Brevet FR2935921A1 — publié le 20100319

La présente invention concerne une lame de coupe pour une machine de coupe de tubes ou autres profilés creux et une machine équipée de ladite lame de coupe. Le problème à résoudre est la déformation des profilés lors d'une découpe transversale de celui-ci. L'état de la technique enseigne une solution à ce problème au moyen de machines équipées de deux lames de coupe à mouvements croisés perpendiculairement et fonctionnant comme suit : le profilé est fermement maintenu, une première lame arase une corde (ou deux cordes diamétralement opposées) du tube ou du profilé sur une profondeur correspondant à son épaisseur, puis la seconde lame est introduite perpendiculairement à la première à la manière d'un poignard, la pointe coïncidant avec le cendre de la corde arasée ; la seconde lame réalise une course telle que la section à couper soit totalement couverte par son propre profil ; les deux parties de tube ou profilé creux sont alors séparées. La section coupée n'est pratiquement pas déformée mais la machine nécessite une mécanique complexe et onéreuse et le temps d'opération est long. Afin d'apporter une solution plus économique au problème, la demanderesse a cherché à améliorer la technique à lame de coupe unique dont la mécanique est plus simple et plus rapide, et donc de mise en oeuvre moins onéreuse. Cette technique consiste à n'utiliser qu'une seule lame directement enfoncée transversalement dans le profilé fermement maintenu. La lame réalise une course telle que la section à couper soit totalement couverte par le profil de la lame. Le résultat sur la section coupée est une déformation localisée au point d'introduction de la lame, déformation créant une réduction de la section intérieure, souvent rédhibitoire pour les applications des pièces ou les opérations de façonnage suivantes. Cette déformation est liée aux caractéristiques mécaniques de la matière coupée, à son maintien dans les outils, au profil de la pointe de la lame et à son usure. Cette déformation requiert souvent une opération supplémentaire de recalibrage de la section coupée dont le coût s'additionne à celui de l'opération de coupe. L'invention résout le problème de la déformation générée par la technique à lame de coupe unique et supprime l'opération supplémentaire de recalibrage. L'idée générale inventive de la lame de coupe étant de présenter au moins un élément en saillie sur une des faces de la lame et complètement effaçable dans la lame de coupe sous l'effet de pressions extérieures dues aux efforts générés par le passage dans une fente du profilé créée par la coupe et qui revient automatiquement à sa position initiale lorsque ces efforts sont annulés. Préférentiellement la lame comporte un élément en saillie sur chacune de ses faces. Préférentiellement le ou les éléments en saillie sont solidaires d'un taquet inséré dans une découpe de la lame. Selon un mode de réalisation un taquet est inséré dans la lame de coupe et comporte une base dont l'épaisseur et au plus égale à l'épaisseur de la lame dans laquelle elle est insérée, base prolongée par une partie déformable élastiquement de façon à présenter une épaisseur (e) supérieure à celle de la lame, épaisseur pouvant être réduite sous l'effet de contrainte extérieures et pouvant revenir à sa valeur initiale (e) par élasticité ; la base étant placée vers la pointe de la lame et la partie déformable étant placée vers le bord opposé de ladite lame ou inversement. La base pourrait être raccourcie voir supprimée mais il est préférable de la maintenir car elle contribue à faciliter l'entrée de la lame et du taquet lors de la séquence de coupe. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes : - figure 1 : vue en plan d'une lame de coupe de l'art antérieur. - figure 2 : vue en plan d'une lame selon l'invention équipée d'un taquet élastique, selon un mode de réalisation non limitatif. - figure 3 : vue montrant le déplacement d'une lame de coupe selon l'invention pendant un cycle de coupe, le tube et la lame étant vues en coupe selon un plan de coupe AA perpendiculaire au plan de la lame et passant par un axe de symétrie. - figure 4 : vues en 3 D des mouvements de coupe et de retrait d'une lame dans un tube au cours d'un cycle. - figure 5 : vue en plan d'un autre mode de réalisation de l'invention montrant une lame de coupe avant son retrait d'un tube cylindrique, tube qu'elle vient de couper. - figure 6 : vue de gauche de la figure 5. - figure 7 : vue en coupe selon CC de la figure 5. - figure 8 : vue en coupe selon BB de la figure 5. - figure 9 : vue en 3 D des éléments de la figure 5. L'invention consiste à équiper une lame classique, par exemple une lame ayant le profil représenté en figure 1, d'un taquet élastique (1) inséré dans une découpe (2) pratiquée dans une lame (3), les orifices de la lames référencés (4) servant à la fixation de la lame sur les moyens mécaniques d'entraînement d'une machine. Selon le mode de réalisation non limitatif des figures 2 à 4, la découpe (2) présente une forme en deux parties sensiblement rectangulaires et elle est centrée sur l'axe de symétrie (5) de ladite lame. Une première partie (2a) rectangulaire est destinée à recevoir la base du taquet, elle est fermée vers la pointe (3a) de la lame et elle est ouverte et débouchante de l'autre côté sur une deuxième partie (2b) plus large. Un taquet (1) est une pièce préférentiellement en acier formé d'une base (la) prolongée par deux ailes (lb) et (1c) à effet ressort. Le deux ailes (1 b) et (1 c) forment, vues en coupe selon AA, un profil en V dont la pointe (1d) part de la base (la) et dont les extrémités (le ; 1 f) sont distantes l'une de l'autre et peuvent être rapprochées sous l'effet de contraintes extérieures et peuvent revenir à l'état initial par l'élasticité comme cela est visible sur la figure 3, l'épaisseur de la partie (la) est identique à l'épaisseur de la lame de coupe (3), voire inférieure pour ne pas gêner l'entrée de la lame dans un tube ou un profilé (6). L'écart entre les extrémités (le) et (1f) des ailes est supérieur à l'épaisseur de la lame, de l'ordre de 1 mm pour le mode de réalisation. La longueur totale (I) du taquet est inférieure à la longueur totale (L) de la lame. Préférentiellement, l'extrémité (le ou 1f) d'une aile est conformée dans une forme complémentaire à celle du tube à couper, à savoir conformée en arc de cercle pour couper un tube circulaire (cas des figures 4) ou plate pour couper un tube à section rectangulaire (cas de la figure 2). Les figures (3) montrent le fonctionnement du taquet pour un cycle de coupe et pour le mode de réalisation des figures 2 à 4 pour lequel les efforts de redressage du tube tendent à comprimer les ailes l'une vers l'autres : - au moment de l'entrée de la lame (3) dans un profilé (6) les extrémités (le ; 1 f) des ailes (lb ; 1c) se rapprochent (figure 3c), et l'entrée de la lame dans le tube (6) génère une déformation (6a) et une fente d'épaisseur déterminée par celle de la lame, - lorsque le taquet a entièrement pénétré dans le profilé les extrémités (le ; 1 f) s'écartent et reprennent leur écartement initial (e) supérieur à l'épaisseur et la lame (3) a entièrement traversé le profilé de la fente du tube, - lors de la sortie de la lame (figure 3d) les extrémités (le ; 1 f) butent contre les bords (6a) déformés de la fente et les redressent, - les deux parties du profilés sont ensuite séparées (figure 3e) et la lame de coupe continue sa couse de retour. On se reporte à présent aux figures 5 à 9 montrant à titre d'exemple un autre mode de réalisation possible d'un taquet, et pour lequel les efforts de redressage du tube agissent en traction sur les extrémités du taquet au lieu d'agir en poussée comme dans les figures 2 à 4. Un taquet (10) selon ce mode de réalisation est une pièce composée de deux languettes adjacentes (10c ; 10 b) et parallèles terminées chacune d'une part � coté fixation � par un talon en saillie (10a) et d'autre part � coté tube � par un ergot en saillie (10e). La figure 10 montre le profil d'une languette (10b) insérée dans une découpe de lame de coupe 3 du même type que celle des figures 2 à 4 de manière à être encastrée entièrement dans la lame à l'exception du talon (10a) en saillie et servant au maintien par les organes de fixation de la lame (non représentés) et d'un ergot (10e) en biseau et dont le bord intérieur (11) est conformé en arc de cercle ou en méplat selon la forme du tube à redresser. En outre, l'épaisseur de la languette (10b) diminue vers l'ergot (10e) de façon à ce que, lors du redressage du tube, l'ergot (10e) s'efface dans la lame de coupe sans dépasser sur l'autre face de ladite lame. La partie en biseau (3c) de la découpe (2) de la lame sert de butée lors du retour de la languette (10b) après découpe et avant redressage du tube. La languette (10c) est identique à la languette (10b) mais en position inverse par rapport à la lame de coupe de façon à présenter une ergot (10f) en saillie sur l'autre face de la lame comme le montrent les figures 7, 5, 9. Le taquet (10) pourrait en variante être réalisé en une seule pièce découpée longitudinalement et sur une partie de sa longueur en deux languettes telles que (10e; 10 f). Selon une autre variante et si l'épaisseur de la lame le permet, une languette peut être insérée dans une découpe en forme de rainure ne débouchant que sur une face de la lame de coupe. Préférentiellement les séquences d'un cycle de coupe sont mises en oeuvre dans une machine à commande numérique qui pilote un chariot sur lequel est fixé la lame de coupe unique selon l'invention. La commande numérique permet de maîtriser de façon simple les courses d'avance et de recul dudit chariot en fonction des dimensions relatives du taquet et du profilé de façon à libérer les ailes du taquet avant le recul de la lame afin de repousser la section déformée du profilé. Une même machine peut éventuellement comporter plusieurs postes de coupe, chacun équipé d'une lame selon l'invention. Tout autre dispositif peut être envisagé pour obtenir ce même résultat comme par exemple dispositif à double actionneurs tout ou rien (2 vérins par exemple) montés en série. L'écartement des deux ailes du taquet peut être réalisé par d'autres dispositions telles, par exemple, qu'un élément élastique ou un actionneur rapporté. Les modes de réalisation du taquet représentés sur les figures ne sont pas limitatifs et peuvent présenter des variantes sans sortir du cadre de l'invention. L'idée générale inventive du taquet étant de présenter une base dont l'épaisseur et au plus égale à l'épaisseur de la lame dans laquelle elle est insérée, base prolongée par une partie déformable élastiquement de façon à présenter une épaisseur (e) supérieure à celle de la lame, épaisseur pouvant être réduite sous l'effet de contraintes extérieures et pouvant revenir à sa valeur initiale (e) par élasticité ; la base étant placée vers la pointe de la lame et la partie déformable étant placée vers le bord opposé de ladite lame. La base pourrait être raccourcie voir supprimée mais il est préférable de la maintenir car elle contribue à faciliter l'entrée de la lame et du taquet lors de la séquence de coupe. Les avantages de l'invention sont non limitativement les suivants : - une seule lame et donc un seul axe de mouvement donc dispositif plus simple et plus économique que celui à deux lames avec un temps d'opération plus court. - pas d'augmentation de l'encombrement par rapport au moyen mis classiquement en oeuvre pour la coupe avec une seule lame. Le faible encombrement permet d'implanter et/ou d'embarquer plus facilement le dispositif de coupe sur toute machine de façonnage telle que des machines de cintrage de tubes ; ce qui permet par exemple de façonner une pièce dans la barre puis de la couper avant de façonner la suivante tout en garantissant une section coupée non déformée. - dans la plupart des cas, le résultat sur la section coupée ne nécessite plus d'opération complémentaire de recalibrage. REVENDICATIONS1. - Lame de coupe de tubes ou autres profilés creux, la lame étant plane et présentant d'un coté, un profil de coupe (3b) terminé par une pointe (3a) placée sur un axe de symétrie (5) de la lame, et sur le coté opposé une pluralité d'orifices (4) servant à la fixation de ladite lame, caractérisée en ce qu'elle présente au moins sur l'une de ses faces un élément en saillie (1c ; 10 c), (lb ; 10 b) complètement effaçable dans la lame de coupe sous l'effet de pressions extérieures et qui revient automatiquement à sa position initiale lorsque ces pressions sont annulées. 2. û Lame de coupe selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte 15 un élément en saillie sur chacune de ses faces. 3. û Lame de coupe selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les éléments en saillies (1c ; 10 c ; 1 b ; 10 b) sont solidaires d'un taquet inséré dans une découpe (2) de la lame (3). 20 4. û Lame de coupe selon la revendication 3 caractérisée en ce que le taquet présente une base dont l'épaisseur et au plus égale à l'épaisseur de la lame dans laquelle elle est insérée, base prolongée par une partie déformable élastiquement de façon à présenter une épaisseur (e) supérieure à celle de la lame, épaisseur pouvant être 25 réduite sous l'effet de contraintes extérieures et pouvant revenir à sa valeur initiale (e) par élasticité. 5. û Lame de coupe selon la revendication 4 caractérisée en ce que la découpe (2) présente une forme en deux parties sensiblement rectangulaires et centrées sur l'axe de 30 symétrie (5) de ladite lame, à savoir une première partie (2a) rectangulaire destinée à recevoir la base du taquet, fermée sur l'une des extrémités centrée sur l'axe (5) et ouverte et débouchante sur l'autre extrémité centrée sur l'axe (5) vers une deuxième partie (2b) plus large, le taquet (1) inséré dans la découpe présentant une base (la) insérée dans la première partie (2a) et prolongée par au moins une aile (lb ; 1c) dans la 35 deuxième partie (2b). 6. ù Lame de coupe selon la revendication 5 caractérisée en ce que le taquet présente deux ailes formant un profil en (V) dont la pointe (1d) est insérée dans la base (la) et dont les extrémités (le ; 1 f) des ailes (lb et 1c) sont distantes l'une de l'autre et peuvent être rapprochées sous l'effet de contraintes extérieures et peuvent revenir à l'état initial par élasticité. 7. ù Lame de coupe selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'extrémité d'une aile (lb ; 1 c) est conformée dans une forme complémentaire à celle du profilé à couper. 8. ù Lame de coupe selon la revendication 3, caractérisé en ce que le taquet (10) est une pièce composée de deux languettes adjacentes (10c ; 10 b) et parallèles terminées chacune d'une part � coté fixation � par un talon en saillie (10a) et d'autre part � coté tube � par un ergot en saillie (10e), l'épaisseur de la languette (10b) diminuant vers l'ergot (10e) de façon à ce que sous l'effet des pressions extérieures l'ergot (10e) s'efface dans la lame de coupe sans dépasser sur l'autre face de ladite lame. 9. ù Machine de coupe de tubes comportant au moins un poste de coupe de tubes ou autres profilés creux (6) d'axe horizontal (7) caractérisée en ce que ledit poste de coupe comporte une lame de coupe unique selon l'une des revendications 1 à 8 ladite lame étant actionnée selon des mouvements de translation aller et retour dans un plan perpendiculaire à l'axe (7) du profilé (6).