EP1311356B1 - Machine pour le cambrage de tubes - Google Patents

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EP1311356B1
EP1311356B1 EP01919545A EP01919545A EP1311356B1 EP 1311356 B1 EP1311356 B1 EP 1311356B1 EP 01919545 A EP01919545 A EP 01919545A EP 01919545 A EP01919545 A EP 01919545A EP 1311356 B1 EP1311356 B1 EP 1311356B1
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EP
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tube
mould
bending
bending head
counter
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Yves Latour
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Numalliance SAS
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Numalliance SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/022—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment over a stationary forming member only

Definitions

  • the present invention relates to a machine for bending of tubes in series and at high rate.
  • These devices have a shape having the radius of desired curvature, and a counterform capable of being displaced coaxially with said shape, on the periphery thereof, in driving the tube to be bent which is wedged between said form and said counter-form, so as to wind it on said form.
  • a tube can not be arched or bent in the same way as is a wire, because because of its axial channel, a tube risk to be crushed.
  • form and counter-form comprise each a groove of cross section in a circular arc of radius of curvature corresponding to the diameter of the tube to be arched.
  • the counterform is in the form of a movable block in a limited pivoting manner, and in which is performed longitudinally the throat, or a grooved roller mounted in free rotation. The bending operation is made while the tube is in contact with the funds of two throats.
  • throats are enveloping, that is to say depths with a maximum depth equal to the radius of the tube at arch, and less said tube may be crushed.
  • the tube is thus retained laterally by the grooves of the form and counter-form, so that to disengage it side of the tool, to remove it or to perform a second camber in another direction, the tool is equipped with means to distance the form from the counterform.
  • These means allow the replacement of the form by a other of a different radius of curvature and / or adapted to a tube of another diameter.
  • the present invention relates more particularly machines that allow the bending of tubes in series and at a high rate, these tubes being notably intended for the production of frames.
  • These machines include a means for feeding the tube which supplies a bending head equipped with movable bending tools with respect to other.
  • the present invention aims to remedy the various disadvantages mentioned above, by proposing a machine for bending of a tube, which authorizes working cadences high, and which allows in particular to arch a tube at 180 °, without risk of crushing the tube.
  • the machine for bending a tube in series and at a rate high comprises a bending head comprising a form and a counter-form which comprise in periphery a groove of semicircular section, as well as means for driving said counterform in rotation coaxially with said shape so as to cause the tube to arching and winding it on said shape, and it is characterized essentially in that said form consists of a disk having a cutaway disposed along a rope of said disk, and in that it includes means for moving said bending head relative to the axis of the tube, according to a trajectory passing through the axes of said form and counter-form, as well as means for rotating axially said shape, regardless of the displacement of said counterform.
  • the means for moving the head of bending with respect to the tube drive it according to a rectilinear trajectory.
  • the means for moving said head of bending relative to the tube cause it to Curved trajectory.
  • the counterform consists of a roller.
  • the counterform consists of a pressing block.
  • the means for moving the head of bending in relation to the tube, and the means to make axially rotate the form consist of stepper motors digitally controlled.
  • the bending head is carried by a movable arm in pivoting, on which it is movable pivotally coaxially with the form, the latter being mounted mobile in axial pivoting on said bending head.
  • FIG. 1 represents the bending head 1 of a machine according to the invention, on which is placed a tube 2 maintained by a feeding means, not shown, which consists of a element able to hold the tube 2 and to drive it axially in one sense as in the other as the materializes the double X arrow.
  • the bending head 1 has a shape 3 and a counter form 4, between which passes the tube 2.
  • the shape 3 consists of a disc having a cutaway 30 disposed along a rope, while its curved edge 31 comprises a groove 32, which is represented by transparency only the bottom 33, of semicircular cross-section of radius equal to that of the tube 2.
  • Counterform 4 consists of a roller mounted crazy on a tree 40, and which has on the periphery a groove 41, of which is represented by transparency as the bottom 42, section transverse semicircular also of the same radius as that of the tube 2.
  • the form 3 is rotatably mounted on the bending head 1 by via a shaft 34 adapted to be rotated by motor means, not shown, so as to rotate the shape 3 axially relative to the bending head 1, in one way or the other, according to the double arrow Y.
  • the bending head 1 is carried by an arm, not shown, on which it can, by means of motor means, also not shown, pivot coaxially with the axis of rotation of the form 3, in one direction or the other, according to the double arrow Z.
  • the arm which carries the head of bending 1, is movable relative to the tube of the feeding means 2, so that it describes a trajectory through the trees 34 and 40.
  • this trajectory which is materialized by the double arrow R, is curve, it results from the pivoting of the arm. It will be noted that this trajectory can be, preferably, rectilinear, which can however, make the construction of the machine more complex.
  • FIGS. 2a, 2b, 2c and 2d one can see different phases of a bending operation of the tube 2, knowing that Figure 1 represents a preliminary phase where the pan cut 30 is at the right of the counter-form 4 and the head of bending 1 is positioned so that the tube 2 comes to cutaway contact 30.
  • the following phase represented in FIG. 2b, consists in rotating the shape 3 according to Y A so that the tube 2, which is in the locking position in the axial direction, is engaged in the groove 32 and then blocks the shape 3 in this position with respect to the bending head 1.
  • the tube 2 is thus sandwiched between the form 3 and the counterform 4, in the throats thereof respectively 32 and 41.
  • the grooves 32 and 41 are preferably semicircular, and of a diameter equal to that of the tube 2, so that it operates a close contact between the tube 2 and the bottoms 33 and 42 of the grooves, respectively 32 and 41.
  • the depth of the grooves 32 and 41 is equal to radius of the tube 2
  • the height of the rope according to which is realized the cut 30 is equal to the diameter of the tube.
  • the relative immobility of the form 3 is obtained from different ways according to the architecture of the bending head 1.
  • the tube 2 by immobilizing it on the form 3 via the counterform 4, which in this case may not be a roller but a locking means such as a pressure block for example, and combining on the one hand a rotation of the bending head 1 according to Z B synchronized to a rotation along Y B of the form 3 having previously rotated along Y A to not not winding the tube 2 on the cutaway 30, and secondly a proportional advance movement of the tube 2 according to X.
  • the counterform 4 which in this case may not be a roller but a locking means such as a pressure block for example
  • This variant makes it possible to arch a tube nearby end, or near a camber or discharge.

Description

La présente invention a pour objet une machine pour le cambrage de tubes en série et à cadence élevée.
On connaít déjà de nombreux dispositifs permettant de cambrer, ou cintrer, des tubes, et qui consistent pour la plupart en des outils à main, fonctionnant électriquement ou non, notamment utilisés par les professionnels du bâtiment pour cintrer des tubes de cuivre en vue de la réalisation d'installations sanitaires.
Ces dispositifs comportent une forme présentant le rayon de courbure désiré, et une contre-forme apte à être déplacée coaxialement à ladite forme, sur le pourtour de celle-ci, en entraínant le tube à cintrer qui est coincé entre ladite forme et ladite contre-forme, de manière à l'enrouler sur ladite forme.
Un tube ne peut pas être cambré ou cintré de la même manière que l'est un fil, puisque du fait de son canal axial, un tube risque d'être écrasé. Aussi, la forme et la contre-forme comportent chacune une gorge de section transversale en arc de cercle de rayon de courbure correspondant au diamètre du tube à cambrer.
De manière générale, la contre-forme se présente sous la forme d'un bloc mobile en pivotement de manière limitée, et dans lequel est pratiquée longitudinalement la gorge, ou bien d'un galet à gorge monté en rotation libre. L'opération de cambrage est réalisée alors que le tube est au contact avec les fonds des deux gorges.
On notera que plus les gorges sont enveloppantes, c'est-à-dire profondes avec une profondeur maximum égale au rayon du tube à cambrer, et moins ledit tube risque d'être écrasé.
Le tube est donc retenu latéralement par les gorges de la forme et de la contre-forme, en sorte que pour le désengager latéralement de l'outil, afin de l'enlever ou d'y réaliser un second cambrage dans une autre direction, l'outil est muni de moyens permettant d'éloigner la forme de la contre-forme. Ces moyens permettent en outre le remplacement de la forme par une autre d'un rayon de courbure différent et/ou adaptée à un tube d'un autre diamètre.
Pour permettre le désengagement du tube, il est prévu sur les cintreuses d'utiliser des formes présentant un pan coupé en sorte de permettre de désengager le tube de la gorge de la contre-forme. C'est le cas par exemple de la machine du document GB 1.298.666, laquelle est destinée à plier des tubes en U en réalisant simultanément deux plis à angle droit chacun sur une contre-forme. On notera que pour permettre de désengager le tube, les deux contre-formes comportent chacune deux pans coupés.
On notera également que la machine objet de ce document n'est pas destiné au même usage que celui de la présente invention et qu'en aucun cas elle ne saurait réaliser les mêmes pliages.
En effet, la présente invention concerne plus particulièrement les machines qui permettent de réaliser le cambrage de tubes en série et à une cadence élevée, ces tubes étant notamment destinés à la réalisation de châssis. Ces machines comportent un moyen d'amenage du tube qui approvisionne une tête de cambrage équipée d'outils de cambrage mobiles les uns par rapport aux autres.
Ces machines sont toutefois plus particulièrement destinées à cambrer du fil, aussi, le cambrage obtenu n'est pas toujours d'une excellente qualité, le tube étant dans la plupart des cas légèrement écrasé au niveau de sa ou ses parties cintrées.
Par ailleurs, sur ce type de machine, déplacer la forme par rapport à la contre-forme pour permettre le dégagement latéral du tube, constitue une perte de temps qui est préjudiciable à la productivité.
En outre, l'utilisation des machines de ce type est limitée, celles-ci ne permettant pas par exemple de cambrer un tube à 180° puis de le désengager afin de l'enlever ou de réaliser un cambrage dans une autre direction.
On notera qu'il est souvent nécessaire de réaliser sur un tube deux cambrages, voire plus, de directions différentes, ce qui est obtenu par le désengagement du tube, puis en le repositionnant après lui avoir fait opérer un pivotement axial. Sur une machine telle que précitée, le pivotement axial du tube est relatif, c'est en effet la tête de cambrage qui tourne autour de l'axe du tube ; or s'il n'existe pas de possibilité de désengagement latéral, qui plus est lors d'un cambrage à 180°, ledit pivotement est impossible.
La présente invention a pour but de remédier aux divers inconvénients précités, en proposant une machine pour le cambrage d'un tube, qui autorise des cadences de travail élevées, et qui permet notamment de cambrer un tube à 180°, sans risque d'écrasement du tube.
La machine pour le cambrage d'un tube en série et à cadence élevée selon l'invention comporte une tête de cambrage comprenant une forme et une contre-forme qui comportent en périphérie une gorge de section semi-circulaire, ainsi que des moyens permettant d'entraíner ladite contre-forme en rotation coaxialement à ladite forme de manière à entraíner le tube à cambrer et à l'enrouler sur ladite forme, et elle se caractérise essentiellement en ce que ladite forme consiste en un disque présentant un pan coupé disposé selon une corde dudit disque, et en ce qu'elle comporte des moyens permettant de déplacer ladite tête de cambrage par rapport à l'axe du tube, selon une trajectoire passant par les axes desdites forme et contre-forme, ainsi que des moyens permettant de faire tourner axialement ladite forme, indépendamment du déplacement de ladite contre-forme.
Par le positionnement du pan coupé de la forme, au droit de la contre-forme, et par le déplacement de la tête de cambrage, et donc de la forme et de la contre-forme par rapport à l'axe du tube, il est possible de dégager latéralement le tube cambré, en prévoyant un pan coupé de dimension adéquate, c'est-à-dire lorsque la distance qui sépare le pan coupé du bord de la contre-forme est au moins égale au diamètre dudit tube.
Selon une caractéristique additionnelle de la machine selon l'invention, les moyens permettant de déplacer la tête de cambrage par rapport au tube, entraínent celle-ci selon une trajectoire rectiligne.
Selon une autre caractéristique additionnelle de la machine selon l'invention, les moyens permettant de déplacer ladite tête de cambrage par rapport au tube entraínent celle-ci selon une trajectoire courbe.
Selon une autre caractéristique additionnelle de la machine selon l'invention, la contre-forme consiste en un galet.
Selon une autre caractéristique additionnelle de la machine selon l'invention, la contre-forme consiste en un bloc presseur.
Selon une autre caractéristique additionnelle de la machine selon l'invention, les moyens permettant de déplacer la tête de cambrage par rapport au tube, et les moyens permettant de faire tourner axialement la forme, consistent en des moteurs pas à pas commandés numériquement.
Selon un mode de réalisation préférentiel de la machine selon l'invention, la tête de cambrage est portée par un bras mobile en pivotement, sur lequel elle est mobile en pivotement coaxialement à la forme, cette dernière étant montée mobile en pivotement axial sur ladite tête de cambrage.
Les avantages et les caractéristiques de la machine selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif.
Dans le dessin annexé :
  • la figure 1 représente une vue schématique partielle d'une machine pour le cambrage de tubes.
  • les figures 2a, 2b, 2c et 2d représentent des vues schématiques partielles de la même machine lors de phases successives différentes d'une opération de cambrage.
La figure 1 représente la tête de cambrage 1 d'une machine selon l'invention, sur laquelle est mis en place un tube 2 maintenu par un moyen d'amenage, non représenté, qui consiste en un élément apte à maintenir le tube 2 et à l'entraíner axialement dans un sens comme dans l'autre comme le matérialise la double flèche X.
La tête de cambrage 1 porte une forme 3 et une contre forme 4, entre lesquelles passe le tube 2.
La forme 3 consiste en un disque présentant un pan coupé 30 disposé selon une corde, tandis que son bord courbe 31 comporte une gorge 32, dont n'est représenté par transparence que le fond 33, de section transversale semi-circulaire de rayon égal à celui du tube 2.
La contre-forme 4 consiste en un galet monté fou sur un arbre 40, et qui comporte en périphérie une gorge 41, dont n'est représenté par transparence que le fond 42, de section transversale semi-circulaire également de même rayon que celui du tube 2.
La forme 3 est montée en rotation sur la tête de cambrage 1 par l'intermédiaire d'un arbre 34 apte à être entraíné en rotation par un moyen moteur, non représenté, en sorte de faire tourner la forme 3 axialement par rapport à la tête de cambrage 1, dans l'un ou l'autre sens, selon la double flèche Y.
La tête de cambrage 1 est portée par un bras, non représenté, sur lequel elle peut, par l'intermédiaire de moyens moteurs, également non représentés, pivoter coaxialement à l'axe de rotation de la forme 3, dans un sens comme dans l'autre, selon la double flèche Z.
D'autre part, le bras, non représenté, qui porte la tête de cambrage 1, est mobile par rapport au moyen d'amenage du tube 2, en sorte qu'il décrive une trajectoire passant par les arbres 34 et 40. Dans le mode de réalisation représenté, cette trajectoire, qui est matérialisée par la double flèche R, est courbe, elle résulte du pivotement du bras. On notera que cette trajectoire peut être, de préférence, rectiligne, ce qui peut toutefois rendre plus complexe la construction de la machine.
Les dimensions de la forme 3 et de la contre-forme 4, leur entraxe, ainsi que la hauteur de la corde selon laquelle est réalisé le pan coupé 30, sont tels que, lorsque le pan coupé 30 est au droit de la contre forme 4, il subsiste entre la forme 3 et la contre-forme 4 un espace au moins égal au diamètre du tube 2.
En référence maintenant aux figures 2a, 2b, 2c et 2d, on peut voir différentes phases d'une opération de cambrage du tube 2, sachant que la figure 1 représente une phase préalable où le pan coupé 30 est au droit de la contre-forme 4 et la tête de cambrage 1 est positionnée de manière que le tube 2 vienne au contact du pan coupé 30.
Dans un but de clarté, les différents sens de rotation Y, Z et R seront affectés d'un indice A ou B selon qu'ils coïncident avec, respectivement, le sens horaire ou contrahoraire.
Sur la figure 2a, par un mouvement de la tête de cambrage 1 dans le sens RB, le fond 42 de la gorge 41 de la contre-forme 4 est amené au contact du tube 2.
La phase suivante, représentée sur la figure 2b, consiste à faire tourner la forme 3 selon YA en sorte que le tube 2, qui est en position de blocage dans le sens axial, soit engagé dans la gorge 32, puis à bloquer la forme 3 dans cette position par rapport à la tête de cambrage 1.
Le tube 2 est ainsi enserré entre la forme 3 et la contre-forme 4, dans les gorges de celles-ci respectivement 32 et 41. Les gorges 32 et 41 sont de préférence semi-circulaires, et d'un diamètre égal à celui du tube 2, en sorte qu'il s'opère un contact étroit entre le tube 2 et les fonds 33 et 42 des gorges, respectivement 32 et 41.
Dans ce cas, la profondeur des gorges 32 et 41 est égale au rayon du tube 2, et la hauteur de la corde selon laquelle est réalisé le pan coupé 30 est égale au diamètre du tube.
En référence maintenant à la figure 2c, on peut voir que la rotation de la tête de cambrage 1 dans le sens ZB, entraíne la contre-forme 4 en rotation coaxialement à la forme 3, laquelle demeure dans la position prise lors de la phase précédente. Le déplacement de la contre-forme 4 autour de la forme 3 a pour conséquence l'enroulement du tube 2 sur cette dernière.
L'immobilité relative de la forme 3 est obtenue de différentes manières selon l'architecture de la tête de cambrage 1.
Ainsi, si les moyens moteurs qui entraínent la forme 3 sont portés par la tête de cambrage 1, la rotation dans le sens ZB doit être accompagnée d'une rotation inverse compensatrice de la forme 3 dans le sens YA.
Par contre, si la contre-forme 4 est montée en rotation sur l'arbre 34 qui porte la forme 3, ce dernier peut être maintenu fixe pendant le déplacement de la contre-forme 4.
On notera que dans une variante, il est possible de cambrer le tube 2 en l'immobilisant sur la forme 3 par l'intermédiaire de la contre-forme 4, qui dans ce cas peut ne pas être un galet mais un moyen de blocage tel qu'un bloc presseur par exemple, et en combinant d'une part une rotation de la tête de cambrage 1 selon ZB synchronisée à une rotation selon YB de la forme 3 en l'ayant au préalable fait tourner selon YA pour ne pas enrouler le tube 2 sur le pan coupé 30, et d'autre part un mouvement proportionnel d'avance du tube 2 selon X.
Cette variante permet notamment de cambrer un tube à proximité de son extrémité, ou à proximité d'un cambrage ou d'un refoulement.
En référence maintenant à la figure 2d, on peut voir que, après le cambrage du tube 2, ce dernier est déplacé axialement, la contre-forme 4 a été ramenée dans sa position de départ par une rotation dans le sens ZA, la forme 3 a tourné dans le sens YB pour ramener le pan coupé 30 parallèlement au tube 2, et la tête de cambrage 1 a été déplacée dans le sens RA afin que le pan coupé 30 vienne au contact du tube 2 et que celui-ci sorte de la gorge 41, en sorte que le tube 2 puisse, après coupage, être dégagé latéralement.

Claims (7)

  1. Machine pour le cambrage d'un tube en série et à cadence élevée comportant une tête de cambrage (1) comprenant une forme (3) et une contre-forme (4) qui comportent en périphérie une gorge (31, 41) de section semi-circulaire, ainsi que des moyens permettant d'entraíner ladite contre-forme (4) en rotation coaxialement à ladite forme (3) de manière à entraíner le tube à cambrer (2) et à l'enrouler sur ladite forme (3), caractérisée en ce que ladite forme (3) consiste en un disque présentant un pan coupé (30) disposé selon une corde dudit disque, et en ce qu'elle comporte des moyens permettant de déplacer ladite tête de cambrage (1) par rapport à l'axe du tube (2), selon une trajectoire (R) passant par les axes (34, 40) desdites forme (3) et contre-forme (4), ainsi que des moyens permettant de faire tourner axialement ladite forme (3), indépendamment du déplacement de ladite contre-forme (4).
  2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens permettant de déplacer la tête de cambrage (1) par rapport au tube (2), entraínent celle-ci selon une trajectoire rectiligne.
  3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens permettant de déplacer ladite tête de cambrage (1) par rapport au tube (2) entraínent celle-ci selon une trajectoire courbe (R).
  4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la contre-forme (4) consiste en un galet.
  5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la contre-forme consiste en un bloc presseur.
  6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens permettant de déplacer la tête de cambrage (1) par rapport au tube (2), et les moyens permettant de faire tourner axialement la forme (3), consistent en des moteurs pas à pas commandés numériquement.
  7. Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4 et 5, caractérisée en ce que la tête de cambrage (1) est portée par un bras mobile en pivotement, sur lequel elle est mobile en pivotement coaxialement à la forme (3), cette dernière étant montée mobile en pivotement axial sur ladite tête de cambrage (1) .
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