FR2831842A1

FR2831842A1 - Machine automatique pour le formage de barres

Info

Publication number: FR2831842A1
Application number: FR0114349A
Authority: FR
Inventors: Robert Vincent
Original assignee: Vincent Industrie SAS
Current assignee: Nippon Rika Vincent Industrie Sas Fr
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-09
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: FR2831842B1; WO2003039778A1

Abstract

La machine assure le formage automatique de barres (5) devant présenter des coudes dans le régions (5b, 5c) de leurs deux extrémités.Un châssis principal (2) comporte, de part et d'autre de deux potences (3, 4) maintenant une barre à former (5), deux têtes de cintrage (11, 12) déplaçables et positionnables longitudinalement, transversalement et en hauteur, et aussi orientables. Chaque tête de formage (11, 12), traversée par une région d'extrémité (5b, 5c) de la barre à former (5), possède des mors pour le bridage de la portion de barre la traversant, et des outils de pliage. Les deux têtes (11, 12) sont déplacées de l'intérieur vers l'extérieur, pour former des coudes successifs.Application : formage des barres conductrices (5) des stators d'alternateurs de forte puissance.

Description

La présente invention concerne une machine automatique pour la formage de barres, le terme"formage"désignant ici l'opération qui consiste à réaliser par déformation, sur une barre initialement rectiligne, des coudes dont le nombre, les plans de pliage, les rayons de courbure et les angles de pliage peuvent varier. Plus particulièrement, cette invention s'intéresse au formage, au sens précisé ci-dessus, des extrémités de barres métalliques prévues pour prendre place dans les encoches des stators et rotors de machines tournantes électriques et, encore plus particulièrement, les barres conductrices en cuivre des stators d'alternateurs de forte puissance, constituant les enroulements statoriques de ces alternateurs.

Dans la fabrication des stators d'alternateurs de grandes dimensions, tels que ceux équipant les centrales hydrauliques de production d'électricité, les bobinages sont fabriqués à partir de fils de cuivre, assemblés entre eux parallèlement de façon à former des barres de grande longueur, de section rectangulaire. Pour former une barre, selon un mode opératoire connu particulier, on réalise d'abord deux demi-barres par assemblages de fils de cuivre, puis les deux demi-barres sont assemblées l'une à l'autre, en étant agglomérées avec des résines pour ne former finalement qu'une seule barre. Cet agglomérat n'est fait que dans la partie médiane rectiligne de la barre, pour permettre à celle-ci d'être formée à ses deux extrémités sans risque de destruction de l'agglomérat formé de résines, qui est passé ensuite sous presse à chaud.

Chaque barre de cuivre, ainsi assemblée, est ensuite coudée à ses deux extrémités, en plusieurs points et dans plusieurs plans, pour obtenir une configuration de barre définitive, qui comprend : - une partie intermédiaire restant droite, qui prendra place dans une encoche du stator de la machine tournante, en particulier alternateur ; - deux extrémités coudées, avec coudes multiples, qui resteront à l'extérieur de l'encoche correspondante du stator, et pourront ainsi être assemblées par exemple par brasage aux extrémités d'autres barres analogues, pour constituer les enroulements statoriques.

Les caractéristiques géométriques des extrémités coudées des barres sont à adapter aux données fournies par les constructeurs des

machines tournantes électriques, chaque machine tournante pouvant être différente des autres, ce qui peut rendre nécessaire des pliages différents.

En l'état actuel de la technique, l'opération de formage de ce genre de barres est en général encore réalisée manuellement, à l'aide d'outillages de cintrage. Ce mode opératoire conserve des inconvénients importants : - L'opération de formage reste en soi longue, donc coûteuse en main-d'oeuvre, cet inconvénient étant aggravé par le fait qu'il faut former la barre d'abord à une extrémité, puis à son autre extrémité.

- Cette opération reste imprécise, et la reproductibilité des résultats n'est pas garantie, ce qui affaiblit la qualité du formage réalisé, et peut avoir des répercussions sur le rendement de la machine tournante électrique.

- L'outillage de cintrage utilisé correspond à une configuration de barre prédéfinie ; il ne s'adapte pas aux changements de dimensions et de schémas de pliage des barres à former.

Certes, l'on connaît déjà des machines automatiques de cintrage, permettant de cintrer simultanément les deux extrémités opposées, ou du moins les deux moitiés, de produits allongés, tels que des tubes ou des fils métalliques. De telles machines ne sont toutefois pas adaptées au formage de barres métalliques possédant une section pleine et de dimensions relativement importantes. De plus, toutes les machines actuelles de ce genre reposent sur le principe d'un déplacement, en translation et/ou rotation, de l'élément à cintrer ou former, tel que tube.

Au vu de la situation actuelle, la présente invention a pour but de fournir une machine pour le formage de barres du genre ici concerné, cette machine permettant de former les barres d'une manière rapide et automatique, les deux extrémités des barres étant formées simultanément et indépendamment, avec une grande précision et reproductibilité du formage, donc en garantissant une qualité irréprochable, la machine proposée possédant en outre une grande flexibilité, en ce sens qu'elle s'adapte à une multiplicité de dimensions et de schémas de pliage.

A cet effet, l'invention a pour objet une machine automatique pour le formage de barres, plus particulièrement de barres métalliques de section pleine ou non devant présenter, dans leur état final, des coudes dans les régions de leurs deux extrémités, tandis que la région intermédiaire de ces

barres reste rectiligne, la machine comprenant essentiellement, en combinaison : - un châssis principal allongé comportant, dans sa partie médiane, des moyens pour le maintien d'une barre à former, dans une position horizontale parallèle à la direction longitudinale du châssis ; - de part et d'autre des moyens de maintien de la barre à former, deux chariots principaux déplaçables suivant la direction longitudinale du châssis principal ; - sur chaque chariot principal, un chariot secondaire déplaçable suivant la direction transversale du châssis principal ; - sur chaque chariot secondaire, un support mobile verticalement , - monté sur ce support mobile verticalement, un châssis de tête de formage apte à décrire une rotation autour d'un axe parallèle à la direction transversale du châssis principal et autour d'un axe vertical ; - deux têtes de formage, montées respectivement sur chaque châssis de tête de formage, et aptes à être traversées chacune par l'une des deux régions d'extrémité d'une barre à former ; - sur chaque tête de formage, des outils de pliage montés sur un support apte à décrire une rotation autour d'un axe parallèle à la direction longitudinale du châssis principal ; - également sur chaque tête de formage, des moyens de bridage pour le maintien de la portion de barre à former traversant cette tête de formage ; - des moyens moteurs pour déplacer en translation et positionner les deux chariots principaux, les deux chariots secondaires et les supports mobiles verticalement, ainsi que pour déplacer en rotation et positionner angulairement chaque châssis de tête de formage et le support des outils de pliage de cette tête ; et - sur chacune des deux têtes de formage, d'autres moyens moteurs pour actionner les moyens de bridage et les outils de pliage, les deux têtes de formage étant prévues pour réaliser des coudes successifs sur les régions d'extrémité correspondantes de la barre à former, chaque tête

de formage étant à cet effet déplacée de l'intérieur vers l'extérieur de la machine, en suivant la barre en cours de formage.

Ainsi, l'invention propose une machine pourvue de deux têtes de formage opposées, qui réalisent respectivement et indépendamment les coudes désirés sur les deux régions d'extrémité d'une même barre, maintenue par sa partie intermédiaire qui restera droite. Chaque tête de formage est déplacée de l'intérieur vers l'extérieur, en suivant la barre, de manière à réaliser successivement les coudes de l'extrémité correspondante de la barre, la tête de formage étant, pour chaque coude à réaliser, positionnée et orientée automatiquement de façon adaptée. Les deux têtes de formage étant indépendantes l'une de l'autre, les positions et angles des coudes formés à une extrémité de la barre peuvent être différents de ceux de l'autre extrémité. Ces deux têtes de formage peuvent aussi fonctionner à des vitesses différentes l'une de l'autre.

Compte tenu des mouvements de translation des chariots principaux, des chariots secondaires, et des supports recevant les châssis des têtes de formage, chaque tête de formage peut être positionnée selon les trois axes de coordonnées cartésiennes X, Y et Z de l'espace, des moteurs de positionnement étant prévus pour les déplacements suivant ces trois axes de coordonnées. De plus, les mouvements de rotation respectifs des têtes de formage et du support des outils de pliage, autour des mêmes axes de coordonnées X, Y et Z, permettent de donner toute orientation désirée à chaque tête de formage, et au plan dans lequel s'effectue chaque pliage d'une barre.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de maintien d'une barre à former comprennent, sur le châssis principal de la machine, d'une part une potence fixe, et d'autre part une potence mobile suivant la direction longitudinale de ce châssis principal, les deux potences étant équipés chacune, à leur sommet, d'une prince de serrage de la barre. Ainsi, la machine est adaptable à des barres dont la longueur totale, ou du moins la longueur de la partie intermédiaire restant droite, est variable, la potence fixe servant de position de référence. Grâce à ces dispositions, la partie intermédiaire droite de la barre reste fixe, pendant tout le processus de formage.

Pour chaque coude à former à l'aide de l'une des têtes de formage, préalablement positionnée au point où le coude doit être formé, il est prévu que - tout d'abord, les moyens de bridage portés par la tête de formage sont serrés sur la barre ; - ensuite, les outils de pliage sont actionnés, pour couder la barre dans le plan de pliage désiré, et selon l'angle de pliage voulu.

Selon un mode d'exécution de l'invention, les moyens de bridage portés par chaque tête de formage comprennent, par référence à une position de base de ladite tête, un mors fixe vertical, un mors fixe horizontal, un mors mobile vertical, un mors mobile horizontal, et des moyens moteurs pour déplacer et positionner le mors mobile vertical et le mors mobile horizontal, en contrôlant les efforts de serrage de ces mors. Ainsi, la tête de formage est adaptable au maintien de barres à former de sections diverses dans leurs formes et leurs dimensions. Les mors mobiles sont ouverts, c'est-à-dire éloignés des mors fixes correspondants, non seulement pour la mise en place initiale des têtes de formage et pour leur retrait de la barre finie, mais aussi pour permettre à chaque tête de formage de se déplacer du point où est formé un coude au point où sera formé le coude suivant.

Quant aux outils de pliage, montés sur chaque tête de formage,

ceux-ci comprennent, dans un mode de réalisation de l'invention : - un bras pivotant autour d'un axe de formage ; - un sabot de pliage monté mobile et positionable sur le bras pivotant, en direction longitudinale et transversale de ce bras ; - des moyens moteurs de commande de la rotation dudit bras autour de son axe de pivotement ; et - une contre-forme de profil arrondi, centré sur l'axe de formage précité.

Pour former un coude, sur une portion de barre préalablement bridée entre les mors fixes et mobiles, le sabot de pliage est positionné sur la barre (contre le côté qui deviendra l'extérieur du coude), puis le bras pivotant est actionné de telle sorte que le sabot de pliage pivote lui-même, autour de l'axe de pivotement dudit bras, et selon l'angle de pliage désiré. La portion de barre concernée est alors "enroulée" autour de la contre-forme, laquelle détermine le rayon de cintrage.

Selon un mode d'exécution particulier, cette contre-forme se compose d'une contre-forme intérieure, de plus petit rayon extérieur, et d'une contre-forme extérieure, de plus grand rayon extérieur, la contre-forme extérieure étant montée mobile transversalement sur la contre-forme intérieure pour pouvoir soit recouvrir cette contre-forme intérieure et devenir ainsi ellemême active, soit être escamotée latéralement et permettre ainsi à la contreforme intérieure de devenir active. Grâce à ces dispositions, il est possible de sélectionner automatiquement l'un ou l'autre de deux rayons de cintrage, pour chaque coude à former sur une barre, le choix pouvant être fait à l'avance lors de la programmation de la machine. En position escamotée, la contre-forme extérieure, par sa face terminale, peut servir de butée latérale pour une face latérale de la barre à former.

On notera que, comme les mors, les outils de pliage sont ouverts après la réalisation de chaque coude, pour permettre à la tête de cintrage de se déplacer librement, relativement à la barre, jusqu'au point où sera formé le coude suivant.

Les moyens de bridage et les outils de pliage possédant nécessairement des positions liées, tous ces éléments sont avantageusement portés par une même couronne dentée, montée tournante sur le châssis de la tête de formage correspondante, des moyens moteurs étant prévus pour commander la rotation et le positionnement angulaire de ladite couronne, relativement au châssis de la tête de formage, notamment par l'intermédiaire d'une courroie crantée. Le positionnement angulaire de la couronne définit ici le plan de pliage, pour chaque coude à former.

Comme indiqué plus haut, dans l'application préférentielle de la machine selon l'invention, chaque barre à former résulte de l'assemblage de deux demi-barres accolées. Il en résulte que, lors de la formation d'un coude, la demi-barre qui se trouve du côté du plus grand rayon de cintrage, c'est-à- dire du côté extérieur, a tendance à chevaucher l'autre demi-barre, c'est-à-dire celle qui se trouve du côté extérieur. Pour éviter ce phénomène de chevauchement des barres, ou tout effet analogue de déformation transversale indésirable, il est encore avantageusement prévu, sur chaque tête de formage, une série d'ailettes de maintien latéral, montées pivotantes sur un axe commun confondu avec l'axe de formage et déployables sous l'action de moyens à ressort, au fur et à mesure de la rotation de l'outil de pliage, des moyens étant prévus pour limiter les courses angulaires des différentes ailettes à des valeurs

distinctes et croissantes, d'une ailette à l'autre. Ces derniers moyens peut être constitués par des rampes, de longueurs distinctes, creusées dans un arbre commun sur lequel sont montées pivotantes toutes les ailettes, chaque ailette possédant un doigt engagé dans la rampe correspondante. Quant aux moyens à ressort, agissant sur les ailettes de maintien latéral, ceux-ci peuvent être constitués par des ressorts à gaz respectifs, chaque ressort à gaz étant monté entre un point de l'ailette correspondante et un point "fixe", notamment lié à la couronne dentée précitée.

Ainsi, au fur et à mesure que l'outil de plage mobile pivote pour former un coude, les vérins à gaz, ou autres moyens à ressort équivalents tels que ressorts de compression, poussent les différentes ailettes qui se déploient alors "en éventail", en se dégageant successivement les unes des autres, du fait que les rampes limitent à des valeurs différentes les courses angulaires des ailettes successives. L'ensemble des ailettes, suffisamment nombreuses et rapprochées les unes des autres, constitue ainsi l'équivalent d'une paroi latérale, qui se déploie au fur et à mesure du cintrage, constituant ainsi (du côté opposé à une contre-plaque existante) un obstacle empêchant le chevauchement des demi-barres, ou l'élargissement indésirable de la barre à former. Ces ailettes se replient automatiquement les unes contre les autres, à l'encontre de l'action des moyens à ressort, lorsque l'outil de pliage mobile est ramené dans sa position de départ, après réalisation d'un coude.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette machine pour le formage de barres :
Figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'une machine conforme à la présente invention ;
Figure 2 est une vue en perspective montrant, plus en détail, un chariot principal avec son chariot secondaire, et la tête de formage montée sur ces chariots ;
Figure 3 est une vue en perspective d'une tête de formage seule, avec ses différents organes internes ;
Figure 4 est une vue en perspective de la même tête de formage ;
Figure 5 est une vue de face de la tête de formage de figure 3 ;
Figure 6 est une vue en coupe longitudinale de cette tête de formage, montrant en particulier ses outils de pliage ;

Figure 7 est une autre vue de face de la même tête de formage, avec coupe partielle, certains organes occupant une position différente ; Figure 8 est encore une autre vue de face de la tête de formage, du côté opposé aux précédentes ; Figure 9 est une vue en coupe similaire à figure 6, illustrant plus schématiquement une autre position des outils de cintrage ; Figure 10 est une vue partielle en perspective de la tête de formage, montrant plus particulièrement le dispositif à ailettes de maintien ; Figure 11 est une vue en coupe de ce dispositif à ailettes ; Figure 12 est une vue de face du dispositif à ailettes, suivant la flèche F de figure 11, avec coupe partielle ; Figure 13 est une vue en plan par dessus, partielle, de ce dispositif , Figure 14 représente en perspective, et de façon isolée, l'arbre avec rampes du dispositif à ailettes ; Figures 15, 16, 17, 18, 19 et 20 sont des schémas illustrant le formage d'une extrémité de barre, sur la machine de l'invention, avec exécution successive de plusieurs coudes ; Figure 21 est une vue en perspective de l'extrémité de la barre, formée selon le processus des schémas précédents.

En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, la machine objet de l'invention possède un châssis principal 2, de forme allongée, disposé horizontalement. Le châssis principal 2 comporte, dans sa partie médiane, deux potences 3 et 4 servant au maintien d'une barre à former 5. La première potence 3 est une potence fixe, équipée à son sommet d'une première pince 6 pour le serrage de la barre à former 5. La seconde potence 4 est montée mobile en direction longitudinale (aussi désignée par"X") sur le châssis principal 2, le long de guides horizontaux 7 et 8, comme indiqué par une double flèche 9. Cette potence mobile 4 est équipée à son sommet d'une seconde pince 10 pour le serrage de la barre à former 5.

Ainsi, les deux potences 3 et 4, amenées à une distance appropriée, permettent par leurs pinces respectives 6 et 10 le maintien en position horizontale de la région intermédiaire 5a de la barre à former 5, cette région intermédiaire 5a devant ici rester rectiligne. Les deux régions d'extrémité 5b et 5c de la barre 5 se situent en porte-à-faux, de part et d'autre des deux potences 3 et 4. Ces deux régions d'extrémité 5b et 5c sont à former, c'est-à-

dire qu'elles doivent subir des opérations de pliage réalisant des coudes successifs en plusieurs points de leur longueur, au moyen de deux têtes de formage 11 et 12, décrites en détail ci-après.

De part et d'autre de l'ensemble des deux potences 3 et 4, sont disposés deux chariots principaux, respectivement 13 et 14. Chaque chariot principal 13 ou 14, en forme de traverse, est déplaçable horizontalement dans la direction longitudinale"X"du châssis principal 2, le long de deux guides ou rails horizontaux parallèles, communs à ces deux chariots 13 et 14, t'un n'étant autre que le guide 7 précité de la potence mobile 4, et l'autre étant un guide supplémentaire 1. Des flèches doubles 15 et 16 symbolisent les déplacements respectifs des deux chariots principaux 13 et 14, commandés par des moteurs électriques non représentés, avec contrôle de positionnement.

Sur chaque chariot principal 13 ou 14 est monté un chariot secondaire, respectivement 17 ou 18, déplaçable horizontalement dans la direction transversale aussi désignée par"Y") du châssis principal 2, le long d'un guide 19 porté par le châssis principal 13 et 14. Des flèches doubles 20 et 21 symbolisent les déplacements respectifs des deux chariots secondaires 17 et 18, commandés par des moteurs électriques non représentés, avec contrôle de positionnement.

Chacun des deux chariots secondaires 17 et 18 porte un support 22 qui est monté mobile dans la direction verticale (aussi désignée par"Z"), et qui peut être déplacé verticalement, comme symbolisé par une flèche double 23, au moyen d'un autre moteur électrique de positionnement non visible au dessin.

Sur chaque support 22 est monté un châssis de tête de formage, qui comprend lui-même : - un premier élément de châssis 24, directement monté pivotant autour d'un axe transversal 25 (de direction"Y") sur le support 22, comme symbolisé par une flèche double 26, et actionné par un moteur électrique de positionnement 27 ; - un second élément de châssis 28, monté pivotant autour d'un axe vertical 29 (de direction"Z") sur le premier élément de châssis 24, comme symbolisé par une flèche double 30, et actionné par un autre moteur électrique de positionnement 31.

Le second élément de châssis 28 supporte les organes actifs de la tête de formage 11 ou 12 correspondante. En se référant aussi aux figures 3 et

suivantes, qui montrent plus en détail l'une des têtes de formage 11, ces organes actifs sont portés par une couronne dentée 32, montée tournante sur l'élément de châssis 28 autour d'un axe longitudinal 33 (de direction"X"), comme symbolisé par une flèche double 34. La couronne dentée 32 est entraînée en rotation, autour de l'axe 33, à partir d'un moteur électrique de positionnement (non visible au dessin) et par l'intermédiaire d'une couronne dentée.

En se référant plus particulièrement aux figures 3 à 7, la couronne dentée rotative 32 porte un ensemble de bridage, pour le maintien de la portion de la barre 5 à former. Par référence à une position de base (ou position "origine") de la tête de formage 11 et de sa couronne 32, l'ensemble de bridage comprend un mors fixe vertical 35, un mors fixe horizontal 36, un mors mobile vertical 37 et un mors mobile horizontal 38.

Le mors vertical 37, en forme de plaque, est guidé horizontalement et déplaçable au moyen d'un moteur électrique de positionnement 39, par l'intermédiaire d'une courroie crantée 40 et d'un mécanisme du genre vis- écrou.

Le mors mobile horizontal 38, en forme de barre, est guidé verticalement et déplaçable au moyen d'un autre moteur électrique de positionnement 41, par l'intermédiaire d'une autre courroie crantée 42 et d'un autre mécanisme genre vis-écrou.

L'ensemble des deux mors verticaux 35 et 37, et des deux mors horizontaux 36 et 38, délimite un passage de section rectangulaire variable, prévue pour être traversé par la barre à former 5.

La couronne dentée rotative 32 porte aussi les outils de pliage.

Ceux-ci comprennent, en particulier, un bras de pliage 43, monté pivotant autour d'un axe de formage 44, qui est un axe horizontal (par référence à la position de base de la tête de formage)-voir notamment les figures 6 et 9. Le bras de pliage pivotant 43 est actionné au moyen d'un dispositif motorisé 45, qui comprend un moteur électrique 46 de pliage, porté par un support allongé 47 monté pivotant autour d'un axe 48, parallèle à l'axe de formage 44. Par l'intermédiaire d'une transmission du genre vis-écrou 49, le moteur 46 déplace en translation un coulisseau 50, guidé le long d'un glissière 51 solidaire du support 47. Le coulisseau 50 est lui-même articulé, par un des tourillons 51, sur une chape 52 solidaire du bras de pliage 43.

Le bras de pliage 43, en forme de"L" (vu de profil), porte sur sa plus grande branche un guide longitudinal 53 pour un chariot 54, déplaçable au moyen d'un moteur électrique de positionnement 55. Ce moteur 55 est accouplé, par l'intermédiaire d'une courroie crantée 56, à un mécanisme du genre vis-écrou 57, dont l'écrou est lié au chariot 54.

Ce chariot 54, déplaçable et positionable dans la direction longitudinale du bras de pliage 43, sert de guide au coulissement transversal pour un sabot de pliage 58. Un vérin agit sur le sabot de pliage 58, pour le solliciter dans la direction de coulissement transversale.

Le sabot de pliage 58 est prévu pour coopérer avec une contreforme, centrée sur l'axe de formage 44. Il s'agit ici d'une double contre-forme, composée d'une contre-forme intérieure 59, de plus petit rayon extérieur, et d'une contre-forme extérieure 60, de plus grand rayon extérieur, par exemple d'un rayon égal du double de celui de la contre-forme intérieure 59-voir en particulier les figures 6 et 9. La contre-forme extérieure 60 est déplaçable en translation, dans la direction de l'axe de formage 44, sur la contre-forme intérieure 59, ceci au moyen d'un vérin pneumatique 61 (figures 5 et 6), ce qui rend cette contre-forme extérieure 60 escamotable latéralement.

Chaque tête de formage 11 et 12 comprend, enfin, un dispositif à ailettes de maintien latéral, désigné globalement par le repère 62, et montré plus particulièrement aux figures 10 à 14.

Le dispositif 62, situé du côté du mors fixe vertical 35, comprend une série d'ailettes 63, montées pivotantes sur un axe commun confondu avec l'axe de formage 44. Chaque ailette 63 possède un moyeu 64, monté tournant autour d'un arbre commun 65 coaxial à l'axe de formage 44. Comme le montre en particulier la figure 12, l'arbre 65 possède une série de rampes 66, en arc de cercle, creusées les unes à côté des autres et possédant des longueurs distinctes, progressivement croissantes. Les moyeux 64 des différentes ailettes 63 possèdent, chacun, un doigt radial 67 engagé dans l'une des rampes 66, ce qui positionne axialement les ailettes 63 tout en limitant leurs courses angulaires respectives à des valeurs distinctes et progressivement croissantes, d'une ailette 63 à l'autre.

Le dispositif 62 comprend encore une série de ressorts à gaz 68, en même nombre que les ailettes 63 de ce dispositif, et associées chacun à l'une des ailettes 63. Chaque ressort à gaz 68 est monté entre un point d'articulation 69, lié à l'ailette 63 correspondante, et un point d'articulation"fixe"

70, lié à un support commun 71 solidaire de la couronne 32. Les différents ressorts à gaz 68 agissent sur les ailettes 63 correspondantes dans le sens de leur déployement, qui s'effectue "en éventail".

On notera que tous les moteurs, ou actionneurs équivalents tels que vérins, de la machine, travaillent avec contrôle de positionnement et/ou de couple, notamment à l'approche des positions finales. En particulier, les moteurs 39 et 41 qui déplacent les mors mobiles 37 et 38, et le moteur 55 qui positionne le sabot de pliage 58, travaillent d'abord en positionnement puis, à l'approche de la position finale de l'organe déplacé, travaillent en couple, jusqu'à obtenir le couple de serrage programmé.

Le fonctionnement d'ensemble de la machine, précédemment décrite, s'établit comme suit : Au repos, les deux chariots principaux 13 et 14 sont placés en position de dégagement, vers les extrémités du châssis principal 2, l'écartement de ces deux chariots 13 et 14 étant en rapport avec la longueur de la barre à former 5. Les deux têtes de formage 11 et 12, portées respectivement par les deux chariots, sont en position de base. La potence mobile 4 se trouve en position d'attente de chargement, à une distance programmée de la potence fixe 3, qui sert de référence. Les pinces respectives 6 et 10 des deux potences 3 et 4 sont ouvertes.

La barre à former 5, encore rectiligne, est placée dans les pinces respectives 6 et 10 des deux potences 3 et 4, par un opérateur ou par un dispositif de chargement automatique. Les deux pinces 3 et 4 sont alors fermées, pour maintenir la barre 5 en position horizontale, parallèle à la direction longitudinale"X"du châssis principal 2.

Les deux têtes de formage 11 et 12 sont rapprochées des deux potences 3 et 4, pour déplacer des chariots principaux 13 et 14, de manière à s'engager, respectivement, sur les deux régions d'extrémité 5b et 5c de la barre 5.

A partir de la là, le formage des deux régions d'extrémité 5b et 5c de la barre 5, au moyen des deux têtes de formage 11 et 12, peut commencer. Il consiste à réaliser, sur les régions d'extrémité 5b et 5c de la barre 5, des coudes successifs séparés les uns des autres par des distances prédéterminées, chaque coude possédant un plan de pliage et un angle de pliage qui lui est propre. Ainsi, pour chaque coude à former, la tête de formage 11 ou 12 est positionnée selon les trois directions orthogonales"X","Y"et"Z",

par déplacement longitudinal du chariot principal 13 ou 14, déplacement transversal du chariot secondaire 17 ou 18, et déplacement vertical du support 22 correspondant. De plus, chaque tête de formage 11 ou 12 (et/ou son outillage) est orientée, autour des trois axes 25,29 et 33. Les deux têtes de formage 11 et 12 étant indépendantes l'une de l'autre, il est possible de former des coudes différents dans les deux régions d'extrémités 5a et 5b de la barre 5, ou de faire fonctionner les deux têtes de formage 11 et 12 à des vitesses différentes l'une de l'autre, ces deux têtes de formage 11 et12 travaillant de façon simultanée.

On décrira maintenant, plus en détail, le formage d'un coude, par l'une des têtes de formage 11 et 12.

La tête de formage 11 ou 12 ayant été positionnée et convenablement orientée au point de la barre 5 (traversant cette tête de formage) où doit être formé le coude, les mors mobiles vertical 37 et horizontal 38 sont actionnés par les moteurs respectifs 39 et 41, pour assurer le bridage de la barre 5. On notera que, pour une barre 5 de section rectangulaire, le serrage de celle-ci par les quatre mors 35 à 38 peut s'effectuer dans une position "à plat" ou dans une position"sur champ", séparées l'une de l'autre par une rotation de 90 .

On notera aussi que, préalablement à la formation du coude, la contre-forme extérieure 60 a été soit placée en position active, soit escamotée latéralement, selon que le coude à former doit être réalisé avec le rayon de cintrage de la contre-forme extérieure 60, ou avec le rayon de cintrage plus petit de la contre-forme intérieure 59.

Lorsque la contre-forme extérieure 60 est escamotée latéralement, pour sélectionner le plus petit rayon de cintrage, la face terminale de cette contre-forme 60, convenablement positionnée, sert de butée latérale, pour l'une des faces latérales de la barre à former 5.

Le bras de pliage 43 étant initialement relevé (voir figure 9), le sabot de pliage 58 est abaissé au moyen de moteur 55 jusqu'à venir en appui forme sur la barre 5, ce sabot de pliage 58 étant en outre maintenu en poussée par le vérin associé. Ensuite, le moteur 46 est actionné, de manière à déplacer le coulisseau 50 et à faire ainsi pivoter le bras de cintrage 43, avec son sabot 58, autour de l'axe de formage 44. Au cours du pivotement du bras de cintrage 43, le sabot de pliage 58, appuyé sur la barre 5, "enroule" cette barre 5 autour de la contre-forme 59 ou 60 choisie comme contre-forme active, ce qui forme le

coude désiré, l'angle de pivotement du bras de cintrage 43 autour de l'axe 44 déterminant l'angle de pliage de la barre 5-voir figure 6.

Pendant la formation du coude, les ailettes de maintien 63, poussées par les ressorts à gaz 68 respectifs, pivotent autour de l'axe de formage 44, ces ailettes 63 étant libérées par le mouvement pivotant de l'embrase du bras de cintrage 43. Au fur et à mesure du pivotement de ce bras 43, les ailettes 63 se dégagent les unes des autres, et s'ouvrent "en éventail", compte tenu du fait que les rampes 66, de longueurs différentes, forment (en coopération avec les doigts 67) des butées qui limitent les courses angulaires des ailettes 63 à des valeurs distinctes, et progressivement croissantes-voir figures 6,10 et 11.

Ainsi, au fur et à mesure de leur déployement, donc au fur et à mesure du formage du coude, les ailettes 63 réalisent en quelque sorte l'équivalent d'une paroi, située à l'opposé du mors mobile vertical 37 en forme de plaque, cette paroi assurant un maintien latéral de la barre 5. Grâce à ce dispositif de maintien latéral 62, on évite le chevauchement des demi-barres, dans le cas d'une barre 5 constituée par la réunion de deux demi-barres accolées.

Une fois le coude formé, les mors mobiles 37 et 38 sont déplacés dans le sens de leur ouverture, et le sabot de pliage 58 est dégagé de ma barre 5, de telle sorte que la tête de formage 11 ou 12 n'est plus bridée sur la barre 5. Ainsi libérée, la tête de formage 11 ou 12 est déplacée vers l'extérieur, en"suivant"la barre 5, pour être amenée à un autre point de cette barre 5 où doit être formé le coude suivant. Le déplacement de la tête de formage 11 ou 12 est réalisé en combinant le différents mouvements possibles de translation et/ou de rotation, d'une part pour suivre la barre 5 en tenant compte de l'orientation de sa partie déjà pliée, sans risque de collision avec celle-ci, et d'autre part pour positionner les outils de pliage en correspondance avec le plan de pliage du coude suivant.

Ce fonctionnement, donc le formage d'une région d'extrémité 5b de la barre 5, avec exécution successive de plusieurs coudes, est aussi illustré (dans le cadre d'un exemple particulier, évidemment non limitatif) par les schémas des figures 15 à 21.

Selon la figure 15, la tête de formage 11 est engagée autour de la portion d'extrémité 5b de la barre 5, encore totalement rectiligne, maintenue

par les pinces des deux potences (seule une partie de la potence 4, et sa pince 10, étant ici visibles).

La tête de formage 11 étant ainsi amenée au point où doit être formé un premier coude, la barre 5 est bridée en position"sur champ".

Puis le premier coude 72 est formé, dans le plan désiré, par le mouvement pivotant du sabot de pliage 58-voir figure 16.

Ensuite, comme l'illustre la figure 17, la tête de formage 11 est libérée de la barre 5, et déplacée le long de celle-ci, en direction de son extrémité, jusqu'au point où doit être formé un deuxième coude. Après un nouveau bridage en ce point, le deuxième coude 73 est formé, par le mouvement pivotant du sabot de pliage 58-voir figure 18.

Plus particulièrement, dans l'exemple illustré, la tête de formage 11 est orientée, entre la formation du premier coude 72 et la formation du deuxième coude 73, de telle sorte que ce deuxième coude 73 soit formé dans le même plan de pliage que le premier coude 72, mais avec pliage de la barre 5 dans le sens inverse.

Ensuite, la tête de formage 11 est déplacée, toujours en direction de l'extrémité de la barre 5, vers le point où doit être formé un troisième coude.

La tête de formage 11 est orientée de telle sorte que la barre 5 soit bridée en position "à plat" (voir figure 19), et le sabot de pliage 58 est déplacé de façon à former le troisième coude 74 dans un plan de pliage orthogonal aux plans de pliage des coudes précédents 72 et 73 (voir figure 20).

Finalement, l'on obtient une barre 5 avec une région d'extrémité 5b qui présente trois coudes successifs 72,73 et 74, telle que représentée sur la figure 21.

Les deux régions d'extrémités 5b et 5c d'une barre étant entièrement formées, les deux têtes de formage 11 et 12 sont dégagées de la barre 5, et ramenées vers les deux extrémités correspondantes de la machine.

Les deux pinces 6 et 10 sont ouvertes et la barre 5, se trouvant ainsi entièrement libérée, peut être évacuée manuellement ou par un dispositif de déchargement. La machine se trouve alors prête pour le formage d'une nouvelle barre 5, à former de façon identique ou non à la barre précédente.

La machine, dont la structure et le fonctionnement viennent d'être décrits, est applicable plus particulièrement au formage des extrémités de barres métalliques prévues pour prendre place dans les encoches des stators et rotors de machines tournantes électriques. Encore plus particulièrement,

cette machine s'applique au formage des barres conductrices en cuivre des stators d'alternateurs de forte puissance.

Bien entendu, la même machine reste applicable au formage de barres diverses, voire mêmes de tubes, dans les domaines électrique, mécanique ou autres. Ces barres peuvent posséder une section rectangulaire, carrée ou autre, les mors des deux têtes de formage étant, éventuellement, prévus interchangeables et adaptés à des sections de barre particulières. Les barres à former sont notamment des barres de section pleine, résultant soit d'une structure monobloc, soit de l'assemblage de plusieurs parties ou de fils multiples (section pleine reconstituée). Toutefois, ces barres peuvent être partiellement creuses, ou posséder d'autres particularités de leur section, ce qui est par exemple le cas des barres pourvues d'un canai interne de refroidissement.

Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette machine pour le formage de barres qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - en remplaçant les divers moyens moteurs indiqués, qui assurent les mouvements, positionnements et actionnements des parties et organes mobiles de la machine, par tous équivalents fonctionnels, ceci concernant aussi les divers organes mécaniques de transmission des mouvements ; - en modifiant les détails constructifs de la machine, tant de son bâti que de ses têtes de formage ; - en destinant cette machine ou formage de barres de tous genres, et de toute longueur, avec coudes plus ou moins nombreux et de toutes orientations, le cas échéant en adaptant la machine en fonction des particularités, telles que la section, des barres à former.

Claims

REVENDICATIONS

1-Machine automatique pour le formage de barres, plus particulièrement des barres métalliques (5) de section pleine ou non devant présenter, dans leur état final, des coudes (72,73, 74) dans les régions (5b, 5c) de leurs deux extrémités, tandis que la région intermédiaire (5a) de ces barres (5) reste rectiligne, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison : - un châssis principal allongé (2) comportant, dans sa partie médiane, des moyens (3 à 10) pour le maintien d'une barre à former (5), dans une position horizontale parallèle à la direction longitudinale (X) du châssis (2) ; - de part et d'autre des moyens de maintien (3 à 10) de la barre à former (5), deux chariots principaux (13,14) déplaçables suivant la direction longitudinale (X) du châssis principal (2) ; - sur chaque chariot principal (13,14), un chariot secondaire (17,

18) déplaçable suivant la direction transversale (Y) du châssis principal (2) ; - sur chaque chariot secondaire (17,18), un support (22) mobile verticalement ; - monté sur ce support (22) mobile verticalement, un châssis (24,

28) de tête de formage (11,12) apte à décrire une rotation autour d'un axe (25) parallèle à la direction transversale (Y) du châssis principal (2) et autour d'un axe vertical (29) ; - deux têtes de formage (11,12), montées respectivement sur chaque châssis (14,28) de tête de formage, et aptes à être traversées chacune par l'une des deux régions d'extrémité (5b,

5c) d'une barre à former (5) ; - sur chaque tête de formage (11,12), des outils de pliage (42 à

61) montés sur un support (32) apte à décrire une rotation autour d'un axe (33) parallèle à la direction longitudinale (X) du châssis principal (2) ; - également sur chaque tête de formage (11,12), des moyens de bridage (35 à 41) pour le maintien de la portion de barre à former (5) traversant cette tête de formage (11, 12) ;

- des moyens moteurs pour déplacer en translation et positionner les deux chariots principaux (13, 14), les deux chariots secondaires (17, 18) et les supports (22) mobiles verticalement, ainsi que pour déplacer en rotation et positionner angulairement chaque châssis (24, 28) de tête de formage (11, 12) et le support (32) des outils de pliage (43 à 61) de cette tête (11, 12) ; et - sur chacune des deux têtes de formage (11, 12), d'autres moyens moteurs pour actionner les moyens de bridage (35 à 41) et les outils de pliage (43 à 61), les deux têtes de formage (11, 12) étant prévues pour réaliser des coudes successifs (72, 73, 74) sur les régions d'extrémité correspondantes (5b, 5c) de la barre à former (5), chaque tête de formage (11, 12) étant à cet effet déplacée de l'intérieur vers l'extérieur de la machine, en suivant la barre (5) en cours de formage.

2-Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de maintien d'une barre à former (5) comprennent, sur le châssis principal (2) de la machine, d'une part une potence fixe (3), et d'autre part une potence (4) mobile suivant la direction longitudinale (X) de ce châssis principal (2), les deux potences (3, 4) étant équipées chacune, à leur sommet, d'une pince (6, 10) de serrage de la barre (5).

3-Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de bridage portés par chaque tête de formage (11, 12) comprennent, par référence à une position de base de ladite tête (11, 12), un mors fixe vertical (35), un mors fixe horizontal (36), un mors mobile vertical (37), un mors mobile horizontal (38), et des moyens moteurs (39, 41) pour déplacer et positionner le mors mobile vertical (37) et le mors mobile horizontal (38), en contrôlant les efforts de serrage de ces mors (37, 38).

4-Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les outils de pliage, montés sur chaque tête de formage (11, 12), comprennent : - un bras (43) pivotant autour d'un axe de formage (44) ; - un sabot de pliage (58) monté mobile et positionable sur le bras pivotant (43), en direction longitudinale et transversale de ce bras (43) ;

- des moyens moteurs (46) de commande de la rotation dudit bras (43) autour de son axe de pivotement (44) ; et - une contre-forme (59,60) de profil arrondi, centré sur l'axe de formage (44) précité.

5 - Machine selon la revendication 4, c aractérisée en ce que la contre-forme se compose d'une contre-forme intérieure (59), de plus petit rayon extérieur, et d'une contre-forme extérieure (60), de plus grand rayon extérieur, la contre-forme extérieure (60) étant montée mobile transversalement sur la contre-forme intérieure (59) pour pouvoir soit recouvrir cette contre-forme intérieure (59) et devenir ainsi elle-même active, soit être escamotée latéralement et permettre ainsi à la contre-forme intérieure (59) de devenir active.

6 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens de bridage (35 à 41) et les outils de pliage (43 à 61) sont portés par une même couronne dentée (32), montée tournante sur le châssis (24,28) de la tête de formage (11,12) correspondante, des moyens moteurs étant prévus pour commander la rotation et le positionnement angulaire de ladite couronne dentée (32), relativement au châssis (24,28) de la tête de formage (11,12), notamment par l'intermédiaire d'une courroie crantée.

7 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'il est prévu, sur chaque tête de formage (11,12), une série d'ailettes de maintien latéral (63) montées pivotantes sur un axe commun (65) confondu avec l'axe de formage (44) et déployables sous l'action de moyens à ressort (68), au fur et à mesure de la rotation de l'outil de pliage (58), des moyens (66,67) étant prévus pour limiter les courses angulaires des différentes ailettes (63) à des valeurs distinctes et croissantes, d'une ailette (63) à l'autre.

8 - Machine selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens, prévus pour limiter les courses angulaires des différente ailettes de maintien latéral (63), sont constitués par des rampes (66), de longueurs distinctes, creusées dans un arbre commun (65) sur lequel sont montées pivotantes toutes les ailettes (63), chaque ailette (63) possédant un doigt (67) engagé dans la rampe (66) correspondante.

9 - Machine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les moyens à ressort, agissant sur les ailettes de maintien latéral (63), sont des ressorts à gaz (68) respectifs, chaque ressort à gaz (68) étant monté entre un

point (69) de l'ailette correspondante et un point"fixe" (70), tel qu'un point lié à la couronne dentée (32) précitée.

10 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par son application au formage des extrémités (5b, 5c) de barres métalliques (5) prévues pour prendre place dans les encoches des stators et rotors de machines tournantes électriques, plus particulièrement les barres conductrices (5) en cuivre des stators d'alternateurs de forte puissance.