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CA 02719501 2010-09-24
WO 2009/133259 PCT/FR2009/000336
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POSTE DE FACONNAGE DE MACHINE DE FACONNAGE DE FIL A BRAS PORTE-
OUTILS ANNULAIRE.
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 cet 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 et par
rapport au nez de pliage en fonction du pli à effectuer.
Ledit nez de pliage constitue la seconde partie des outils. Il guide le fil et
présente aux premiers outillages une réaction variable grâce à la combinaison
d'une
rotation autour d'axe de défilement du fil, et d'une translation dans le même
axe.
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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 dont
la forme participe au façonnage du fil en réaction aux 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 et dont
l'axe de rotation est parallèle ou confondu avec l'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.
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 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) restant parallèle à l'axe de défilement du fil (3) lors
du déplacement
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de la plaque-support (107). Bien entendu, le cas où l'axe de rotation du bras
(103) est
confondu avec l'axe de défilement du fil (3) doit être considéré et comme un
cas
particulier du parallélisme des deux axes.
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
glissières-crémaillères 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 (111
a) et moteur
d'entraînement (111 b).
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
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.
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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 et qui amène et entraîne le fil selon l'axe de défilements
(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.
Les avantages de l'invention sont nombreux et son principalement les suivants
- grande variété de façonnages possibles par la multiplicité des parties
actives des
outils, sélectionnables dans les volumes de travail, et par la combinaison de
mouvements du nez de pliage et de l'outil de pliage. Cette variété est obtenue
par la mise en oeuvre d'une seule tête, alors que l'état de l'art actuel est
d'en
utiliser une par opération,
- possibilité de couper le fil en utilisant le même outil que celui de
cambrage,
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- façonnage plus rapide par réduction de l'inertie en n'embarquant pas les
actionneurs,
- façonnage plus rapide en combinant les rotations du nez de pliage et de la
tête
de pliage,
- possibilité de réaliser simultanément 2 plis coplanaires inverses (d'angles
identiques ou non).
