (101) est un nez demi-cylindrique qui est dans cette construction porté axialement par un support cylindrique (118) déjà cité ci-dessus. Ce support cylindrique (118) est lui-même monté sur un chariot (119) déplaçable en translation horizontale parallèlement à l'axe de défilement (3) par tout moyen approprié par exemple par un système à crémaillère (120) et entraîné par un moteur (121). Ledit chariot porte également le poste d'amenage (1) non réprésenté en figure 2 et visible en figure 3. La valeur du débattement vertical (116) ou horizontal (115) est déterminée par l'écart entre le rayon de l'ouverture (112) et le rayon extérieur du support cylindrique (118) et délimite la zone de débattement des chariots (114). Le mouvement de translation du support cylindrique (118) et du nez (101), transforme une zone de travail circulaire centrée sur l'axe du fil et dont le diamètre correspond au débattement des chariots, en un volume de travail tubulaire et permet de plier le fil, soit en combinant les actions des outils de pliage avec l'action du nez, soit en escamotant le nez afin d'utiliser uniquement les outils de pliage. On peut également couper le fil sur la sortie de fil (117) en utilisant l'un des deux mouvements de translation de la plaque-support (107), et qui engendre un cisaillement du fil au niveau de ladite sortie de fil (117). La combinaison des mouvements de translation selon trois axes (Ox, Oy, Oz) avec les mouvements de rotation du bras et de la tête de pliage permet d'obtenir des pliages en trois dimensions et selon toutes les orientations possibles. Les commandes des différents moteurs sont gérées par une commande numérique dont la programmation est à la portée de l'homme du métier. L'invention a été décrite selon un mode de réalisation préférentielle et non limitatif qui englobe les équivalents techniques notamment au niveau des moyens d'entraînements mécaniques des différents mouvements.25 REVENDICATIONS1. û Poste de façonnage d'une machine séquentielle de façonnage de fil métallique, machine dans laquelle un poste d'amenage de fil amène le fil selon un axe de défilement (3) à travers un nez de pliage (101) qui présente le fil devant des outils d'une tête de pliage (102) déplaçable autour de l'axe de défilement (3), caractérisé en ce que la tête de pliage (102) est portée par un bras annulaire (103) centré sur l'axe de défilement (3) et monté à rotation autour dudit axe de défilement (3). 2. û Poste selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras annulaire (103), son guidage en rotation par roulements (104) et par une couronne dentée (105), sont montés sur une plaque-support (107) disposée verticalement et perpendiculairement à l'axe de défilement du fil (3). 3. û Poste selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en outre la plaque-support (107) est mobile en translation horizontalement et verticalement dans un plan perpendiculaire à l'axe de défilement (3) qui est aussi l'axe de rotation du bras (103). 4. û Poste selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en outre la plaque- support (107) comporte une ouverture circulaire (112) coaxiale avec le bras annulaire (103) et de diamètre inférieur pouvant être traversée par le nez de pliage. 5. û Poste selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tête de pliage est orientable autour d'un axe vertical (113). 6. û Poste selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'en outre le nez de pliage (101) est porté axialement par un support cylindrique (118) lui-même monté par un chariot (119) déplaçable en translation horizontale parallèlement à l'axe de défilement (3) du fil.