FR2868714A1 - Flow turning machine for modifying tube diameter to obtain exhaust line section, has control unit to control motor driving roller so that circumferential rotation speeds of roller and tube are equal during initial contact of roller and tube - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une machine de fluotournage pour laThe present invention relates to a flow-forming machine for the
modification du diamètre d'un tube, du type comportant un support du tube, au moins un galet rotatif porté par un bras d'actionnement, propre à assurer un déplacement relatif entre le galet et l'axe du tube pour rapprocher ou modification of the diameter of a tube, of the type comprising a support of the tube, at least one rotary roller carried by an actuating arm, capable of ensuring a relative displacement between the roller and the axis of the tube to bring together or
éloigner le galet de l'axe du tube et un groupe motoréducteur propre à assurer un déplacement relatif en rotation entre le tube et le ou chaque galet rotatif autour de l'axe du tube. move the roller away from the axis of the tube and a gearmotor unit to ensure a relative rotational displacement between the tube and the or each rotary roller around the axis of the tube.
Elle concerne en outre un procédé de fluotournage. It also relates to a flow spinning process.
Les volumes d'échappement présents sur les lignes d'échappement de véhicule automobiles sont constitués essentiellement de tronçons cylindriques successifs de diamètres différents. Ils sont reliés les uns aux autres par des tronçons convergents ou divergents. The exhaust volumes present on the motor vehicle exhaust lines consist essentially of successive cylindrical sections of different diameters. They are connected to each other by convergent or divergent sections.
II est connu, pour réaliser certains tronçons d'une ligne d'échappement, de modifier localement le diamètre d'un tube pour former un tronçon convergent ou divergent. A cet effet, un galet monté fou autour d'un axe est appliqué autour de l'ébauche de tube, alors que celle-ci est entraînée en rotation. Le galet est progressivement déplacé axialement le long de l'ébauche de tube en rotation, en étant rapproché de l'axe de rotation, afin de modifier progressivement le diamètre du tube. It is known, for making certain sections of an exhaust line, to locally modify the diameter of a tube to form a convergent or divergent section. For this purpose, a roller mounted idle about an axis is applied around the tube blank, while the latter is rotated. The roller is progressively displaced axially along the rotating tube blank, being brought closer to the axis of rotation, in order to progressively change the diameter of the tube.
Le tube est ainsi progressivement déformé par fluage de la matière le constituant. The tube is thus progressively deformed by creep of the constituent material.
De préférence, plusieurs galets sont disposés dans un même plan transversal au tube en étant décalés angulairement par rapport à l'ébauche du tube. Ils agissent simultanément sur le tube lors de sa déformation. Preferably, several rollers are arranged in the same plane transverse to the tube being angularly offset relative to the blank of the tube. They act simultaneously on the tube during its deformation.
Lors d'une phase de fluotournage, le tube est d'abord mis en rotation, puis le ou les galets sont appliqués sur la surface du tube. Ils sont alors en-traînés en rotation sur eux-mêmes par l'ébauche de tube. During a spinning phase, the tube is first rotated, then the roller or rollers are applied to the surface of the tube. They are then dragged in rotation on themselves by the tube blank.
Dans la pratique, on constate que la mise en oeuvre d'un procédé de fluotournage crée des micro-arrachements de la matière constituant la surface externe du tube fluotourné, ces micro-arrachements occasionnant une usure des galets de fluotournage. In practice, it is found that the implementation of a flow-spinning process creates micro-tearing of the material constituting the outer surface of the flow-wrapped tube, these micro-stripping causing wear of the spinning rollers.
L'invention a pour but de proposer une machine de fluotournage réduisant les micro-arrachements de matière et réduisant ainsi l'usure des galets. The object of the invention is to propose a flow spinning machine that reduces the micro-tearing of material and thus reduces the wear of the rollers.
A cet effet, l'invention a pour objet une machine de fluotournage du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pilotables d'entraînement en rotation du galet sur lui-même et une unité de pilotage propre à piloter les moyens d'entraînement pour un entraînement en rotation du galet sur lui-même au moins lors de la mise en contact initiale du galet et du tube. For this purpose, the subject of the invention is a flow-forming machine of the aforementioned type, characterized in that it comprises controllable means for driving the roller in rotation on itself and a control unit for controlling the drive means. drive for rotational drive of the roller on itself at least upon initial contact of the roller and the tube.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la machine de fluotournage comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - l'unité de pilotage est propre à piloter les moyens d'entraînement pour que la vitesse circonférentielle de rotation du galet sur lui-même soit sensiblement égale à la vitesse circonférentielle de rotation du tube par rap- port à l'axe du galet au point de contact entre le tube et le galet, lors de la mise en contact initiale du galet et du tube; - l'unité de pilotage est propre à stopper les moyens d'entraînement en rotation du galet après la mise en contact initiale du galet et du tube, pour que le galet soit ensuite seulement entraîné par la rotation du tube; - l'unité de pilotage est propre à imposer une vitesse de rotation aux moyens d'entraînement en rotation du galet sur lui-même après la mise en contact initiale du galet et du tube pour que le galet et le tube aient constamment, au point de contact, des vitesses circonférentielles sensiblement identiques; et - l'unité de pilotage comporte des moyens de calcul de la vitesse de rotation des moyens d'entraînement en rotation du galet après mise en contact initiale à partir de la vitesse angulaire de rotation du tube par rapport à l'axe du galet et de la distance séparant le galet de l'axe du tube; L'invention a également pour objet un procédé de fluotournage pour la modification du diamètre d'un tube comportant: la mise en rotation du tube sur lui-même par rapport à l'axe d'un galet rotatif; - la mise en contact du galet rotatif avec le tube; - le déplacement relatif du galet et du tube pour rapprocher ou éloigner le galet de l'axe du tube, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'entraînement en rotation du galet sur lui-même au moins lors de la mise en contact initiale du galet et du tube. According to particular embodiments, the flow-forming machine comprises one or more of the following characteristics: the control unit is capable of driving the drive means so that the circumferential speed of rotation of the roller on itself is substantially equal to the circumferential speed of rotation of the tube relative to the axis of the roller at the point of contact between the tube and the roller, when the roller and the tube come into initial contact; - The control unit is able to stop the drive means for rotating the roller after the initial contact of the roller and the tube, so that the roller is then only driven by the rotation of the tube; the control unit is able to impose a rotational speed on the means for rotating the roller on itself after the initial contact of the roller and the tube so that the roller and the tube have constantly contact, substantially identical circumferential speeds; and the control unit comprises means for calculating the speed of rotation of the means for driving the roller in rotation after initial contact starting from the angular speed of rotation of the tube relative to the axis of the roller and the distance separating the roller from the axis of the tube; The invention also relates to a spinning process for changing the diameter of a tube comprising: rotating the tube on itself relative to the axis of a rotary roller; bringing the rotary roller into contact with the tube; the relative displacement of the roller and the tube to bring the roller closer to or away from the axis of the tube, characterized in that it comprises a step of driving the roller in rotation on itself at least during the placing in contact initial of the roller and the tube.
Suivant des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la vitesse circonférentielle de rotation du galet sur lui-même est sensiblement égale à la vitesse circonférentielle du tube par rapport à l'axe du galet au point de contact entre le tube et le galet, lors de la mise en contact initiale du galet et du tube; - l'entraînement propre en rotation du galet sur lui-même après la mise en contact initiale du galet et du tube est stoppé pour que le galet soit ensuite seulement entraîné par la rotation du tube; et - le galet est entraîné en rotation sur lui-même après la mise en contact initiale du galet et du tube par des moyens d'entraînement en rotation propres pour que le galet et le tube aient constamment, au point de contact, des vitesses circonférentielles sensiblement identiques. According to particular modes of implementation, the method comprises one or more of the following characteristics: the circumferential speed of rotation of the roller on itself is substantially equal to the circumferential speed of the tube relative to the axis of the roller at the point of contact between the tube and the roller, when the roller and the tube come into initial contact; - The own drive in rotation of the roller on itself after the initial contact of the roller and the tube is stopped so that the roller is then only driven by the rotation of the tube; and - the roller is rotated on itself after the initial contact of the roller and the tube by own rotational drive means so that the roller and the tube have constantly, at the point of contact, circumferential speeds substantially identical.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des- sins, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une machine de fluotournage selon l'invention; - la figure 2 est un organigramme explicitant le procédé de fluotournage mis en oeuvre par la machine de la figure 1; - les figures 3A, 3B, 3C sont des vues schématiques représentant une ébauche de tube et un galet à des stades successifs du procédé de fluotournage; et - la figure 4 est un organigramme d'un autre mode de réalisation d'un procédé de fluotournage selon l'invention propre à être mis en oeuvre dans la machine de la figure 1. The invention will be better understood on reading the description which will follow, given solely by way of example and with reference to the drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of a flow-forming machine according to the invention; FIG. 2 is a flow chart explaining the flow spinning process implemented by the machine of FIG. 1; - Figures 3A, 3B, 3C are schematic views showing a tube blank and a roller at successive stages of the spinning process; and FIG. 4 is a flowchart of another embodiment of a flow spinning process according to the invention suitable for being implemented in the machine of FIG. 1.
La machine 10 illustrée sur la figure 1 est destinée au fluotournage d'un tube 12 pour l'obtention d'un tronçon de ligne d'échappement, tel qu'un silencieux d'échappement. The machine 10 illustrated in Figure 1 is intended for spinning a tube 12 to obtain an exhaust line section, such as an exhaust silencer.
Elle comporte un support 14 pour le tube 12. Ce support est équipé d'un groupe motoréducteur 16 d'entraînement en rotation du tube sur lui-même autour de son axe longitudinal noté X-X. Ce groupe motoréducteur comporte par exemple un moteur M1. Le groupe motoréducteur 16 est soli- daire du bâti de la machine. Comme connu en soi, la machine comporte un ou plusieurs galets 18 permettant la déformation du tube 12. Chaque galet est porté par un bras mobile 20. Ce bras est solidarisé au bâti de la machine et au support de tube 14. Il assure un maintien du galet 18 avec son axe Y-Y parallèle à l'axe X-X du tube. Le bras comporte un premier actionneur 22 permettant d'éloigner ou de rapprocher le galet 18 de l'axe X-X. Il comporte un second actionneur 24 permettant le déplacement en translation du galet 18 parallèlement à l'axe X-X. It comprises a support 14 for the tube 12. This support is equipped with a geared motor unit 16 driving in rotation of the tube on itself around its longitudinal axis noted X-X. This geared motor unit comprises for example an engine M1. The geared motor unit 16 is solid with the frame of the machine. As known per se, the machine comprises one or more rollers 18 allowing the deformation of the tube 12. Each roller is carried by a movable arm 20. This arm is secured to the frame of the machine and to the tube support 14. It ensures a maintenance of the roller 18 with its axis YY parallel to the axis XX of the tube. The arm comprises a first actuator 22 for moving the roller 18 away from or closer to the axis X-X. It comprises a second actuator 24 allowing the displacement in translation of the roller 18 parallel to the axis X-X.
En outre, des moyens 26 d'entraînement du galet 18 sont portés à l'extrémité du bras 20. Ces moyens d'entraînement sont constitués par exemple d'un moteur électrique M2. In addition, means 26 for driving the roller 18 are carried at the end of the arm 20. These drive means consist for example of an electric motor M2.
Une unité de pilotage 28 relie le groupe motoréducteur 16, les deux actionneurs 22 et 24 et les moyens 26 d'entraînement du galet. Ces moyens d'entraînement sont propres à assurer une mise en rotation du galet 18 sur lui-même autour de l'axe Y-Y. A control unit 28 connects the geared motor unit 16, the two actuators 22 and 24 and the means 26 for driving the roller. These drive means are adapted to ensure a rotation of the roller 18 on itself around the Y-axis.
L'unité de pilotage 28 est propre à commander la mise en route et l'arrêt du motoréducteur 16 et des moyens d'entraînement 26. En outre, elle permet le pilotage des actionneurs 22 et 24, ainsi qu'une détermination de la position des actionneurs 22 et 24 pour déduire la position du galet 18 par rapport à l'axe X-X. The control unit 28 is able to control the start-up and shutdown of the gearmotor 16 and the drive means 26. In addition, it enables the actuators 22 and 24 to be controlled, as well as a position determination. actuators 22 and 24 for deriving the position of the roller 18 with respect to the axis XX.
Suivant un premier mode de réalisation, l'unité de pilotage est adaptée pour assurer la mise en oeuvre du procédé illustré sur la figure 2. According to a first embodiment, the control unit is adapted to implement the method illustrated in FIG. 2.
Initialement, le galet 18 est espacé du tube 12, comme illustré sur la figure 3A. Le groupe motoréducteur 16 et les moyens d'entraînement 26 sont mis en route à l'étape 40 afin d'assurer une mise en rotation du tube 12 et du galet 18 sur eux-mêmes en des sens opposés. Initially, the roller 18 is spaced from the tube 12 as shown in FIG. 3A. The geared motor unit 16 and the drive means 26 are turned on in step 40 to ensure a rotation of the tube 12 and the roller 18 on themselves in opposite directions.
A l'étape 42, l'unité de pilotage détermine la vitesse de rotation angulaire notée w2 pour le galet 18 tel que la vitesse circonférentielle du tube 12, notée v1 et la vitesse circonférentielle du galet 18, notée v2 soient égales au point de contact entre le tube 12 et le galet 18 lors de la mise en contact initiale. In step 42, the control unit determines the angular rotation speed denoted w2 for the roller 18 such that the circumferential speed of the tube 12, denoted v1 and the circumferential speed of the roller 18, denoted v2 are equal to the contact point. between the tube 12 and the roller 18 during the initial contact.
Cette vitesse angulaire col est donnée par la formule (02 = r1/r2 w1, où : r1 est le rayon du tube 12 avant déformation; r2 est le rayon du galet 18; et col est la vitesse angulaire du tube 12. This angular velocity col is given by the formula (02 = r1 / r2 w1, where: r1 is the radius of the tube 12 before deformation, r2 is the radius of the roller 18 and col is the angular velocity of the tube 12.
A l'étape 44, les moyens d'entraînement 26 sont pilotés pour être 10 amenés à la vitesse angulaire w2 calculée. In step 44, the drive means 26 are driven to be brought to the calculated angular velocity w2.
A l'étape 46, le galet 18 est amené au contact du tube en étant rapproché de l'axe X-X par commande de l'actionneur 22, comme illustré sur la figure 3B. In step 46, the roller 18 is brought into contact with the tube while being brought closer to the X-X axis by controlling the actuator 22, as illustrated in FIG. 3B.
A l'étape 48, immédiatement après la mise en contact du galet 18 et du tube 12, les moyens d'entraînement 26 sont arrêtés, de sorte que le galet 18 est ensuite libre de tourner sur lui-même autour de son axe, du fait du seul entraînement par le tube 12. Le galet 18 est alors un galet fou. In step 48, immediately after contacting the roller 18 and the tube 12, the drive means 26 are stopped, so that the roller 18 is then free to rotate on itself about its axis, the the only drive by the tube 12. The roller 18 is then a crazy roller.
Comme connu en soi, et comme illustré sur la figure 3C, le galet 18 est alors déplacé à l'étape 50 sous l'action des actionneurs 22 et 24 en étant rapproché de l'axe X-X et en étant déplacé le long de cet axe, afin de donner au tube le profil désiré. As known per se, and as illustrated in FIG. 3C, the roller 18 is then moved to the step 50 under the action of the actuators 22 and 24 while being brought closer to the axis XX and being displaced along this axis , in order to give the tube the desired profile.
Après mise en forme du tube, le galet 18 est écarté de l'axe X-X et est ainsi séparé du tube 12, à l'étape 52, puis le groupe motoréducteur 16 est arrêté, à l'étape 54. After shaping the tube, the roller 18 is spaced from the X-X axis and is thus separated from the tube 12, in step 52, then the geared motor unit 16 is stopped in step 54.
Un nouveau tube peut être mis en place et un nouveau cycle de fluotournage peut être mis en oeuvre. A new tube can be put in place and a new spinning cycle can be implemented.
On conçoit que la mise en rotation du galet avant que celui-ci n'entre en contact avec la surface du tube à travailler permet que les vitesses circonférentielles du tube et du galet soient identiques ou sensiblement identi- ques lors de l'application du galet sur le tube. Ainsi, les forces de frottement entre le galet et le tube sont réduites lors de la mise en contact, réduisant ainsi l'arrachement de matière et permettant une durée de vie améliorée du galet. It is conceivable that the rotation of the roller before it comes into contact with the surface of the tube to be worked allows the circumferential speeds of the tube and the roller to be identical or substantially identical when the roller is applied. on the tube. Thus, the frictional forces between the roller and the tube are reduced upon contacting, thereby reducing material tearing and allowing an improved roller life.
La machine décrite ici comporte un unique galet. Toutefois, en va-riante, la machine comporte plusieurs galets et chaque galet est motorisé afin d'être amené en contact avec le tube en étant entraîné en rotation afin d'annuler la vitesse circonférentielle relative entre le tube et le galet. The machine described here comprises a single roller. However, in a variant, the machine comprises a plurality of rollers and each roller is motorized in order to be brought into contact with the tube while being rotated in order to cancel the relative circumferential speed between the tube and the roller.
Sur la figure 4 est représentée une autre variante de réalisation du procédé de fluotournage mis en oeuvre par la machine de la figure 1. FIG. 4 shows another variant embodiment of the flow spinning process implemented by the machine of FIG.
Les étapes 40 à 46 sont identiques aux étapes du procédé décrit en regard de la figure 2. Après mise en contact du galet et du tube, à l'étape 46, les moyens d'entraînement 26 ne sont pas arrêtés. Steps 40 to 46 are identical to the steps of the method described with reference to FIG. 2. After contacting the roller and the tube, in step 46, the drive means 26 are not stopped.
Au contraire, pendant toute la phase de déformation du tube consistant au déplacement du galet le long de l'axe X-X avec rapprochement ou écartement du galet de cet axe, l'unité de pilotage 28 calcule en continu une vitesse CO2 pour le galet 18, de sorte que la vitesse circonférentielle v2 du galet soit identique à la vitesse circonférentielle v, du tube mesurée au point de contact entre le galet et le tube. Cette vitesse est calculée et imposée en continu lors de l'étape 56 aux moyens d'entraînement 26 lors de la phase de déformation au cours de laquelle le galet est déplacé. On the contrary, during the entire phase of deformation of the tube consisting of the displacement of the roller along the axis XX with approaching or moving the roller of this axis, the control unit 28 continuously calculates a CO2 speed for the roller 18, so that the circumferential velocity v2 of the roller is identical to the circumferential velocity v, of the tube measured at the point of contact between the roller and the tube. This speed is calculated and imposed continuously during step 56 to the drive means 26 during the deformation phase during which the roller is moved.
Cette vitesse cal par la relation 2 = r1/r col, où r est le rayon courant du tube en cours de fluotournage à l'endroit du contact entre le tube et le galet. This velocity cal by the relation 2 = r1 / r col, where r is the current radius of the tube during spinning at the point of contact between the tube and the roller.
Ici aussi, on conçoit que l'usure du galet est diminuée puisque aucun mouvement relatif entre le tube et le galet n'existe au point de contact. Here too, it is understood that the wear of the roller is reduced since no relative movement between the tube and the roller exists at the point of contact.
En variante, le support de tube 14 est immobile par rapport au bâti de la machine de sorte que le tube est immobile par rapport à ce bâti. Au contraire, le groupe moto-réducteur 16 assure un entraînement en rotation du ou de chaque galet autour de l'axe X-X du tube, assurant ainsi une rotation relative entre le tube et le ou chaque galet. Alternatively, the tube support 14 is stationary relative to the frame of the machine so that the tube is stationary relative to this frame. On the contrary, the geared motor unit 16 provides a rotational drive of the or each roller around the axis X-X of the tube, thus ensuring relative rotation between the tube and the or each roller.
Dans ce mode de réalisation également, le ou chaque galet est en-traîné sur lui-même de sorte que sa vitesse circonférentielle par rapport au bâti soit égale à la vitesse circonférentielle du tube au moment du contact, c'est-à-dire qu'il ait une vitesse circonférentielle nulle au point de contact. In this embodiment also, the or each roller is dragged on itself so that its circumferential speed relative to the frame is equal to the circumferential speed of the tube at the moment of contact, that is to say that it has a circumferential velocity of zero at the point of contact.
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2004
- 2004-04-09 FR FR0403790A patent/FR2868714B1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20191206 |