Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~2~
La présente invention se rapporte à une machine pour cambrer des
tronçons d'éléments métalliques minces et rectilignes du genre fils, feuillards
ou tubes, cette machine comprenant des moyens de positionnement pour maintenir
un tronçon d'élément métallique à plier sur un premier axe, et au moins un
organe de pliage qui coopère avec une contre-partie de pliage placée sur ledit
premier axe et qui, d'une part sous l'action d'un premier mécanisme d'entraîne-
ment,peut être animé d'un mouvement de rotation angulaire autour d'un deuxième
axe perpendiculaire au premier au droit de la contre-partie de pliage et, d'autre
part, au moyen d'un deuxième mécanisme d~entraînement peut être déplacé selon
un mouvement de va-et-vient sur un troisième axe parallèle au deuxième, ledit
organa de pliage étant en outre déplaçable, conjointement avec la contre-partie
de pliage, selon une direction parallèle au premier axe~
Dans les machines de ce type, dont on se sert couramment pour cambrer
des fils métalliques en vue plus particulièrement de la fabrication d'articles
en fil plié, le mouvement de rotation angulaire de l'organe de pliage intervient,
à chaque cycle de pliage, entre les courses aller et retour dé son mouvement de
va-et-vient.
La succession de ces mouvements permet tout d'abord d'amener
l'organe de pliage en contact latéral avec le fil, puis de le faire tourner surun certain angle, dans un sens ou dans l'autre, pour qu'il plie le fil autour
de la contre-partie de pliage,et enfin de le rétracter avant que l'organe de
pliage soit déplacé a~ec la contre-partie de pliage. Le degré de pliage du fil
est fonction de l'angle dont on fait tourner l'organe de pliage et le pas~
d'avance de ce dernier détermine la longueur du segment de fil plié.
Si ces machines offrent entière satisfaction lorsqu'elles sont utili-
sées pour réaliser des plis dans un seul et même plan, on sait que toutes les
tentatives faites pour les adapter en vue d'un pliage de fil dans toutes les
directions de l'espace, notamment en vue de la fabrication des carcasses ou des
squelettes de sièges d'automobiles, n'ont pas pu aboutir jusqu'à présent sur dessolutions simples assurant une cadence de production élevée. Les problèmes poséspar le pliase des fils métalliques dans toutes les directions de l'espace, sont
en outre aggravés lorsque l'on souhaite réaliser en succession, à l'unité ou en
petites oll moyennes séries, des fils pliés selon des configurations spatiales
différentes.
La présente invention propose une machine à cambrer qui tout en étant
520~5()
d'une structure simple et d'un fonctionnement automatique, assure des cadences
de production élevées et permet, avec une perte de temps réduite au maximum,
de réaliser en suocession des fils pliés selon des configurations spatiales
différentes, cette machine étant en outre d'une grande souplesse d'utilisation
en ce sens qu'elle peut plier des fils de tous diamètres mais aussi d~autres
éléments métalliques minces et allongés, tels que des feuillards et des tubes.
Selon l'invention, cette machine à cambrer, qui est du type spécifié
en préambule, se caractérise en ce que les moyens de positionnement du tronçon
d'élément métallique à plie~ comprennent, d~une part, une pince apte à immobi-
liser le tronçon d'élément métallique à plier sur ledit premier axe et, d'autrepart, une paire de mâchoires déplaçables conjointement avec l'organe de pliage
et dont l'ùne au moins est mobile, les becg de ces mâchoires constituant ladite
contre-partie de pliage, ladite pince étant en outre montée à rotation autour
du premier axe et associée à un troisième mécanisme d'entraînement apte à
lui imprimer une rotation angulaire autour de cet axe.
La rotation de la pince permet de modifier à volonté l'orientation
de l'organe de pliage, par rapport au fil, dans un plan perpendiculaire à ce
dernier et par voie de conséquence, l'organe de pliage peut, à chacun de ses
arrêts le long du fil, cambrer ce dernier selon une direction spatiale diffé-
rente.
Dans un mode de réalisation préféré, la machine à cambrer selonl'invention comprend deux organes de pliage associés chacun à une contre-partie
de pliage et disposés de part et d'autre de la pince.
Comme on le comprendra aisément, cette disposition permet de doubler
;25 la cadence de production de la m~hine. Il est à noter d'ailleurs que, de part
et d'autre de la pince, les deux organes de pliage peuvent plier le fil selon
des configurations spatiales complè~ement différentes sans que cette cadence
de production en soit affectée.
Av~ntageuselnent, la pince est formée par un disque pourvu d'une
~`ente radiale s'ouvrant sur sa périphérie et monté à rotation autour de son
centre sur un bras de support solidaire du bâti de la machine, ce disque
comprenant en outre des organes de serrage du tronçon d'élément métallique
à plier.
Grâce à cette structure, la pince oppose une inertie extrêmement
réduite à sa mi~e en rotation.
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52C~0
De préférence, les organes de serra~e sont cGnstitués par de~ taquets
faisant saillie sur les bords de la fente l'un en face de l'autre au centre du
disque, l'un au moins de ces taquets étant mobile et déplaçable à l'encontre
de l'action d'un élément élastique qui le sollicite vers l'autre taquet.
Par ailleurs, la machine à cambrer selon l'invention comprend un
organe de déplacement du taquet mobile, constitué par un vérin dont la tige
vient, dans une certaine position angulaire du disque, dans l'ali~nement d'un
alésage de ce dernier, ouvert sur sa periphérie, dans lequel coulisse une tige
solidaire du taquet mobile.
Dans un mode de réalisation préféré, le troisième mécanisme d'entraî-
nement assurant la rotation du disque comprend un moteur accouplé à un arbre
qui porte, sur une partie au moins de sa longueur,une denture engrenant avec
une couronne dentée portée par la périphérie du disque et tangente à l'arbre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque organe de
pliage e9t constitué par un doigt de pliage monté coulissant sur ledit troisième
axe dans une tête de support qui présente un axe de symétrie constituant le
deuxième axe et qui est maintenue en rotation autour de ce derrier à l'intérieurd'un bâti déplaçable sur un rail parallèle au premier axe.
Ce doigt de pliage est d'un poids très réduit et oppose une inertie
presque négligeable à la mise en action de son mécanisme de déplacement. Par
suite, son mouvement de va-et-vient est instantané, ce qui a une influence favo-rable sur la vitesse de travail et la productivité de la machine à cambrer
selon l'invention.
Par ailleurs, le premier mécanisme d'entra~nement du doigt de pliage
comprend une chaîne sans fin s'étendant parallèlement au premier axe autour de
deux roues dentées dont l'une est fixée coaxialement autour de la tête de support
et l'autre est portée par un arbre fou monté à rotation libre dans le bâti,
parallèlement à l'axe de rotation de la tête de support, l'un des brins de la
chaîne sans fin étant relié à l'extrémité libre de la tige d'un vérin qui lui
e3t parallèle.
De préférence, la chaîne sans fin est une chaîne silencieuse et
l'extrémité libre de la tige du vérin est montée à coulissement le long d'un
rail de guidage parallèle à la tige.
. Ce mode d'entraînement en rotation de l'organe de pliage présente
l'avantage, d'une part, d'être d'une très grande précision en ce qui concerne la ,
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répétibilité des angles de pliage et, d'autre part, de produire des rotations
angulaires très faibles pouvant atteindre le 1/10 de degré.
En outre, le deuxième mécanisme d'entraînement du doigt de pliage
comprend un vérin solidaire du bati dont la tige traverse à coulissement libre
la tête de support le long de l'axe de rotation de cette dernière, l'extrémité
libre de cette tige étant reliée au doigt de pliage par une liaison latérale
tournante.
Enfin, selon une autre caractéristique importante de l'invention, les
premier, deuxième et troisième mécanismes d~entralnement ainsi gue le système
de commande des mâchoires et celui du déplacement des organes de pliage, sont
actionnés en synchronisme par une commande numérique programmable à programma-
tion assistée.
Cette disposition permet diaugmenter considérablement la productivité ---
de la machine selon l'invention dans le cas d~une fabrication moyenne série,
voire meme petite série. En effet, les fonctionnements des mécanismes d'entra~-
nement et du système de commande du déplacement des organes de pliage qui déter-minent les paramètres de pliage, sont commandés en synchronisme par un programmequi contient une suite d'instructions numériques et qui peut être enregistré surune cassette à bande magnétique classique. Ainsi, le passage d'un type de fabri-
cation à un autre nécessite simplement un changement de cassette dans l'appareilde lecture du pupitre de commande numérique, changement qui peut être effectuéen un temps très court de l'ordre de deux minutes.
Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être
décrit à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans
lesquels :
- La figure 1 représente une vue d'ensemble de ce mode de réalisation
de la machine à cambrer selon l'invention ;
- La figure 2 est une vue en coupe de l'un des dispositifs de pliase
de cette machine, effectuée selon la ligne II-II de la figure 1 ;
~ - La figure 3 est une vue en coupe effectuée selon la Iigne III-III
de la figure 2 ;
- La figure 4 est une vue agrandie de la face de travail de ce dis-
positif de pliage, faite dans le sens de la flèche IV de la figure 2 .
- La figure 5 est une vue de côté de la pince-support; et
- La figure 6 est une vue agrandie en coupe longitudinale de cette pince.
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La machine à cambrer repré5entée sur la figure 1, comprend un banc 1
sur lequel est montée, sensiblement à mi-longueur~ une pince-support 2 qui,
salon la caractéristique première de l~invention, peut subir une rotation
angulaire autour d'un axe horizontal X qui passe par son centre.
Le banc 1 porte en outre, situés de part et d'autre de la pince-
support 2, deux dispositifs de pliage identiques 3 et 4 qui, par l'intermédiaired'une armature latérale de support 5, 6, sont montés à coulissem~nt sur un rail
horizontal cylindrique 7 fixé sur le banc 1. Deux vérins hydrauliques 8, 9 de
grande longueur, portés par le banc 1, sont en outre prévus pour déplacer les
dispositifs de pliage par paliers successifs le long du rail 7, respectivement
d'un côté et de l'autre de la pince-support 2. Les tiges 10, 11 de ces deux
vérins 8, 9,qui sont respectivement solidaires des dispositifs de pliage 3 et 4,i 9 'étendent en sens opposés selon une direction horizontaleO L'admission et
l'évacuation du fluide de travail dans et hors des cylindres des deux vérins se
fait au travers de conduits 14, 15 reliés, par l'intermédiaire d'un relais 16,
à une centrale hydraulique non-représentée.
On observera encore sur la figure 1 que chacun des dispositifs de
pliage 3 ou 4 porte, sur une face plane verticale, deux mâchoires 17, 18 montéesde part et d'autre de l'axe de rotation X de la pince-support 2, la machoire
supérieure 17 pouvant etre éloignée de la machoire inférieure 18 au moyen d'un
vérin hydraulique 19 visible sur la figure 2,qui représente en coupe, l'un des
dispositifs de pliage 3 ou 4.
Comme on peut le voir sur cette figure, l'organe essentiel de ce
dispositif de pliage est constitué par un doigt de pliage 20 faisant saillie
sur la face frontale 21 d'une tete de support 22 montée à rotation autour
de son axe de symétrie Y et, par l'intermédiaire de deux roulements 24, 25,
dans un bâti 23, l'axe de rotation Y de la tête de support 22 étant horizontal
et perpendiculaire à l'axe de rotation X de la pince-support 2. En outre, le
doigt de pliage 20 est excentré par rapport à cet axe de rotation Y, comme
cela ressort clairement de la figure 4 qui montre aussi que les deux mâchoires
17, 18, dont il a été question plus haut, sont portées par la face frontale 21
de la tête de support 22 en étant positionnées de telle façon que leurs becs
26, 27 s'arrêtent au droit de l'axe de rotation Y de cette derniere~
La tête de support 22 peut être animée d'un mouvement de rotation
angulaire sous l'action d'un premier mécanisme d'entraînement 28 logé dans
~25Z~3~
une cavité intérieure 29 du bati 23.
En se reportant simultanément aux figures 2 et 3, on peuk voir que ce
premier mécanisme d'entraînement 28 comprend une chaîne sans fin 30, de préfé-
rence une chalne silencieuse, qui s'enroule autour de deux roues dentées 31, 32,dont l'une 31 est fixée coaxialement autour de la tête de support 22 et l'autre
32 est portée par un arbre fou 33 maintenu à rotation dans le bâti 23 autour
d'un axe parallèle à celui Y de la tête de support. L'un des deux brins de la
chalne sans fin 30 est relié par un maillon de raccordement 34 à l'extrémité
de la tige 35 d'un vérin hydraulique 36 fixé sur la face inférieure du bati 23.L'extrémité libre de la tige de vérin 35 est en outre montée à coulissement par
t'intermédiaire d'une douille à billes 37, le long d'un rail cylindrique 38
parallèle aux brins de la chaîne 30 et fixé par ges extrémités au bâti 23.
On comprendra que, dans ce mécanisme, la chaîne sans fin 30, entraînée
dans un sens ou dans l'autre par le vérin 36, fait tourner la tête de support
22 d'un angle déterminé par la course de la tige de vérin, cette rotation angu-
laire étant transmise au doigt de pliage 20 qui décrit un arc ~e cercle de même
angle au centre, autour de l'axe Y.
Dès lors, si un tronçon de fil ~ ou de tout autre matériau allongé
à cambrer est positionné sur l'axe X, en étant immobilisé,d~une part, à l'inté-
20 rieur de la pince-support 2 et,.d'autre part, entre les deux mâchoires 17 et 18
en position fermée, le doigt 20, placé en contact latéral avec le fil, pliera
ce dernier autour du bec 26 ou 27 de l'une des mâchoires, sur un angle fonction
de l'amplitude de sa rotation angulaire, tel que représenté en traits mixtes
sur la figure 4.
Il est à noter qu'en vue de ce pliage, le doigt 20 et les becs 26 et
27 des deux mâchoires 17 et 18 sont pourvus chacun d'une gorge destinée à rece-
voir le fil F, ces gorges ayant la forme d'un V pour être adaptées à tous les
diamètres de fil.
- En se reportant à la figure 2, on peut voir que le doigt de pliage 20
3 est monté à coulissement dans la tête de support 22 et qu'il est en outre
associé à un deuxième mécanisme d'entraînement 39 apte à lui imprimer un mouve-
ment de va-et-vient le long d'un axe Z parallèle à l'axe de rotation Y de la `~
tête de support 22.
Ce deuxième mécanisme d'entraînement 39 comprend plus précisément un
35 vérin preu~atique 40 flxé extérieurement sur la paroi arrière 41 du bâti 23,
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dans laquelle est pratiquée une ouverture 42 traversée par la tige 43 du vérin.
La tige de vérin 43 traverse à coulissement libre la tête de support 22, le longde l'axe Y et, à son extrémité libre, débouche dans une cavité intérieure 44 de
la tête de support où elle est reliée au doigt de pliage 20 par une liaison
S tournante 45. Grâce à cette liaison, le doigt 20 peut être mû en rotation autour
de l'axe Y tout en pouvant être déplacé en translation par la tige de vérin 43,
quelle que soit sa position angulaire. De la sorte, après avoir re~alisé un
pliage, le doigt 20 peut être rétracté pour être ensuite placé de l'autre côté
du fil en vue de pratiquer sur celui~ci un pliage en sens inverse, après un
déplacement du dispositif de pliage par rapport au fil.
Il convient encore de noter, à l~examen de la figure 2, que le vérin
1 d'actionnement 19 de la mâchoire mobile 17 est fixé lui aussi sur la paroi
arrière 41 du bâti 23 et que sa tige 46, qui s~étend le long de la paroi supé-
rieure 47 de ae dernier, est reliée à ladite mâchoire mobile 17 par une liaison
artioulée non représentée.
On ajoutera encore que les trois vérins 19, 36 et 40, dont il vient
d'être question, sont mis en action au moyen d'un fluide de travail provenant
d'une centrale d'al3æntation au travers du relais 16 et acheminé par des conduits
flexibles 19a maintenus à l'intérieur de gouttières recourbées 19b qui sont
formées par plusieurs éléments en U 19c articulés bout-à-bout, de manière a
pouvoir suivre le mouvement des deux dispositifs de pliage 3 et 4 (voir figure
1) . .
On va maintenant se reporter aux figures 5 et 6 pour décrire la pince-
support 2.
Comme on peut le voir sur la figure 5, le bras de support 48 de cette
pince est fixé sur le banc 1 de la machine et la pince en elle-même est consti-
tuée par un disque circulaire 49, pourvu diune fente radiale 50 s'ouvrant sur
sa périphérie, ce disque étant monté à rotation dans un plan vertical et autour
de l'axe X visible sur la figure 1, à l'intérieur d'un prolongement 51 du bras
de support 48. Le disque 50 est plus précisément retenu dans une glissière
circulaire 52 portée par le bord d'un évidement de forme correspondante ménagé
dans le prolongement 51 dans la face frontale duquel est formée une encoche 53
~ensiblement en V, qui communique avec la fente 50 du disque 119, lorsque celui-ci` est dans sa position dè repos représentée sur les figures 5 et 6.
3; La f1gure 6 montre que le disque 49 porte sur sa périphérie une
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couronne dentée en oblique 54 qui engrène avec une denture complémentaire for-
mée sur un manchon 56, lui-même fixé autour d'un arbre 57 monté à rotation dans
une position oblique de tangence avec la couronne dentée 54, à l'intérieur d'un
logement cylindrique 58 aménagé dans le bras de support 48. A l'une de ses
extrémités, l'arbre 57 est accouplé en 59 à un moteur électrique 60 porté par
le bras 48 tandis que son autre extrémité 61 est retenue à rotation dans un
palier 62 solidaire de la paroi du logement 58. A proximité du moteur 60,
l'arbre 57 est en outre retenu à l'intérieur d'un roulement 63.
Grâce à ces dispositions, on comprendra que le disque 49 peut être
placé dans n'importe quelle position angulaire sous l'action du moteur 60 qui
agit sur la couronne dentée 54, par l'inkermédiaire du manchon denté 56 de
l'arbre 57.
Sur la figure 6, on peut encore voir que le disque 49 renferme deux
taquets de serrage 64, 65 qui font légèrement saillie l'un en face de l'autre,
au centre du disque, sur les deux bords de la fente 50. L'un de ces taquets 65
est fixe tandis que l'autre 64 est monté mobile à l'intérieur d'une cavité
intérieure 66 du disque, un ressort 67 é~ant interposé entre le fond de cette
cavité 66 et le taquet mobile 64. En outre, ce dernier est solidaire d'une ti~e
68 qui coulisse étroitement dans un alésage 69 s'étendant parallèlement à la
direction de déplacement du taquet mobile 64, cet alésage débouchant en 70 sur
la périphérie du disque 49.
Par ailleurs, sur le bord inférieur du prolongement 51 du bras de
~upport 48, est monté un vérin hydraulique 71 dont la tige 72 peut coulisser
à l'intérieur dudit prolongement 51 pour venir dans l'alignement de l'alésage
69 et pénétrer à l'intérieur de ce dernier, lorsque le disque 49 est dans.sa
position de repos représentée sur la figure 6~
On comprendra dès lors que, dans cette position du disque, on peut
mettre en action le vérin 71 pour que sa tige 72 pousse vers le haut la tige
68 en éloignant ainsi le taquet mobile 64 du taquet fixe 65, à l'encontre de
la force du ressort 67, le déplacement du taquet mobile étant limité par une
butée 73.
On peut ainsi introduire entre les taquets 64 et 65, au travers de
l'encoche 53 du prolongement 51 et de la fente 50 du disque 49, un tronçon de
fil F ou de tout autre élément métallique allongé à cambrer. Lorsqu'il est
complètement poussé au fond de la fente 50, et s'il est en même temps intro-
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duit entre les deux mâchoires 17 et 18 de chacun des dispositifs de pliage 3 et
4, le tron~on de fil F se trouve ainsi positionné sur l'axe X. On peut alors
désactiver le vérin 71, pour que le taquet mobile 64 ramené contre le taquet
fixe 65 par le ressort 67, immobilise le fil F dans cette position.
Par suite, le moteur 60, en faisant tourner le disque 49 autour de
l'axe X, permet d'orienter le fil F dans n'importe quelle position angulaire
par rapport aux doigts de pliage 20 des deux d;ispositifs de pli~e 3 et 4 et
donc de fixer la direction de pliage autour de l'axe X à chaque arrêt des
dispositifs de pliage le long du rail 7.
Les différents vérins 8, 9, 19, 36, 40 et 71 de la machine à cambrer
selon l'invention sont alimentés en fluide de travail, sous la commande d'un
pupitre de commande numérique qui régit également le fonctionnement du moteur
'~ 60 assurant la mise en rotation de la pince 2.
Le pupitre de commande numérique renferme un appareil de lecturs dans
lequel peut être introduite une cassette à bande magnétique sur laquelle un
programme est pré-enregistré sous la forme d~une succession d'instructions numé-riques qui régissent et synchronisent les fonctionnements des différents organesmobiles de la maehine en fonction du type d'article en fil plié que l'on souhaite
réaliser.
PIus précisément, ces instructions sont relatives, pour chaque cycle
de pliage, à la vitesse et à l'angle de rotation du doigt de pliage 20 autour
de l'axe Y et de la pince 2 autour de l'axe X, au mouvement de va et-vient du
doigt de pliage 20, à l'amplitude du déplacement des deux dispositifs de pliage
3 et 4 et à l'instant d'ouverture de la mâchoire 17 de ces derniers.
Le programme permet en outre une recherche automatique des origines
des différents mouvements de la machine à cambrer et la gestion des pannes.
On comprendra que cette commande numérique programmable permet d'aug-
menter considérablement la rentabilité dans le cas d'une fabrication moyenne ou
petite série, puisqu'un changement du type de fabrication ne nécessite qu'un
remplacement d'une cassette-programrne par une autre. Le programme d'un article
peut en outre être visualisé sur un écran vidéo standard sous la forme d'un
tableau et l'opérateur a la possibilité de modifier un quelconque paramètre du
tàbleau par le curseur de l'écran vidéo.
Il convient aussi d'insister sur la vitesse de travail particulière-
ment élevee dont est dotée la machine à cambrer selon l'invention. A titre
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d'illustration, on peut mentionner quela vitesse de rotation du doigt de
pliage autour de l'axe Y peut atteindre 277 t/mn et que la vitesse d'avance
des dispositifs de pliage 3 et 4 peut aller jusa,u'à 1 m/s.
On fera encore observer que la machine à cambrer selon l'invention
est d'une très grande précision puisque le doigt de pliage 20 peut subir une
rotation angulaire minimum de 0,04 autour de l'axe de rotation Y de la tête
de support 22, ce qui lui permet de réaliser des pliages, selon ~des courbes
non-poly~onales et notamment selon des arcs de cercles. En outre, la précision
d'avance des dispositifs de pliage 3,4 est de ~ 0,05 mm et celle de la rotation
angulaire de la pince 2 est de - 0,24.
La machine à cambrer selon l'invention présente en outre l'avantage
d'autoriser une cadence élevée de production étant donné qu'elle est équipée
de deux dispositifs de pliage qui opèrent simultanément de part et d'autre de
la pince. Il est à noter ici que les deux dispositifs de pliag~ peuvent pro-
duire des configurations spatiales de pliage différen~es puisqu'ils peuventetre programmés individuellement.
Enfin, parmi les autres avantages de la machine à cambrer selon
l'invention, on peut encore citer sa très grande souplesse d'utilisation. En
effet, elle peut aussi bien plier des fils métalliques dont le diamètre peut
atteindre 8 mm que des feuillards ou rubans métalliques. La machine selon
l'invention peut même réaliser des tubes coudés, plus particulièrement erâce
à la très grande précision du deuxième mécanisme d'entralnement 39 du doigt
de pliage 20 qui permet un cambrage en arc de cercle par ~ouches successives
rapprochées.
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