Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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WO 2007/080236 PCT/FR2006/000084
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Dispositif d'orientation pour machine de cintrage
L'invention concerne un dispositif d'orientation pour barres, tubes ou
profilés utilisable dans des machines de cintrage et dans tout procédé
nécessitant l'orientation d'une barre autour de son axe.
Des chaises, des séc{ioirs, des lustres, des présentoirs et de nombreux
objets sont réalisés avec des barres, des tubes ou des profilés coudés,
pliés parfois dans les trois dimensions en des formes complexes. Ces
formes sont réalisées au moyen de machines de cintrage qui déforment
les éléments sans les briser et avec un écrasement minimal.
Ces machines de cintrage sont de plus en plus sophistiquées pour
réaliser des pièces toujours plus compliquées, de manière reproductible,
automatisée, et à des cadences de production élevées.
Il est souvent nécessaire de réaliser sur un tube, une barre ou un profilé
deux cintrages, voire plus, dans des plans différents, ce qui est obtenu par
le désengagement du tube après chaque étape puis un repositionnement
après un pivotement axial. Ce pivotement étant généralement réalisé par
une saisie en bout des éléments à déformer lorsque ces éléments sont
des barres coupées. Une grande précision de repositionnement est
nécessaire pour une fabrication rigoureusement conforme à ce qui est
souhaité en final. Un faible écart de positionnement se traduisant par un
écart très amplifié après cintrage.
Traditionnellement les machines à cintrer disposent de différentes têtes de
cintrage permettant de réaliser des déformations des éléments dans les
trois dimensions en deux ou plusieurs étapes selon les nécessités. Dans
le but d'automatisation complète de ces machines il est indispensable de
repositionner l'élément à déformer dans la machine après chaque
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cintrage, cette opération est effectuée par des têtes d'orientation placées
entre les éléments de cintrage.
De nombreuses machines de cintrage ont été décrites dans l'art antérieur,
notamment dans les documents WO 0170425 et WO 0174512 de la
demanderesse.
En ce qui concerne les dispositifs de transfert entre les étapes de
cintrage, lesquels sont appelés dans la suite de ce document dispositifs
d'orientation, il est classiquement utilisé des mécanismes à introduction
radiale, disposant d'un guidage par palier et d'un entraînement circulaire
concentrique à l'élément tubulaire à déformer.
Dans la technique connue une fente permet l'introduction de l'élément à
déformer dans la tête d'orientation, ladite fente doit être d'une profondeur
suffisante pour positionner le centre de la barre au centre de la tête
d'orientation, ce qui impose une position de chargement et de
déchargement ainsi qu'une trajectoire de l'élément extrêmement précise.
Une telle tête d'orientation nécessite un dispositif de serrage au centre de
la tête.
La configuration actuelle des têtes d'orientation connues ne permet pas
un chargement et un déchargement de l'élément à orienter dans toutes
les positions, ce qui génère des dispositifs complexes et volumineux pour
la manipulation des éléments à déformer, quant cela n'oblige pas des
opérations manuelles de repositionnement.
La configuration actuelle des têtes d'orientation ne permet pas non plus
une totale liberté de rotation pour l'élément à orienter, des contraintes
angulaires n'autorisent généralement pas une rotation complète de
l'élément avant une autre opération, limitant en conséquence les
possibilités de la machine et les objets réalisables.
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Par le fait même de leur conception les dispositifs d'orientation connus
sont volumineux et les machines les incluant peu compactes.
Le dispositif selon l'invention a, donc pour objectif de résoudre ces
principales difficultés pour répondre à la nécessité de liberté complète par
rapport aux positions de chargement et de déchargement de la tête
d'orientation, de trajectoire précise et de rotation à 360 de l'élément à
orienter à l'intérieur de la machine de cintrage.
La présente invention concerne un dispositif d'orientation pour barres,
tubes ou profilés, utilisable dans des machines de cintrage, comprenant
un bras supportant un système de préhension muni d'une pince et placé
sur un maneton. Le dispositif d'orientation est caractérisé par la présence
de deux bielles et en ce que :
= les deux bielles sont reliées audit bras sur deux manetons montés
libres en rotation par rapport au bras,
= lesdites deux bielles étant actionnables simultanément,
= au moins une bielle est accouplée par l'intermédiaire d'un maneton
au maneton supportant le système de préhension, de manière à entraîner
ledit dispositif de préhension automatiquement au cours du mouvement
des bielles en une rotation synchronisée.
L'invention est une amélioration significative des dispositifs existants qui
présente l'avantage de la facilité de chargement et de déchargement des
éléments à orienter, notamment en raison de sa conception et du système
de préhension. Le faible encombrement du dispositif de préhension
permet de réaliser l'orientation des éléments au plus près des outils de
cintrage et de localiser ledit dispositif sans difficulté dans les machines.
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Un avantage déterminant du dispositif selon l'invention provient de la
possibilité de rotation et d'orientation entre 0 et 3600 des tubes, barres ou
profilés, ainsi que de l'orientation de tubes en U.
Cette orientation des tubes en U, sans qu'une reprise soit nécessaire,
peut être effectuée pour la plupart des pièces à réaliser, ce qui permet
une automatisation de la fabrication de nombreux objets de ce type avec
un gain de productivité conséquent.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la
description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont
donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
Les figures la et lb représentent, en perspective, deux positions
opposées de l'élément à orienter et la configuration de la tête d'orientation
dans ces deux situations.
Les figures 2a et 2b représentent en vue de côté et en coupe les deux
positions opposées de l'élément à orienter et les composantes de la tête
d'orientation dans ces configurations.
Les figures 3a et 3b montrent deux vues en perspective de la tête
d'orientation dans deux positions différentes et le changement
d'orientation d'un tube conformé en U.
Comme le montre les figures la et 2a, la tête d'orientation selon
l'invention est constituée des éléments essentiels suivants :
= Une pince de préhension 1 permettant la saisie de l'élément à
orienter 2.
= Un bras support 3.
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= Un ensemble générateur de rotation comprenant différents organes
de transmission et actionnant la tête d'orientation. Ledit ensemble
étant composé de deux bielles 10 et 11 et d'un entraînement 12.
Les figures lb, 2b, 3b, représentent des positions opposées, après
5 rotation entre 120 et 150 des bielles 10 et 11 et de l'élément à orienter
2, par rapport aux positions illustrées dans les figures la, 2a et 3a.
Plus précisément les figures la, 2a et 3a montrent la pince de préhension
1 fixée à l'extrémité du bras support 3 au moyen d'un maneton 5 libre en
rotation. Ladite pince comporte des mors escamotables 6 permettant la
saisie et le maintien de l'élément à orienter 2.
La pince à mors escamotables 6 est équipée d'un mouvement linéaire
pour la préhension et le relâchement de l'élément à orienter 2. La
fermeture et le serrage des mors étant réalisé en fin de course de sortie.
Le bras support 3 assure la transmission du mouvement depuis
l'ensemble générateur de rotation 4 vers la pince de préhension 1.
Le bras support comporte, outre le maneton 5 qui porte la tête de
préhension 1, deux manetons 7 et 8 fixés aux extrémités de deux bielles.
Ces manetons sont montés libres en rotation dans le bras support 3 pour
assurer la transmission du mouvement entre l'ensemble générateur de
rotation et la pince de préhension.
Il est disposé, en outre, sur les manetons 5 et 7, un dispositif de
transmission et de synchronisation de la rotation de la tête de préhension
1.
Ce dispositif de transmission et de synchronisation au cours du
mouvement des bielles 10 et 11 peut être constitué comme cela est
illustré sur les figures par un ensemble de poulies portées par les
manetons 5 et 7 et une courroie 9 ou par tout autre système connu.
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L'ensemble générateur de rotation comporte un ensemble de deux bielles
et 11 montées solidaires sur un entraînement 12 et reliées par leurs
extrémités aux manetons 7 et 8. Lequel entraînement 12 est placé sur un
moto réducteur, par exemple, de manière à engendrer une rotation aussi
5 précise et continue que possible.
Il est prévu que ledit entraînement 12 puisse tourner dans les deux sens
possibles.
Comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 2a et 2b les
axes 13, 14, 15, 16, des deux bielles 10 et 11, forment un
10 parallélogramme dont un des grands côtés est une partie du bras support
3. La distance d entre les axes 13 et 16 étant rigoureusement égale à la
distance entre les axes 14 et 15.
Lorsque l'entraînement 12 est actionné dans un sens ou dans l'autre, les
roues dentées principales des deux bielles 10 et 11 engagent une rotation
synchronisée ayant pour effet de déplacer le bras support 3 parallèlement
à lui-même dans un mouvement global de rotation. Le dispositif de
préhension 1, accouplé avec la bielle 11 par l'intermédiaire de la courroie
9, engage un mouvement simultané qui se traduit par une rotation
synchronisée de l'élément à orienter autour de son axe 17.
Selon l'invention et tel que cela est visible sur les figures 2a et 2b, l'axe
17
de l'élément à orienter est parallèle aux axes 13 et 14 et inclus dans le
plan formé par ces deux axes 13,14.
De même les axes 15, 16 et 18 des trois manetons 7, 8 et 5 sont inclus
dans un même plan. Au cours du mouvement le plan formé par ces trois
axes 15, 16 et 18 se déplace parallèlement au plan fixe formé par les trois
axes 13, 14 et 17.
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Par ailleurs la distance d entre les axes 13, 16 ou 14, 15 des deux bielles
et 11, est rigoureusement identique à la distance entre l'axe 18 du
maneton 5 de la pince de préhension 1 et l'axe 17 de l'élément à orienter
2.
5 Le dispositif selon l'invention permet un contrôle précis de la rotation de
l'élément à orienter autour de l'axe 17 passant par le centre des mors 6.
Cette rotation est possible entre 0 et 360 de manière à autoriser, dans
une ou plusieurs étapes ultérieures, toutes les configurations de cintrage
envisageables.
10 Selon l'invention, en fonction du sens de l'entraînement 12, les rotations
des bielles 10 et 11 sont effectuées dans un sens ou dans l'autre de
manière à permettre toutes les positions angulaires de l'élément à orienter
2 autour de son axe 17.
Le dispositif selon l'invention est utilisé de préférence pour une
préhension par le milieu de l'élément à orienter, il est toutefois concevable
de positionner le dispositif d'orientation pour une préhension différente,
selon les nécessités.
Les figures 3a et 3b illustrent le changement d'orientation d'un tube en U
avec invariance de la position de l'axe 17 du tube.
La force de serrage des mors et les différents composants de la tête
d'orientation sont choisis en fonction des caractéristiques de l'élément à
orienter, notamment son poids et ses dimensions.
Plusieurs variantes sont possibles pour le dispositif d'orientation sans
sortir du cadre de l'invention, il peut notamment être envisagé un système
différent pour le mécanisme d'ouverture, fermeture, serrage, desserrage
de la barre, ainsi qu'un mode différent de synchronisation dudit
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mécanisme en fonction de la position dans la rotation des bielles et de
l'élément à orienter.
Il peut aussi être envisagé plusieurs tailles de bras support, des
dimensions variables et différents moyens pour l'entraînement des bielles
sans sortir du cadre de l'invention.
Il est envisageable de modifier la distance d entre les axes 13 et 16, 14 et
15, de manière à adapter le dispositif d'orientation pour la manipulation de
pièces plus volumineuses ou plus petites, si la distance entre l'axe du
maneton 5 et l'axe 17 de l'élément à orienter est ajustée en conséquence,
c'est à dire à l'identique. Cette homothétie des distances est nécessaire
afin que la rotation de l'élément à orienter s'effectue toujours autour de
l'axe 17, tel que cela est représenté sur les figures.
Le dispositif est conçu de préférence pour l'orientation de barres, tubes ou
profilés dans des macnines de cintrage toutefois il pourrait être envisagé
d'employer l'outil pour d'autres éléments disposant d'une rigidité
suffisante et devant être réorientés autour d'un axe de rotation pour des
transformations multiples, tels que des fils métalliques, des câbles ou des
objets variés.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et
représenté à titre d'exemple, mais elle comprend aussi tous les
équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.
