Appareil à cintrer les tubes La présente invention concerne un appa reil à cintrer les tubes, caractérisé en ce qu'il comprend une forme de cintrage et un élément de support, destinés à recevoir entre eux une pièce à cintrer, des moyens pour permettre à l'élément de support de se déplacer autour de la forme de cintrage, un mors de formation monté sur l'élément de support de façon à pouvoir glisser sur cet élément dans le sens de la longueur de la pièce à cintrer et destiné à entrer en contact avec cette pièce,
et des moyens pour déplacer l'élément de support sur sa monture pour obliger le mors de formation à cintrer la pièce autour de la forme de cin trage, le mors pouvant coulisser sur l'élément de support et étant en contact avec la pièce sans glisser@sur elle.
Bien que l'on puisse employer l'appareil au cintrage de longues pièces autres que des tubes, telles que, par exemple, des tiges ou piè ces analogues, on pense que l'appareil est des plus utiles pour cintrer des tubes et, par consé quent, on va le décrire en se référant au cin trage de tubes.
En se référant au cintrage des tubes sur un petit rayon, il convient de remarquer que le rayon du coude est fonction du diamètre et de l'épaisseur de la paroi du tube. Ce que l'on peut considérer comme un petit rayon de cour bure sur un tube de diamètre relativement gros ne peut pas être nécessairement considéré comme un coude de petit rayon sur un tube de diamètre plus petit. On pourrait très bien cin trer facilement un tube relativement épais sur un certain rayon, mais ce rayon pourrait être considéré comme un petit rayon pour un tube d'une épaisseur de paroi moindre.
Lorsqu'on cintre des tubes, par exemple sur 1800, le métal du tube sur la face extérieure du coude se trouve sous tension, tandis que le métal qui se trouve sur la face intérieure du tube est sou mis à une compression, les termes exté rieur et intérieur se rapportant à la fibre neutre. Dans ces conditions, le tube tend à s'aplatir pendant qu'on le cintre, en; particulier lorsqu'on cintre un tube sur un rayon relati vement petit par rapport au diamètre et à l'épaisseur du tube.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'appareil fai sant l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue générale de profil. La fig. 2 est une vue à plus grande échelle avec des arrachements et certaines parties en coupe montrant certains éléments de cintrage. La fig. 3 est une vue du mécanisme repré senté à la fig. 2, en regardant du côté droit de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue de détail, en coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 3, montrant un dispositif limiteur d'amplitude.
La fig. 5 est une vue de l'appareil repré senté à la fig. 2, illustrant la position des piè ces après l'exécution d'un coude.
La fig. 6 est une vue avec des arrache ments illustrant le mécanisme de compensa tion du raccourcissement qui se produit au cours du cintrage du tube.
La fig. 7 est une coupe faite sensiblement suivant la ligne 7-7 de la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe faite suivant la ligne 8-8 de la fig. 6.
La fig. 9 est une vue représentant un arbre et un dispositif de cintrage en position pour exécuter un cintrage.
La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 9, montrant un arbre et un dispositif de cintrage.
La fig. 11 est une coupe à plus grande échelle, montrant un mors de cintrage appliqué aux tubes à cintrer.
La fig. 12 est une vue de l'appareil repré senté à la fig. 9, montrant la position des élé ments à la fin d'une opération de cintrage de tube.
La fig. 13 est une vue semblable à la fig. 2, montrant le mécanisme de cintrage à l'extré mité du bras en position ouverte.
La fig. 14 est une vue schématique illus trant la position du tube, d'un arbre, et d'un mors de cintrage à la fin d'une opération de cintrage.
La fig. 15 est une vue de l'appareil repré senté à la fig. 14, montrant les éléments en position ouverte pour libérer le tube cintré. La fig. 16 est une vue du mécanisme repré senté à la fig. 12, montrant la position des élé ments après que le tube a été libéré.
L'appareil représenté à la fig. 1 comporte un bâti ou socle 1 sur lequel est monté le mécanisme de cintrage, les tubes qui consti tuent les pièces à travailler étant indiqués en W. On fait entrer les tubes dans l'appareil du côté droit en regardant la fig. 1. Les pièces sont supportées par un support 2 et aussi dans une pince ou porte-pièce 4 sur un bras 5 qui peut pivoter autour d'un axe 6. Un dispositif de charge est représenté en 8.
Les différents tubes sont placés comme indiqué et les extré mités avant de ces tubes peuvent être saisies par une pince 10 actionnée hydrauliquement, par exemple au moyen d'un piston mobile dans un cylindre 11. Après la première opération de cintrage, on peut ne pas utiliser la pince 10 et maintenir les tubes en accrochant un coude sur un axe ou support 14.
L'appareil comporte un arbre 16 monté sur un bras 18 articulé en 19 et qui peut effectuer un mouvement oscillant sous l'action d'un dis positif hydraulique tel qu'un piston mobile dans un cylindre 20, une tige de piston 21 étant reliée au bras 18, comme représenté sur la fig. 1. Au voisinage immédiat de l'arbre 16 et généralement en dessous de cet arbre, se trouve un patin ou plaque fixe 23 de cintrage des tubes, porté par une console fixe 24. On place les tubes sous l'arbre 16 et au-dessus. du patin fixe 23, comme représenté à la fig. 9.
Le dispositif de cintrage pour cintrer les tubes autour de l'arbre comprend un élément de cintrage 28 muni d'un mors de cintrage rai nuré 30 (fig. 10), l'élément 28 comportant une portée 31 qui tourillonne dans une plaque 32. Cette plaque 32 peut pivoter en 33. La plaque 32 présente un bossage 34 destiné à entrer en contact avec une butée 35 et à être maintenu contre la butée par un bossage 36 du bras 18 (fig. 12). Un bras 38, solidaire de l'élément de cintrage 28 et de sa portée 31, est muni à son extrémité d'un galet 40 destiné à pénétrer dans une fente 41 en forme de came fermée, comme on va bientôt le voir, et qui est aussi muni d'un galet 42.
On pourrait dire ici que le bras 38 sert à faire osciller l'élément de cintrage 28 autour de la portée 31 de façon qu'il se dé place autour de l'arbre pour cintrer les tubes.
Un arbre principal d'oscillation 44 (fig. 6 et 7) peut osciller sous l'action d'une roue den tée 45 montée sur lui et d'une crémaillère 46 actionnée par une tige de piston 47 d'un piston mobile dans un cylindre hydraulique 48. Cet arbre porte un bras oscillant indiqué d'une façon générale en 50. Ce bras comporte des pièces pouvant coulisser les unes par rapport aux autres. La partie de base 51 de ce bras est clavetée sur l'arbre 44. La partie coulis sante et allongée 52 est montée sur la partie de base au moyen de guides 53 et 54 et est soumise à l'action de ressorts hélicoïdaux 56.
Les ressorts hélicoïdaux appuient sur des bos sages 58 de l'extrémité de base du bras 52 et réagissent sur des vis de réglage 60 montées dans des pattes taraudées 61 portées par la base 51 du bras. Le bras 52 est muni d'un galet 63 porté par une chape 64 dont on peut régler la position au moyen d'une vis 66, et le galet peut rouler sur la surface d'une came 65 à face ouverte, dont le but apparaîtra plus loin. Le bras 52 porte l'élément de came 41. On voit par conséquent que si l'on fait pivoter le bras 50 dans le sens senestrorsum, en regardant les fig. 1 et 9, le levier 38 est entraîné avec le bras et le mors de cintrage 28 se déplace autour de son centre dans la plaque 32.
Pendant cette opération, différents tu bes qui se trouvent en place, comme indiqué à la fig. 10, sont cintrés autour de l'arbre 16. On décrira cette opération davantage en détail plus loin. On peut voir l'axe du bras 50 en x sur la fig. 6, et l'on voit que cet axe est décalé par rapport à l'axe y de travail de l'arbre.
Sur l'extrémité du bras 52 est monté un ensemble comportant un support ou patte 70 (fig. 2 et 3) tourillonnant en 71 et portant un arbre 72 et un mors fixe de cintrage 73. Le support est muni d'une roue à chaîne 74 sur laquelle passe une chaîne 75. Le support porte un arbre d'oscillation 77 dont est solidaire un levier de manoeuvre 78 dirigé vers le bas. Des bras 80 et 81, montés sur l'arbre d'oscillation 77, supportent un axe 82.
Un ensemble secon daire pouvant pivoter sur l'axe 82 se compose d'un organe de base 84 et d'un mors de cin trage 85 susceptible de coulisser sur l'organe de base, un ressort 86 étant interposé qui prend appuï sur l'organe de base et qui agit sur le mors de cintrage 85 pour solliciter normale ment l'organe coulissant vers la droite en re gardant la fig. 2. Le mors de cintrage 85 est fixé sur l'organe de base 84 par des éléments coulissants complémentaires indiqués en 88. L'ensemble secondaire est soumis à l'action d'une genouillère constituée par deux leviers 90 et 91 avec interposition d'un ressort 92.
Des moyens pour limiter l'amplitude de l'oscilla tion comportent un bras oscillant 94 muni de butées réglables destinées à entrer en contact avec un organe de butée 95 de fin de course. Sur le bras oscillant est montée une came 96 destinée à entrer en contact avec l'organe 84, et ce dernier comporte un doigt ou saillie 97 destiné aussi à entrer en contact avec la came 96. Dans la position représentée à la fig. 2, le mors de cintrage 85 se trouve en place pour une opération de cintrage.
On remarquera que la came 96 maintient l'ensemble secondaire de mors de cintrage en place contre les tubes. Si l'on fait tourner le levier 78 dans le sens se- nestrorsum en regardant la fig. 2, la came 96 frappe le doigt 97 et fait tourner l'ensemble secondaire autour de l'axe 82, et les leviers de la genouillère se placent dans la position repré sentée en traits mixtes pour maintenir le mors de cintrage et l'organe de base 84 dans une position haute et inclinée par rapport à l'ar bre 72.
Un moyen pour actionner le levier 78 se présente commodément sous la forme d'une tige 100 actionnée par la tige de piston 101 d'un piston mobile dans un cylindre 102 ; la tige comporte une butée 104 destinée à entrer en contact avec le levier 78. La tige 100 a éga lement une butée 105 pour entrer en contact avec le levier 78 dans une autre position de celui-ci, comme on va le voir.
Sur le bras est montée une roue à chaîne 110 sur laquelle passe la chaîne 75. La roue à chaîne est montée sur un axe 111 qui tra- verse une ouverture 113 dans la partie 51 du bras et qui est fixée à la partie 52 du bras. La roue à chaîne 110 est rendue solidaire du bras d'actionnement 115 par des vis 114. Ce bras d'actionnement peut avoir une forme spéciale, comme représenté à la fig. 1, pour éviter cer taines pièces, et il est relié à une tige 116 re liée à son tour à une tige de piston d'un cylin dre hydraulique 118 articulé sur le bâti en 119.
La chaîne 75 peut être munie d'une vis de ten sion 121, étant donné que la chaîne n'effectue qu'un petit mouvement d'oscillation par rap port aux roues à chaîne.
Le mors de cintrage 30, qui coopère avec l'arbre 16, est soumis à l'action d'un ressort 130 associé au mors 30 par des leviers de liai son 131 et 132. Ce ressort maintient normale ment le mors 30 vers la droite en regardant la fig. 9.
On remarquera que le mors de cintrage 30 est muni de plusieurs gorges 135 destinées cha cune à recevoir un tube, comme représenté aux fig. 10 et 11. Les parties latérales du mors 30, comme indiqué en 135 et 136, s'étendent suf fisamment pour faire saillie au moins jusqu'à l'axe ou fibre neutre des tubes extérieurs et, de préférence, même un peu au delà. Les ner vures intermédiaires 138 délimitant les gorges individuelles 135 sont moins hautes et n'attei gnent pas l'axe des tubes. Les gorges sont adaptées aux tubes, comme représenté aux fig. 10 et 11 et, en conséquence, le mors de cin trage que l'on doit utiliser est exécuté dans chaque cas pour des tubes d'un diamètre dé terminé.
Par conséquent, les différents tubes s'en tourent et se soutiennent mutuellement sensi blement sur leur fibre neutre. Comme repré senté à la fig. 10, huit tubes sont en place, chacun dans une gorge 135. Le mors de cin trage 85 est réalisé de la même façon, comme représenté à la fig. 3, et comporte plusieurs gorges 140, une pour chaque tube, avec des nervures intermédiaires 141 qui s'arrêtent tout près des fibres neutres des tubes et des parties latérales 142 et 143 en contact avec les tubes extérieurs sur leurs fibres neutres.
Le mors 85, comme représenté à la fig. 3, est en con- tact avec les tubes, mais il est placé suivant un certain angle en ayant ce que l'on peut ap peler une surface d'attaque 146, comme re présenté à la fig. 2, ce qui se traduit par l'as pect de la représentation de la fig. 3. De la même façon, le mors de cintrage 30 présente une surface d'attaque 148.
Les gorges des mors de cintrage ont sen siblement le même rayon que les tubes qu'elles doivent recevoir et leurs entr'axes sont sensi blement égaux aux entr'axes des tubes ou, en d'autres termes, sensiblement égaux aux dia mètres des tubes. Les nervures intermédiaires 138 et 141 s'étendent à partir de la partie la plus basse des gorges sur une distance infé= rieure au rayon ou, en d'autres termes, se ter minent tout près de la fibre neutre des tubes qui y sont logés. En conséquence, lorsque plu sieurs tubes sont convenablement placés dans les gorges, ils se trouvent mutuellement en contact sensiblement sur leur fibre neutre.
Les surfaces extérieures des tubes extrêmes des deux mors de cintrage sont supportées par des parties latérales 136, 137 et 142 et 143. Par conséquent, on voit que les tubes se soutien nent mutuellement en étant en contact mutuel et qu'ils sont maintenus et ne peuvent pas s'aplatir latéralement pendant qu'ils sont cin trés autour des arbres respectifs.
Au commencement d'un cycle de fonction nement, le bras oscillant se trouve dans la po sition représentée à la fig. 1 ; l'ensemble de cintrage qui se trouve sur l'extrémité du bras est dans la position ouverte, comme représenté à la fig. 13. Dans cette position, on fait tour ner l'ensemble dans le sens senestrorsum à partir de la position représentée à la fig. 2 et l'on fait tourner l'ensemble secondaire de mors de cintrage et on le maintient soulevé par les leviers à genouillère 90 et 91. L'arbre 16 est dans sa position rentrée, comme représenté à la fig. 16.
Ainsi, il y a un jeu qui permet de placer latéralement les tubes en position au- dessus de l'arbre 72 et sous l'arbre 16. Les extrémités de tête des tubes peuvent être ser rées par la pince 10. Les tubes étant dans cette position, l'appareil est réglé pour une opéra tion de cintrage. On introduit de l'huile dans le cylindre 118 pour faire tourner la roue à chaîne 110 qui, par l'intermédiaire de la chaîne 75, fait tourner l'ensemble de l'extrémité du bras pour l'amener dans la position représen tée à la fig. 2. La tige 100 se déplace pour faire pivoter le levier 78 et amener l'ensemble secondaire dans la position représentée à la fig. 2.
Ainsi, le mors de cintrage 85 est placé dans une position de précintrage ou de sur- cintrage par rapport au mors fixe 73 et à l'ar bre 72. Le bras 38 passe de la position repré sentée à la fig. 16 à celle représentée aux fig. 1 et 9, de sorte que les tubes se trouvent pris entre l'arbre et le mors de cintrage 30. C'est également une position de surcintrage par rap port au mors de cintrage 23.
On fait alors osciller le bras 50 sur son axe d'environ 1800 en regardant la fig. 1, si l'on désire exécuter un coude à 180o. Dans ce mou vement, la longueur de tube fournie à la ma chine, et qui se trouve dans le bras de support 5, est stabilisée tandis que ce bras pivote vers le haut autour de l'axe 6. Au fur et à mesure que le bras 50 oscille, l'ensemble de cintrage de l'extrémité du bras est maintenu relative ment fixe au moyen de la chaîne et des pièces associées, de sorte que le mors de cintrage 85 cintre les tubes autour de l'arbre 72. Le bras 38, avec son mors de cintrage 30, tourne au tour de sa portée 31 du fait que son galet 40 se trouve dans la fente de came 41, en obli geant ainsi le mors 30 à cintrer les tubes autour de l'arbre 16.
La forme de la fente de came 41 est déterminée de façon à déplacer le mors 30 autour de l'arbre 16 sensiblement à la même vitesse angulaire que celle du mors de cintrage 85 autour de l'arbre 72. On comprend que le coude absorbe une certaine longueur de tubes autour de l'arbre 16. Par conséquent, la dis tance entre l'arbre 16 et l'arbre 72 doit varier. L'arbre 72 doit parcourir une sorte de courbe en forme de développante de cercle. L'axe x est de préférence situé en un point tel que les distances radiales du centre x aux différents points de la courbe en développante présentent un écart sensiblement minimum. Si la courbe en développante avait un centre, ce qui n'est pas le cas, on peut se rendre compte que le centre x serait placé près du centre de la dé veloppante.
Les ressorts 56 sollicitent cons tamment la partie extérieure du bras vers l'in térieur, le galet 63 roulant sur la came- 65 dont la surface est étudiée pour commander le mouvement de l'arbre 72 sensiblement le long de la courbe en développante. En d'au tres termes, en plaçant convenablement le cen tre x, on réduit au minimum l'intervention né cessaire de la came 67. Si l'arbre 72 se dépla çait autour de l'axe y de l'arbre 16 sur le rayon fixe de la position représentée à la fig. 1, il parcourrait l'arc b. Cependant, il parcourt en fait une courbe en forme de développante telle que la courbe a, du fait de la forme de la came 65.
A la fin d'une opération de cin trage, le mors de cintrage 30 et les pièces as sociées sont sensiblement placées comme re présenté à la fig. 12. On comprend que, pen dant l'opération que l'on vient de décrire, le bras 18 maintient par son bossage 36 la pla que 32 et la portée 31 du mors de cintrage dans la position concentrique à l'arbre repré sentée. A la fin d'une opération de cintrage, l'ensemble de cintrage de l'extrémité du bras apparaît comme indiqué sur la fig. 5.
On remarquera maintenant que l'on a exé cuté deux coudes sur les tubes, un coude indi qué en d (fig. 12) autour de l'arbre 16 et un coude indiqué en e (fig. 5) autour de l'arbre 72. Les tubes sont serrés étroitement autour des arbres et, de plus, emprisonnés dans les gorges des mors coulissants de cintrage. Par conséquent, pour enlever les différents tubes cintrés, il faut ouvrir la machine et les phases suivantes se produisent : l'ensemble de cintrage comportant le support 70 se déplace de la po sition représentée à la fig. 5 à la position re présentée à la fig. 13, ce mouvement étant ef fectué par le fluide envoyé dans le cylindre 118.
La tige 100 se déplace et le bossage 105 entre en contact avec le levier 78 et le fait os ciller pour faire passer le mors 85 de la posi tion fermée, comme représenté à la fig. 5, à la position ouverte, comme représenté à la fig. 13. Le bras 18 de l'arbre 16 pivote de la posi tion représentée à la fig. 12 à la position re présentée à la fig. 16.
Au cours de ce mouve- ment, l'élément 36 quitte la position de ver rouillage, comme représenté à la fig. 12, en li bérant ainsi la plaque 32, et l'élément de came 19 entre en contact avec le galet 42 et fait pi voter la plaque 32 autour de son axe 33, en soulevant ainsi la monture pivotante 31 du mors de cintrage, et le galet 40 du bras 38 entre dans la partie inclinée 41a de la fente en came pour supporter le mors de cintrage et le maintenir soulevé, comme représenté à la fig. 16. On peut maintenant enlever les différents tubes en les faisant sortir axialement par rap port aux arbres.
Le mouvement suivant consiste à ramener le bras pivotant à sa position initiale, mouve ment dans lequel il tourne dans le sens dex- trorsum en suivant l'arc indiqué sur la fig. 1 et, dans ce mouvement, le galet 42 quitte la came 19, de sorte que la plaque 32 tombe en place avec la butée 34 venant frapper la butée 35, en mettant ainsi en position l'axe du mors de cintrage 30 concentriquement à l'arbre 16. Les pièces sont maintenant dans leurs posi tions initiales, prêtes à recevoir de nouveaux tubes en position entre les arbres et leurs mors de cintrage respectifs.
Comme indiqué plus haut, il est nécessaire de soutenir les tubes pour les empêcher de s'aplatir, en particulier lorsqu'on les cintre sur un petit rayon. Par conséquent, les mors de cintrage 30 et 85 comportent des gorges, comme représenté, pour servir de support à chaque tube. En outre, les tubes extérieurs sont supportés au droit de leurs axes ou fibres neutres et chaque tube est en contact avec un autre sur la fibre neutre, de sorte que chaque tube sert de soutien à son voisin.
En outre, en munissant les mors de cin trage de telles gorges pour supporter les tubes, l'étendue du contact entre les mors de cintrage et les tubes est sensiblement augmentée et c'est une des raisons pour lesquelles les mors de cin trage 30 et 85 sont montés coulissant sur leurs supports 28 et 84. En conséquence, lorsque les mors de cintrage tournent autour des arbres, ils ne glissent pas sur les tubes. Les mors 30 et 85 glissent sur leur support 28 et 84 à l'encon tre de l'action des ressorts respectifs 130 et 86. Les positions déplacées des mors 30 et 84, par rapport à leurs supports, à la suite d'une opération de cintrage, sont visibles sur les fig. 5 et 12.
Le mors 30 est déplacé à l'encontre de l'action du ressort 130 et le mors 84 est déplacé à l'encontre de l'action du ressort 86. On peut dire que, sans l'action de glissement des mors de cintrage, le frottement sur les tubes serait si important qu'il déformerait les tubes au point de les faire sortir de la pince et de provoquer un arrachement du métal des tubes, le métal arraché se déposant dans les gorges des mors, indépendamment de la né cessité de surmonter les frottements qui pren draient naissance dans le fonctionnement de la machine.
Apparatus for bending tubes The present invention relates to an apparatus for bending tubes, characterized in that it comprises a bending form and a support element, intended to receive between them a part to be bent, means for allowing the 'support member to move around the bending form, a forming jaw mounted on the support member so as to be able to slide on this member in the direction of the length of the part to be bent and intended to come into contact with this piece,
and means for moving the support member on its frame to cause the forming jaw to bend the workpiece around the bending form, the jaw being able to slide on the support member and being in contact with the workpiece without slipping @on her.
Although the apparatus may be employed for bending long parts other than tubes, such as, for example, rods or the like, the apparatus is believed to be most useful for bending tubes and, for example, Consequently, it will be described with reference to the bending of tubes.
Referring to the bending of tubes to a small radius, it should be noted that the radius of the elbow is a function of the diameter and thickness of the tube wall. What may be considered a small radius of curvature on a relatively large diameter tube may not necessarily be considered a small radius bend on a smaller diameter tube. A relatively thick tube could very easily be bent over a certain radius, but this radius could be regarded as a small radius for a tube of less wall thickness.
When bending tubes, for example on 1800, the metal of the tube on the outside face of the elbow is under tension, while the metal on the inside of the tube is subjected to compression, the terms outside. laughter and interior relating to the neutral fiber. Under these conditions, the tube tends to flatten as it is bent, in; particularly when bending a tube on a relatively small radius compared to the diameter and thickness of the tube.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the apparatus forming the object of the invention.
Fig. 1 is a general profile view. Fig. 2 is a view on a larger scale with cutouts and certain parts in section showing certain bending elements. Fig. 3 is a view of the mechanism shown in FIG. 2, looking from the right side of fig. 2.
Fig. 4 is a detail view, in section along line 4-4 of FIG. 3, showing an amplitude limiting device.
Fig. 5 is a view of the apparatus shown in FIG. 2, illustrating the position of the pieces after performing an elbow.
Fig. 6 is a cutaway view illustrating the mechanism for compensating for the shortening which occurs during bending of the tube.
Fig. 7 is a section taken substantially along line 7-7 of FIG. 6.
Fig. 8 is a section taken along line 8-8 of FIG. 6.
Fig. 9 is a view showing a shaft and a bending device in position to perform bending.
Fig. 10 is a section taken along line 10-10 of FIG. 9, showing a shaft and a bending device.
Fig. 11 is a section on a larger scale, showing a bending jaw applied to the tubes to be bent.
Fig. 12 is a view of the apparatus shown in FIG. 9, showing the position of the elements at the end of a tube bending operation.
Fig. 13 is a view similar to FIG. 2, showing the bending mechanism at the end of the arm in the open position.
Fig. 14 is a schematic view illustrating the position of the tube, a shaft, and a bending jaw at the end of a bending operation.
Fig. 15 is a view of the apparatus shown in FIG. 14, showing the elements in the open position to release the bent tube. Fig. 16 is a view of the mechanism shown in FIG. 12, showing the position of the elements after the tube has been released.
The apparatus shown in FIG. 1 comprises a frame or base 1 on which the bending mechanism is mounted, the tubes which constitute the workpieces being indicated at W. The tubes are made to enter the apparatus from the right side, looking at FIG. 1. The workpieces are supported by a support 2 and also in a clamp or workpiece holder 4 on an arm 5 which can pivot about an axis 6. A load device is shown at 8.
The various tubes are placed as indicated and the front ends of these tubes can be gripped by a hydraulically actuated clamp 10, for example by means of a piston movable in a cylinder 11. After the first bending operation, it is possible not to. use the clamp 10 and hold the tubes by hooking an elbow on a pin or support 14.
The apparatus comprises a shaft 16 mounted on an arm 18 articulated at 19 and which can perform an oscillating movement under the action of a hydraulic device such as a piston movable in a cylinder 20, a piston rod 21 being connected to the arm 18, as shown in FIG. 1. In the immediate vicinity of the shaft 16 and generally below this shaft, there is a fixed shoe or plate 23 for bending the tubes, carried by a fixed console 24. The tubes are placed under the shaft 16 and above. above. of the fixed pad 23, as shown in FIG. 9.
The bending device for bending the tubes around the shaft comprises a bending element 28 provided with a grooved bending jaw 30 (fig. 10), the element 28 comprising a bearing surface 31 which is journaled in a plate 32. This plate 32 can pivot at 33. The plate 32 has a boss 34 intended to come into contact with a stop 35 and to be held against the stop by a boss 36 of the arm 18 (FIG. 12). An arm 38, integral with the bending element 28 and with its bearing surface 31, is provided at its end with a roller 40 intended to penetrate into a slot 41 in the form of a closed cam, as we will soon see, and which is also equipped with a roller 42.
It could be said here that the arm 38 serves to make the bending element 28 oscillate around the bearing surface 31 so that it moves around the shaft to bend the tubes.
A main oscillation shaft 44 (fig. 6 and 7) can oscillate under the action of a toothed wheel 45 mounted on it and a rack 46 actuated by a piston rod 47 of a piston movable in a hydraulic cylinder 48. This shaft carries an oscillating arm indicated generally at 50. This arm comprises parts which can slide relative to each other. The base part 51 of this arm is keyed on the shaft 44. The elongated slurry part 52 is mounted on the base part by means of guides 53 and 54 and is subjected to the action of coil springs 56.
The coil springs press against wise bos 58 of the base end of the arm 52 and react on adjustment screws 60 mounted in threaded tabs 61 carried by the base 51 of the arm. The arm 52 is provided with a roller 63 carried by a yoke 64 whose position can be adjusted by means of a screw 66, and the roller can roll on the surface of an open face cam 65, the purpose of which will appear further. The arm 52 carries the cam element 41. It can therefore be seen that if the arm 50 is rotated in the senestorsum direction, looking at FIGS. 1 and 9, the lever 38 is driven with the arm and the bending jaw 28 moves around its center in the plate 32.
During this operation, different tu bes which are in place, as shown in fig. 10, are bent around the shaft 16. This operation will be described in more detail later. We can see the axis of the arm 50 in x in FIG. 6, and it can be seen that this axis is offset with respect to the y axis of work of the shaft.
On the end of the arm 52 is mounted an assembly comprising a support or tab 70 (fig. 2 and 3) journaled at 71 and carrying a shaft 72 and a fixed bending jaw 73. The support is provided with a chain wheel 74 over which passes a chain 75. The support carries an oscillation shaft 77 which is integral with an operating lever 78 directed downward. Arms 80 and 81, mounted on the oscillation shaft 77, support an axis 82.
A secondary assembly capable of pivoting on the axis 82 consists of a base member 84 and a bending jaw 85 capable of sliding on the base member, a spring 86 being interposed which takes support on the base member and which acts on the bending jaw 85 to normally urge the sliding member to the right, keeping in mind FIG. 2. The bending jaw 85 is fixed on the base member 84 by complementary sliding elements indicated at 88. The secondary assembly is subjected to the action of a toggle constituted by two levers 90 and 91 with the interposition of a spring 92.
Means for limiting the amplitude of the oscillation include an oscillating arm 94 provided with adjustable stops intended to come into contact with a stop member 95 of the end of travel. On the oscillating arm is mounted a cam 96 intended to come into contact with the member 84, and the latter comprises a finger or projection 97 also intended to come into contact with the cam 96. In the position shown in FIG. 2, the bending jaw 85 is in place for a bending operation.
Note that cam 96 holds the secondary bending jaw assembly in place against the tubes. If the lever 78 is rotated in the secestorsum direction, looking at fig. 2, the cam 96 hits the finger 97 and rotates the secondary assembly around the axis 82, and the levers of the toggle move to the position shown in phantom to hold the bending jaw and the locking member. base 84 in a high and inclined position relative to the shaft 72.
A means for operating the lever 78 is conveniently in the form of a rod 100 actuated by the piston rod 101 of a piston movable in a cylinder 102; the rod comprises a stopper 104 intended to come into contact with the lever 78. The rod 100 also has a stopper 105 for coming into contact with the lever 78 in another position thereof, as will be seen.
On the arm is mounted a chain wheel 110 over which the chain 75 passes. The chain wheel is mounted on a pin 111 which passes through an opening 113 in the part 51 of the arm and which is fixed to the part 52 of the arm. . The chain wheel 110 is made integral with the actuating arm 115 by screws 114. This actuating arm may have a special shape, as shown in FIG. 1, to avoid certain parts, and it is connected to a rod 116 re linked in turn to a piston rod of a hydraulic cylinder 118 articulated on the frame 119.
The chain 75 may be provided with a tension screw 121, since the chain makes only a small oscillation movement relative to the chain wheels.
The bending jaw 30, which cooperates with the shaft 16, is subjected to the action of a spring 130 associated with the jaw 30 by link levers 131 and 132. This spring normally maintains the jaw 30 to the right. looking at fig. 9.
It will be noted that the bending jaw 30 is provided with several grooves 135 each intended to receive a tube, as shown in FIGS. 10 and 11. The lateral parts of the jaw 30, as indicated at 135 and 136, extend sufficiently to protrude at least as far as the axis or neutral fiber of the outer tubes and, preferably, even a little beyond. . The intermediate ribs 138 delimiting the individual grooves 135 are less high and do not reach the axis of the tubes. The grooves are adapted to the tubes, as shown in fig. 10 and 11 and, therefore, the bending jaw to be used is executed in each case for tubes of a defined diameter.
As a result, the different tubes turn around and support each other sensibly on their neutral fiber. As shown in fig. 10, eight tubes are in place, each in a groove 135. The bending jaw 85 is made in the same way, as shown in FIG. 3, and has several grooves 140, one for each tube, with intermediate ribs 141 which stop very close to the neutral fibers of the tubes and the side parts 142 and 143 in contact with the outer tubes on their neutral fibers.
The jaw 85, as shown in FIG. 3, is in contact with the tubes, but is placed at an angle having what may be called a leading surface 146, as shown in fig. 2, which is reflected by the appearance of the representation of FIG. 3. Likewise, the bending jaw 30 has a leading surface 148.
The grooves of the bending jaws have approximately the same radius as the tubes they are to receive and their centers are substantially equal to the centers of the tubes or, in other words, substantially equal to the diameters of the tubes. . The intermediate ribs 138 and 141 extend from the lowermost part of the grooves for a distance less than the radius or, in other words, end very close to the neutral fiber of the tubes housed therein. . Consequently, when several tubes are suitably placed in the grooves, they are in contact with each other substantially on their neutral fiber.
The outer surfaces of the end tubes of the two bending jaws are supported by side portions 136, 137 and 142 and 143. Therefore, it is seen that the tubes support each other by being in mutual contact and that they are held and not. cannot flatten sideways as they are arched around the respective trees.
At the start of an operating cycle, the swing arm is in the position shown in fig. 1; the bending assembly which is on the end of the arm is in the open position, as shown in fig. 13. In this position, the assembly is rotated in the senestorsum direction from the position shown in FIG. 2 and the secondary assembly of bending jaws is rotated and kept raised by the toggle levers 90 and 91. The shaft 16 is in its retracted position, as shown in FIG. 16.
Thus, there is a play which allows the tubes to be placed laterally in position above the shaft 72 and under the shaft 16. The head ends of the tubes can be tightened by the clamp 10. The tubes being in In this position, the device is set for a bending operation. Oil is introduced into the cylinder 118 to turn the chain wheel 110 which, through the chain 75, rotates the entire end of the arm to bring it to the position shown at. fig. 2. The rod 100 moves to pivot the lever 78 and bring the secondary assembly into the position shown in FIG. 2.
Thus, the bending jaw 85 is placed in a pre-bending or overbending position with respect to the fixed jaw 73 and to the shaft 72. The arm 38 passes from the position shown in FIG. 16 to that shown in FIGS. 1 and 9, so that the tubes are caught between the shaft and the bending jaw 30. This is also an overbending position with respect to the bending jaw 23.
The arm 50 is then made to oscillate on its axis of approximately 1800 by looking at FIG. 1, if you want to perform a 180o elbow. In this movement, the length of tube supplied to the machine, and which is in the support arm 5, is stabilized while this arm pivots upwards around the axis 6. As the arm 50 oscillates, the arm end bending assembly is held relatively fixed by means of the chain and associated parts, so that the bending jaw 85 bends the tubes around the shaft 72. The arm 38, with its bending jaw 30, turns around its bearing surface 31 because its roller 40 is in the cam slot 41, thus forcing the jaw 30 to bend the tubes around the shaft 16.
The shape of the cam slot 41 is determined so as to move the jaw 30 around the shaft 16 at substantially the same angular speed as that of the bending jaw 85 around the shaft 72. It is understood that the elbow absorbs a pressure. certain length of tubes around shaft 16. Therefore, the distance between shaft 16 and shaft 72 must vary. The shaft 72 must follow a sort of curve in the form of an involute of a circle. The x axis is preferably located at a point such that the radial distances from the center x to the various points of the involute curve exhibit a substantially minimum deviation. If the involute curve had a center, which is not the case, we can see that the center x would be placed near the center of the developper.
The springs 56 constantly urge the outer part of the arm inwardly, the roller 63 rolling on the cam 65, the surface of which is designed to control the movement of the shaft 72 substantially along the involute curve. In other words, by properly placing the center x, the necessary intervention of the cam 67 is reduced to a minimum. If the shaft 72 moves around the y axis of the shaft 16 on the fixed radius of the position shown in fig. 1, it would run through the arc b. However, it actually traverses an involute-shaped curve such as curve a, due to the shape of the cam 65.
At the end of a bending operation, the bending jaw 30 and the associated parts are substantially placed as shown in FIG. 12. It will be understood that, during the operation which has just been described, the arm 18 maintains by its boss 36 the pla that 32 and the bearing surface 31 of the bending jaw in the position concentric with the shaft shown. At the end of a bending operation, the arm end bending assembly appears as shown in fig. 5.
It will now be noted that two elbows have been made on the tubes, an elbow indicated at d (fig. 12) around the shaft 16 and an elbow indicated at e (fig. 5) around the shaft 72 The tubes are clamped tightly around the shafts and, moreover, trapped in the grooves of the sliding bending jaws. Consequently, to remove the various bent tubes, the machine must be opened and the following phases occur: the bending assembly comprising the support 70 moves from the position shown in fig. 5 in the position shown in FIG. 13, this movement being effected by the fluid sent into cylinder 118.
The rod 100 moves and the boss 105 comes into contact with the lever 78 and causes it to wobble to move the jaw 85 from the closed position, as shown in FIG. 5, in the open position, as shown in FIG. 13. The arm 18 of the shaft 16 pivots from the position shown in FIG. 12 in the position shown in FIG. 16.
During this movement, the element 36 leaves the locking position, as shown in FIG. 12, thereby releasing the plate 32, and the cam member 19 comes into contact with the roller 42 and causes the plate 32 to vote around its axis 33, thereby lifting the pivoting mount 31 of the bending jaw, and the roller 40 of the arm 38 enters the inclined portion 41a of the cam slot to support the bending jaw and keep it raised, as shown in FIG. 16. We can now remove the various tubes by making them come out axially with respect to the shafts.
The next movement consists in returning the pivoting arm to its initial position, in which movement it rotates in the dextrorsum direction following the arc indicated in fig. 1 and, in this movement, the roller 42 leaves the cam 19, so that the plate 32 falls into place with the stop 34 striking the stop 35, thus positioning the axis of the bending jaw 30 concentrically to the The shaft 16. The parts are now in their original positions, ready to receive new tubes in position between the shafts and their respective bending jaws.
As noted above, it is necessary to support the tubes to prevent them from flattening, especially when bending them on a small radius. Therefore, the bending jaws 30 and 85 have grooves, as shown, to serve as a support for each tube. In addition, the outer tubes are supported in line with their axes or neutral fibers and each tube is in contact with another on the neutral fiber, so that each tube serves as a support for its neighbor.
Further, by providing the bending jaws with such grooves to support the tubes, the extent of contact between the bending jaws and the tubes is substantially increased and this is one of the reasons why the bending jaws 30 and 85 are slidably mounted on their supports 28 and 84. Consequently, when the bending jaws rotate around the shafts, they do not slide on the tubes. The jaws 30 and 85 slide on their support 28 and 84 against the action of the respective springs 130 and 86. The displaced positions of the jaws 30 and 84, relative to their supports, following an operation bending, are visible in fig. 5 and 12.
The jaw 30 is moved against the action of the spring 130 and the jaw 84 is moved against the action of the spring 86. It can be said that, without the sliding action of the bending jaws, the friction on the tubes would be so great that it would deform the tubes to the point of making them come out of the clamp and cause the metal to pull away from the tubes, the torn metal being deposited in the grooves of the jaws, regardless of the need for overcome the friction which arises in the operation of the machine.