Brevet FR3009978A1 — publié le 20150306

L'invention concerne un dispositif de cintrage de profilés tels que des tubes, et vise de façon plus spécifique un dispositif comportant, d'une part, des outils de cintrage des profilés, et d'autre part, un outil de découpe de ces profilés après cintrage(s). De façon usuelle, les dispositifs de cintrage actuels comportent une tête de cintrage dotée d'un ou plusieurs étage(s) de cintrage équipé(s), notamment, chacun d'un ensemble forme de cintrage /mors de serrage, et d'un étage de découpe des profilés cintrés. Un des objectifs recherchés lors de la conception de tels 10 dispositifs de cintrage consiste dans l'optimisation du temps d'un cycle complet d'usinage d'un profilé. L'invention s'inscrit dans cette optique et a donc pour objectif essentiel de fournir un dispositif de cintrage conçu de façon à réduire le temps d'un cycle complet de cintrage d'un profilé, et de façon plus spécifique 15 de réduire le temps de l'étape finale de coupe de ce profilé. A cet effet, l'invention vise un dispositif de cintrage comprenant : - une tête de cintrage comportant : - au moins une forme de cintrage axée sur un axe de cintrage (Z), 20 dotée d'une gorge périphérique d'enroulement du profilé s'étendant dans la continuité d'une empreinte destinée au serrage du dit profilé, - associé à chaque forme de cintrage, un mors de serrage comportant une empreinte de serrage du profilé complémentaire de l'empreinte de la dite forme de cintrage, 25 - des moyens de déplacement de chaque mors de serrage selon un axe dit transversal (Y) relativement à la forme de cintrage associée, entre une position de serrage accolée à la dite forme de cintrage et une position ouverte écartée de cette forme de cintrage, - et des moyens d'entraînement en rotation de la tête de cintrage autour 30 de l'axe de cintrage (Z). Selon l'invention, ce dispositif de cintrage se caractérise en ce que : - au moins un mors de serrage, dit mors serre-flan : - est percé d'une lumière traversante débouchant dans 35 l'empreinte du dit mors serre-flan, est associé à des moyens supports solidaires des moyens de déplacement de ce mors serre-flan selon l'axe transversal (Y) : . sur lesquels est monté un organe de coupe adapté pour s'étendre dans la lumière de ce mors serre-flan, . par rapport auxquels ce mors serre-flan est monté libre en translation selon l'axe transversal (Y) entre deux positions consistant en une position, dite position de coupe, correspondant à une position active de l'organe de coupe dans laquelle ce dernier s'étend dans l'empreinte du mors serre-flan d'une longueur adaptée pour réaliser une opération de découpe, et en une position, dite position de cintrage, dans laquelle le dit organe de coupe est escamoté en retrait par rapport à la dite empreinte, - la forme de cintrage associée à chaque mors serre-flan est percée d'une lumière traversante débouchant dans l'empreinte de la dite forme de cintrage, et ménagée de façon à s'étendre dans la continuité de la lumière 15 traversante du dit mors serre-flan, - des organes de butée intercalaires disposés entre chaque mors serre-flan et les moyens supports de ce dernier sont adaptés pour présenter un état actif de blocage du mors serre-flan dans sa position de cintrage, et un état passif dans lequel les dits organes de butée intercalaires autorisent un 20 déplacement relatif du mors serre-flan et des moyens supports jusqu'à obtention de la position de coupe, à l'encontre d'une force prédéterminée exercée par les dits organes de butée intercalaires sur le dit mors serre-flan, - des moyens d'actionnement des organes de butée intercalaires sont adaptés pour engendrer les commutations des dits organes de butée 25 intercalaires entre leurs deux états, passif et actif. Le dispositif de cintrage selon l'invention comporte donc au moins un étage doté d'un ensemble mors serre-flan/moyens de support de ce mors serre-flan dont le dit mors serre-flan peut être relié aux dits moyens supports : 30 - soit par une liaison rigide conférant i au mors serre-fan une fonction de mors de serrage permettant le cintrage d'un profilé, - soit par une liaison déformable conférant au mors serre-flan une fonction de presse-flan permettant la découpe du profilé au moyen d'un organe de coupe solidaire des moyens supports et amené à être déplacé avec ces derniers à l'encontre de la force exercée par les organes de butée intercalaires sur le mors serre-flan. Par conséquent, une fois le profilé positionné entre la forme de cintrage et le mors serre-flan, ce profilé est successivement cintré s puis découpé sans déplacement de ce dernier entre les deux opérations. Cette conception conduit à un gain de temps notable lors des deux opérations finales d'usinage des profilés, à savoir dernier cintrage puis découpe, et présente notamment un intérêt majeur lors de la réalisation de profilés cintrés présentant un nombre réduit de cintres. 10 A titre d'exemple, lors de la réalisation d'un profilé cintré comportant un seul cintre, le dispositif de cintrage selon l'invention conduit à réduire de l'ordre de 25% le temps de chaque cycle complet. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens supports de chaque mors serre-flan comportent un bloc support 15 doté de moyens de fixation sur les moyens de déplacement de ce mors serre-flan selon l'axe transversal (Y), et présentant une face frontale d'appui des organes de butée intercalaires. Le mors serre-flan et son bloc support forment ainsi un ensemble facilement interchangeable car les moyens de fixation du bloc 20 support sur les moyens de déplacement de cet ensemble selon l'axe transversal (Y) peuvent être identiques à ceux utilisés pour la fixation d'un mors de serrage usuel. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, les organes de butée intercalaires de chaque mors serre-flan 25 comprennent : - une cale adaptée pour présenter un état actif dans laquelle elle s'étend entre le mors serre-flan et les moyens supports de ce dernier, et un état passif dans lequel elle s'escamote entre ces derniers, - des moyens élastiques disposés entre le mors 30 serre-flan et les moyens supports du dit mors serre-flan, de façon à exercer une force s'opposant au rapprochement relatif de ces derniers, - des moyens d'actionnement adaptés pour engendrer les commutations de la cale entre ses états, passif et actif. Les deux fonctions des organes de butée intercalaires 35 sont ainsi réalisées par des moyens distincts consistant en : - une cale pour la réalisation de la liaison rigide entre le mors serre-flan et ses moyens supports, - et des moyens élastiques pour l'obtention de la force de pressage du mors serre-flan contre la forme de cintrage lors de l'opération de 5 découpe. De plus, selon un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens élastiques consistent avantageusement en des ressorts hélicoïdaux montés autour de tiges s'étendant entre le mors serre-flan et les moyens supports de ce dernier, et se prolongeant par rapport au dit mors serre-flan de 10 façon à constituer, en périphérie de l'empreinte, des pions de centrage disposés de façon à venir se loger dans des orifices de centrage ménagés dans la forme de cintrage. Selon un autre mode de réalisation avantageux concernant la conception de la cale : 15 - le bloc support est percé d'un alésage s'étendant selon un axe parallèle à l'axe transversal (Y), débouchant au niveau de la face frontale du dit bloc support, - la cale présente une section conjuguée de celle de l'alésage du bloc support, et la dite cale est montée rotative par rapport au 20 mors serre-flan autour d'un axe parallèle à l'axe transversal (Y) entre : - une position correspondant à son état actif, dans laquelle elle se trouve décalée angulairement par rapport au dit alésage, de façon à venir en butée contre la face frontale du bloc support, - et une position correspondant à son état 25 passif, dans laquelle elle se trouve dans l'alignement de l'alésage du bloc support de façon à s'effacer à l'intérieur de ce dernier. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de 30 réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue en perspective, selon un premier angle de vue, de la tête de cintrage d'un dispositif de cintrage conforme à l'invention, dans la position active des organes de butée intercalaires, - la figure 2 est une vue en perspective, selon un deuxième angle de vue, de cette tête de cintrage dans la position active des organes de butée intercalaires, - la figure 3 est une vue en perspective, selon un 5 troisième angle de vue, de cette tête de cintrage dans la position active des organes de butée intercalaires, sur laquelle certains organes sont cachés, - la figure 4 est une vue en perspective de cette tête de cintrage selon le même angle de vue que la figure 1, dans la position passive des organes de butée intercalaires, 10 - la figure 5 est une vue de face du mors serre-flan de ce dispositif de cintrage, - et la figure 6 est une vue en perspective de la cale de ce dispositif de cintrage. Le dispositif de cintrage selon l'invention dont la tête de 15 cintrage est représentée à titre d'exemple aux figures 1 à 4 consiste en une machine à cintrer un profilé porté par des moyens de déplacement (non représentés) aptes à le déplacer selon un axe de déplacement horizontal (X), et comportant, par exemple, soit une pince associée à des moyens d'entraînement de cette dernière selon l'axe longitudinal (X), soit un robot 6 20 axes du type décrit dans le brevet FR2914203. Il est à noter que, à des fins de simplification de la description détaillée qui suit, la tête de cintrage est décrite dans sa position initiale de chargement d'un profilé dans laquelle les empreintes de serrage de la forme de cintrage et du mors serre-flan sont axés sur l'axe longitudinale (X) 25 de déplacement des profilés, et l'axe transversal (Y) de déplacement du mors serre-flan est orthogonal à cet axe longitudinal (X). La tête de cintrage comporte, en premier lieu, une réglette 1 comportant une gorge longitudinale 2 d'appui et de guidage des profilés, portée par des moyens ( non représentés) de déplacement de la dite réglette 30 selon un axe longitudinal parallèle à l'axe (X) et selon un axe transversal horizontal (y) orthogonal au plan (X, Z). Cette tête de cintrage comporte également un efface-pli 3 doté d'une gorge de guidage, destiné à coopérer avec la réglette 1 en vue de l'appui et du guidage des profilés. Cet efface-pli 3 est accolé à la forme de cintrage de cette tête de cintrage qui comporte, en premier lieu, un galet cylindrique 4 solidarisé sur une platine circulaire 5 adaptée pour être montée sur des moyens (non représentés) d'entraînement en rotation du dit galet cylindrique 4 autour de l'axe de cintrage (Z). Ce galet cylindrique 4 est doté d'une gorge périphérique 7 et présente une échancrure 6 de section en forme de L délimitée par deux parois perpendiculaires 6a, 6b et se prolongeant au niveau de la platine 5. De plus, une rainure 8 s'étendant selon un axe parallèle à 10 l'axe (Z) est ménagée dans la paroi 6a de l'échancrure 6 parallèle à l'axe (X), la dite échancrure logeant le montant d'un rail 9 en forme de T Ce rail 9 est destiné à la mise en place, dans l'échancrure 6, d'un mors de serrage 10 de forme parallélépipédique rectangle, dit contre-mors de serrage, doté notamment : 15 - d'une face frontale 10a dans laquelle est ménagée une empreinte de serrage 11, - d'une face frontale opposée 10c dans laquelle est ménagée une rainure en forme de T 12 adapté pour loger le rail 9, dans une position où une des faces transversales 10b de ce contre-mors de serrage 10 20 est plaquée contre la paroi adjacente 6b de l'échancrure 6. Selon l'exemple représenté, l'empreinte 11 forme, en outre, un coude de 90° doté d'une branche 11a axée sur l'axe longitudinal (X) et d'une branche 11b perpendiculaire au dit axe longitudinal (X). Par ailleurs, le contre-mors de serrage 10 est percé d'une 25 fente traversante 13 s'étendant entre les faces frontales 10a, 10c de façon à déboucher, d'une part dans la branche 11 a de l'empreinte 11, et d'autre part dans la gorge 7 du galet cylindrique 4. En dernier lieu concernant ce contre-mors de serrage 10, la face frontale 10a est percée de quatre orifices borgnes, dits de centrage, tels 30 que 14, ménagés chacun dans la zone d'un des sommets de cette face frontale 10a. La tête de cintrage selon l'invention comporte également un mors de serrage 15, dit mors serre-flan, de mêmes formes et dimensions que le contre-mors de serrage 10. Ce mors serre-flan 15 comporte une face frontale 15a dans laquelle est ménagée une empreinte de serrage 16 conjuguée de l'empreinte 11 et présentant donc la forme d'un coude formé de deux branches 16a, 16b perpendiculaires. De plus, ce mors serre-flan 15 est percé d'une fente traversante 17 s'étendant entre ses faces frontales 15a, 15c de façon à déboucher dans la branche 16a de l'empreinte 16, dans la continuité de la fente 13 ménagée dans le contre-mors de serrage 10. Ce mors serre-flan 15 est associé à un bloc support 19 de forme sensiblement cubique adapté pour être monté sur des moyens (non représentés) de déplacement de l'ensemble mors de serre-flan 15/bloc support 19 selon un axe dit transversal (Y) relativement à la forme de cintrage 4, 10. En vue de ce montage, ce bloc support 19 comporte, à l'opposé du mors serre-flan 15, une face frontale dans laquelle est ménagée une nervure 19a apte à loger un rail d'accrochage du dit bloc support. De plus, la liaison entre le mors serre-flan 15 et le bloc support 19 est assurée au moyen de quatre tiges telles que 18 : - d'une part bloquées, chacune, à l'intérieur d'un orifice traversant ménagé dans le mors serre-flan 15 au voisinage d'un des sommets 20 de ce dernier, de façon à : - former, en saillie par rapport à la face frontale 10a dans laquelle est ménagée l'empreinte 16, des pions, dits de centrage, 18a adaptés pour se loger dans les orifices de centrage 14, - s'étendre sur leur plus grande longueur dans le 25 prolongement de l'autre face frontale 15b du mors serre-flan 15, - d'autre part, montées coulissantes à l'intérieur d'orifices ménagés dans le bloc support 19, de façon à permettre des débattements relatifs entre le mors serre-flan 15 et le dit bloc support. De plus la course de ces débattements est : 30 - déterminée en fonction de la longueur et du tarage de ressorts hélicoïdaux 20 montés autour de la portion de longueur des tiges 18, s'étendant entre les faces frontales en regard 15b, 19b des dits mors serre-flan et bloc support, - adaptée pour que, dans la position extrême éloignée du 35 mors serre-flan 15 et du bloc support 19, les ressorts hélicoïdaux 18 exercent sur le dit mors serre-flan une force résiduelle apte à le presser contre le mors de serrage 10. L'ensemble mors serre-flan15/bloc support 19 comporte également une lame de coupe 35 enchâssée dans la face frontale 19b du bloc support 19 de façon à s'étendre orthogonalement par rapport à cette dernière, et à pénétrer dans les fentes 13, 17 respectives du contre-mors de serrage 10 et du mors serre-flan 15, la dite lame de coupe comportant un tronçon d'extrémité 35a en forme de pointe et présentant une longueur adaptée pour que : 10 - dans la position extrême d'éloignement du mors serre- flan 15 et du bloc support 19, dite position de cintrage, l'extrémité 35a de la lame de coupe 35 se trouve escamotée en retrait du conduit de serrage que forment les deux empreintes 11, 16, -- dans une position extrême opposée, dite position de 15 coupe, obtenue, dans la position accolée du contre-mors de serrage 10 et du mors serre-flan 15, par le déplacement du bloc support 19 engendré, à l'encontre de la force exercée par les ressorts hélicoïdaux 20, par les moyens de déplacement du dit bloc support selon l'axe transversal (Y), la lame de coupe 35 s'étende dans le conduit de serrage 11, 16 sur une longueur adaptée 20 pour réaliser une découpe du profilé logé dans ce conduit, avec évacuation du copeau formé. L'ensemble mors serre-flanl5/bloc support 19 comporte, enfin, une cale escamotable 22 disposée entre les faces frontales en regard 15b, 19b du mors serre-flan 15 et du bloc support 19, et adaptée pour 25 présenter un état actif de blocage du mors serre-flan 15 dans sa position de cintrage, et un état passif dans lequel la dite cale s'escamote et autorise le déplacement relatif du mors serre-flan 15 et du bloc support 19 jusqu'à obtention de la position de coupe. A cet effet, et en premier lieu, la cale 22 comporte une 30 tête cylindrique 23 présentant un évidement circulaire 24 délimitant une face frontale 23a annulaire dans laquelle est ménagée une rainure circonférentielle 27 formant un arc de cercle d'angle au sommet égal à 90°. Cette cale 22 comporte, dans prolongement de la tête 23, un corps 26 de section oblongue percé d'un alésage longitudinal axial 26a 35 débouchant dan l'évidement 24. Cette cale 22 est montée rotative autour d'un axe transversal (Y) par rapport au mors serre-flan 15, et à cet effet, elle est montée autour d'une pièce fixe 28 de guidage en rotation comportant une base circulaire solidarisée sur la face frontale 15b et de dimensions adaptées pour se loger dans l'évidement 24, et dans le prolongement de cette base 29, un arbre 30 adapté pour s'étendre dans l'alésage 26a. De plus, un pion 31 solidarisé sur la face frontale 15b du mors serre-flan 15 est adapté pour s'insérer dans la rainure 27 et former une butée limitant la course rotative de la cale 22. En dernier lieu, la tête 23 de cette cale 22 est articulée par l'intermédiaire d'un axe 34 sur l'extrémité de la tige 32b d'un vérin 32 dont le corps 32a est porté par un bâti 33 solidarisé en sous-face du mors serre-flan 15, de façon que le dit vérin 32 s'étende selon un axe parallèle à l'axe (Z) et entraîne les rotations dans les deux sens de la cale 22 entre : - un position active représentée aux figures 1 et 2 dans laquelle cette cale 22 s'étend en appui contre les faces frontales 15b, 19b respectives du mors serre-flan 15 et du bloc support 19, et forme une liaison rigide entre ces deux éléments, - et une position passive représentée à la figure 4 dans laquelle le corps 26 de cette cale 22 s'efface à l'intérieur d'un orifice 21 de section conjuguée ménagé dans la face frontale 19b du bloc support 19, de sorte que le mors serre-flan 15 et le dit bloc support se trouvent reliés par une liaison élastique autorisant leur déplacement relatif. La tête de cintrage selon l'invention ci-dessus décrite 25 permet donc, moyennant une simple commutation de la position de la cale 22 : - dans un premier temps de cintrer de façon usuelle le profilé maintenu enserré dans les empreintes 11, 16, - puis tout en maintenant le profilé dans cette position enserrée dans les empreintes 11, de commuter la position de la cale 22, 30 moyennant le recul sur une faible longueur du bloc support 19, et de procéder à la découpe du profilé. REVENDICATIONS1/ Dispositif de cintrage de profilés tels que des tubes, comprenant : - une tête de cintrage comportant : - au moins une forme de cintrage (4,10) axée sur un axe de cintrage (Z), dotée d'une gorge périphérique (7) d'enroulement du profilé 5 s'étendant dans la continuité d'une empreinte (11) destinée au serrage du dit profilé, - associé à chaque forme de cintrage (4, 10), un mors de serrage (15) comportant une empreinte (16) de serrage du profilé complémentaire de l'empreinte (11) de la dite forme de cintrage, 10 - des moyens de déplacement de chaque mors de serrage (15) selon un axe dit transversal (Y) relativement à la forme de cintrage (4, 10) associée, entre une position de serrage accolée à la dite forme de cintrage et une position ouverte écartée de cette forme de cintrage, - et des moyens d'entraînement en rotation de la tête de cintrage autour 15 de l'axe de cintrage (Z), le dit dispositif de cintrage étant caractérisé en ce que : - au moins un mors de serrage (15), dit mors serre-flan : - est percé d'une lumière traversante (17) débouchant dans l'empreinte (16) du dit mors de serrage, 20 - est associé à des moyens supports (19) solidaires des moyens de déplacement de ce mors serre-flan (15) selon l'axe transversal (Y) : . sur lesquels est monté un organe de coupe (35) adapté pour s'étendre dans la lumière (17) de ce mors serre-flan (15), . par rapport auxquels ce mors serre-flan (15) est monté 25 libre en translation selon l'axe transversal (Y) entre deux positions consistant en une position, dite position de coupe, correspondant à une position active de l'organe de coupe (35) dans laquelle ce dernier s'étend dans l'empreinte (16) du mors serre-flan (15) d'une longueur adaptée pour réaliser une opération de découpe, et en une position, dite position de cintrage, dans laquelle le dit 30 organe de coupe est escamoté en retrait par rapport à la dite empreinte, - la forme de cintrage (4, 10) associée à chaque mors serre-flan (15), est percée d'une lumière traversante (13) débouchant dans l'empreinte (11) de la dite forme de cintrage, et ménagée de façon à s'étendre dans la continuité de la lumière traversante (17) du dit mors serre-flan,- des organes de butée intercalaires (20, 22) disposés entre chaque mors serre-flan (15) et les moyens supports (19) de ce dernier sont adaptés pour présenter un état actif de blocage du mors serre-flan (15) dans sa position de cintrage, et un état passif dans lequel les dits organes de butée intercalaires autorisent un déplacement relatif du mors serre-flan (15) et des moyens supports (19) jusqu'à obtention de la position de coupe, à l'encontre d'une force prédéterminée exercée par les dits organes de butée intercalaires sur le dit mors serre-flan, - des moyens d'actionnement (32) des organes de butée intercalaires 10 (20, 22) sont adaptés pour engendrer les commutations des dits organes de butée intercalaires entre leurs deux états, passif et actif. 2/ Dispositif de cintrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens supports de chaque mors serre-flan (15) comportent un bloc support (19) doté de moyens de fixation (19a) sur les moyens de déplacement de ce 15 mors serre-flan (15) selon l'axe transversal (Y), et présentant une face frontale (19b) d'appui des organes de butée intercalaires (20, 22). 3/ Dispositif de cintrage selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les organes de butée intercalaires de chaque mors serre-flan (15) comprennent : 20 - une cale (22) adaptée pour présenter un état actif dans laquelle elle s'étend entre le mors serre-flan (15) et les moyens supports (19) de ce dernier, et un état passif dans lequel elle s'escamote entre ces derniers, - des moyens élastiques (20) disposés entre le mors serre-flan (15) et les moyens supports (19) du dit mors serre-flan, de façon à exercer une force 25 s'opposant au rapprochement relatif de ces derniers, - des moyens d'actionnement (32) adaptés pour engendrer les commutations de la cale (22) entre ses deux états, passif et actif. 4/ Dispositif de cintrage selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens élastiques consistent en des ressorts hélicoïdaux (20) montés autour 30 de tiges (18) s'étendant entre le mors serre-flan (15) et les moyens supports (19) de ce dernier, et se prolongeant par rapport au dit mors serre-flan de façon à constituer, en périphérie de l'empreinte (16), des pions de centrage (18a) disposés de façon à venir se loger dans des orifices de centrage (14) ménagés dans la forme de cintrage (4, 10). 1 Dispositif de cintrage selon la revendication 2 et l'une des revendications 3 ou 4 prises ensemble caractérisé en ce que : - le bloc support (19) est percé d'un alésage (21) s'étendant selon un axe parallèle à l'axe transversal (Y), débouchant au niveau de la face frontale (19b) du dit bloc support, - la cale (22) présente une section conjuguée de celle de l'alésage (21) du bloc support (19), et la dite cale est montée rotative par rapport au mors serre-flan (15) autour d'un axe parallèle à l'axe transversal (Y) entre : - une position correspondant à son état actif, dans laquelle elle se 10 trouve décalée angulairement par rapport au dit alésage, de façon à venir en butée contre la face frontale (19b) du bloc support (19), - et une position correspondant à son état passif, dans laquelle elle se trouve dans l'alignement de l'alésage (21) du bloc support (19) de façon à s'effacer à l'intérieur de ce dernier.