DISPOSITIF ET INSTALLATION DE PLIAGE D'UN FLAN
La présente invention concerne un dispositif et une installation de pliage d'un flan.
Il est connu de plier un flan métallique ou partiellement métallique en utilisant un dispositif qui comporte deux serre-flan d'immobilisation du flan, ainsi qu'un outil de pliage de ce flan autour d'un angle, par exemple défini par l'un des serre-flan. Cet outil de pliage est entraîné dans des mouvements de deux types, à savoir des mouvements d'approche, dont l'amplitude est relativement grande, et des mouvements d'amplitude réduite, qui ont lieu lors du pliage du flan et s'accompagnent donc d'un effort important exercé par l'outil de pliage.
Pour qu'il puisse avoir ces deux types de mouvements, l'outil de pliage est généralement manœuvré par des vérins hydrauliques. L'utilisation de tels vérins hydrauliques comporte néanmoins plusieurs inconvénients, parmi lesquels il y a la nécessité de prévoir un système de régulation à même de compenser les variations de la pression du fluide du fait de variations de température, là nécessité d'un entretien régulier du circuit hydraulique associé aux vérins hydrauliques et la pollution due aux immanquables fuites d'un circuit hydraulique.
Une solution alternative aux vérins hydrauliques et ne comportant pas les inconvénients de ceux-ci est décrite dans la demande de brevet français N0 2 750 625. Elle donne satisfaction à bien des égards et comporte un petit et un grand excentrique, grâce auxquels elle peut agir comme un vérin hydraulique en ce sens qu'elle peut déplacer l'outil de pliage sur une course d'approche étendue, puis générer un effort important employé par cet outil de pliage. Plus précisément, le grand excentrique est mis en mouvement afin
qu'ait lieu la course d'approche, tandis que l'effort important en fin de course est le fait d'un pivotement du petit excentrique. Pour que cet effort ne se traduise pas par un couple élevé au niveau du grand excentrique, la direction selon laquelle il s'exerce doit être aussi peu éloignée que possible d'une droite croisant les deux axes de pivotement du grand excentrique. Lors d'un changement de l'outil de pliage ou lors de l'interposition d'un élément de contre-poussée entre le flan à plier et l'un des serre- flan, la course d'approche peut être modifiée, ce qui impose le réglage ou la modification en conséquence du grand excentrique. Ceci induit un travail long et fastidieux.
Une autre solution est envisagée dans JP-A-2000 176550 où un chariot taraudé portant un outil de pliage est mobile sur une vis sans fin qui s'étend de part et d'autre de ce chariot, cette vis sans fin étant elle même mobile perpendiculairement à son axe longitudinal en étant montée sur un chariot en U mobile le long d'une autre tige fileté. Les deux tiges filetées travaillent en flexion et risquent de se déformer sous l'effet des efforts importants qu'elles subissent. Les courses de l'outil de pliage sont donc limitées. Ainsi, seuls des plis sur des bandes minces peuvent être envisagés. L'invention a donc pour but de permettre qu'un dispositif de pliage d'un flan ne présente pas les inconvénients consécutifs à l'emploi de vérins hydrauliques, tout en étant souple d'utilisation.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de pliage d'un flan, ce dispositif comportant :
- des moyens d' immobilisation dont deux serre-flan sont à même d'immobiliser entre eux le flan par serrage,
- au moins un outil mobile de pliage du flan, et
- des moyens de manœuvre de l'outil de pliage, qui comportent, d'une part, des premier et deuxième éléments qui sont une vis et un écrou vissé sur cette vis et, d'autre part, au moins un premier moteur prévu pour entraîner en rotation le premier élément, ce premier élément étant rotatif autour d'un axe de rotation et bloqué parallèlement à cet axe de rotation qui est la direction longitudinale de la vis, le deuxième élément étant bloqué en rotation et coulissant selon ledit axe de rotation sous l'action du premier élément, caractérisé en ce qu'il comporte un bras pourvu de l'outil de pliage et monté à basculement sur un arbre qui est mobile perpendiculairement à son axe longitudinal sous l'action.
D'autres caractéristiques avantageuses de ce dispositif de pliage ressortent des revendications 2 à 9.
L'invention a également pour objet une installation de pliage d'un flan, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux modules de pliage côte à côte dont chacun est un dispositif de pliage tel que défini ci-dessus, les moyens de manœuvre constitutifs de l'un des dispositifs de pliage et ceux de l'autre dispositif de pliage étant adaptés pour pouvoir manœuvrer simultanément et de la même manière au moins un outil mobile de pliage.
D'autres caractéristiques avantageuses de cette installation de pliage ressortent des revendications 11 et 12.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique, en perspective, d'une installation de pliage selon un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique en élévation qui représente l'un de plusieurs modules identiques de l'installation de la figure 1 et sur laquelle des moyens de manœuvre d'un bras de support d'un serre-flan mobile ont été supprimés, dans un souci de clarté,
- la figure 3 est une vue schématique en élévation qui représente le même module de pliage que la figure 2 et sur laquelle des moyens de manœuvre d'un bras de support d'un outil de pliage ont été supprimés, dans un souci de clarté, et
- la figure 4 est une vue en perspective analogue à la figure 1 et représente une installation de pliage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
L'installation 1 représentée à la figure 1 est prévue pour le pliage de flans 2. Dans l'exemple représenté, les flans 2 sont au moins en partie métalliques. Ils ne sont pas entièrement métalliques notamment dans le cas où il s'agit de flans composites à structure sandwich, c'est-à- dire de flans comprenant chacun deux feuilles métalliques et une épaisseur de polymère située entre ces deux feuilles. Les flans 2 peuvent également ne pas être métalliques.
L'installation 1 comporte plusieurs dispositifs de pliage 3 ou modules successifs, qui sont disposés côte à côte et ont en commun un seul et même outil de pliage 4. Ces dispositifs 3, au nombre de quatre dans l'exemple représenté, sont tous reliés à une unité de contrôle et de commande 5, qui les pilote, puisqu'elle pilote l'installation 1 dans son ensemble. L'un des dispositifs 3, qui sont identiques, est représenté seul à la figure 2. Il comporte un bâti 6 et deux serre-flans en regard 7, dont un est fixe et rigidement associé au bâti 6, l'autre serre-flan 7 étant
mobile et équipant un bras 8 monté à basculement sur le bâti 6.
L'outil de pliage 4 est monté aux extrémités libres respectives de plusieurs bras basculants 9, dont un équipe chaque dispositif 3. Chaque bras 9 est articulé à un chariot coulissant 11 au moyen d'un arbre 10, autour de l'axe longitudinal X-X' duquel il peut basculer, ce que symbolise la double flèche Fi à la figure 2. Le chariot 11 est monté à coulissement sur le bâti 6, par l'intermédiaire d'un guide à billes HA orienté de manière que l'arbre 10 soit mobile perpendiculairement à son axe longitudinal X- X', ce que symbolise la double flèche F2.
Un premier actionneur 12 est à même de faire basculer le bras 9 autour de l'arbre 10. Il est monté sur le bâti 6 avec possibilité de rotation autour d'un arbre 12A fixe par rapport au bâti 6. L' actionneur 12 est également relié au bras 9 par une articulation pivotante formée autour d' un arbre 12B.
Un deuxième actionneur 13 est fixé sur le bâti 6. Il est à même de faire coulisser le chariot 11, par l'intermédiaire duquel il est accouplé à l'arbre 10.
L'actionneur 12 est connu en soi. Il est du type vis à billes et comprend une vis coulissante 14 et un écrou rotatif 15, vissé sur cette vis 14 avec interposition de billes pour le transfert de forces. Des rouleaux satellites peuvent remplacer ces billes. Toutefois, le cas où il n'y aurait ni bille, ni rouleau satellite entre la vis 14 et 1'écrou 15, par exemple grâce à un revêtement approprié faisant baisser le coefficient de frottement entre cette vis et cet écrou, ne sort pas du cadre de l'invention.
Le pignon de sortie 16 d'un moteur électrique d' entraînement 17 engraine une denture annulaire et périphérique 18 de l' écrou 15, qu'il est donc à même d'entraîner en rotation. L'accouplement de l' écrou 15 au
moteur 17 peut être obtenu différemment, par exemple au moyen d'une vis sans fin. Contrairement à l'écrou 15, la vis 14 est bloquée en rotation. Toutefois, elle peut être déplacée selon sa direction longitudinale Zi-Z' i par l'écrou 15 entraîné en rotation. Contrairement à la vis 14, l'écrou 15 ne peut pas coulisser selon la direction Zi-Z' i. Un corps 19, que comporte l'actionneur 12 et sur lequel sont montés la vis 14, l'écrou 15 et le moteur 17, comporte un bras rigide 20 et guide la vis 14 en deux endroits éloignés l'un de l'autre, dont un se trouve à l'extrémité distale de ce bras 20. Le corps 19 est articulé au bâti 6, autour de l'arbre 12A.
Lorsque le moteur 17 entraine l'écrou 15 par l'intermédiaire de son pignon de sortie 16, cet écrou 15 fait coulisser, selon la direction Zi-Z' i, la vis 14 qui fait basculer le bras 9 autour de l'arbre 10.
L'effort de pliage Ei, exercé vers le bas par l'actionneur 12 sur le bras 9 dans la configuration de la figure 2, est appliqué au niveau de l'axe 12B, c'est-à-dire à une distance d relativement faible des bords de pliage 22 de l'outil 4. Cet effort est donc particulièrement efficace. Il en est de même lorsque l'effort de pliage E1 est dirigé vers le haut.
Comme l'actionneur 12 est situé en totalité du même côté du bras 9 et de l'outil 4, à savoir en dessous de ces éléments à la figue 2, la vis 14 et les organes 15, 16, 17 et 19 ne risquent pas d'interférer avec une partie du flan 2 se trouvant de l'autre côté de cet outil et de ce bras.
L'effort Ei est exercé par la vis 14 qui travaille en traction ou en compression, sans subir de flexion pouvant la déformer.
L'actionneur 13 est globalement identique à l'actionneur 12 qui vient d'être décrit. Dans ce qui suit, la référence désignant une partie de l'actionneur 13
analogue ou équivalente à une partie référencée de l'actionneur 12 est construite en ajoutant un « ' » (prime) à la référence repérant cette partie sur l'actionneur 12. Ainsi sont obtenues les références de la vis 14', de l'écrou 15', du pignon de sortie 16' et du moteur 17' de l'actionneur 13. La référence Y-Y' désigne l'axe longitudinal de la vis 14' , dont une extrémité est accouplée à l'arbre 10 par l'intermédiaire du chariot 11.
La vis 14' est immobilisée en rotation et articulée, par son extrémité opposée à l'écrou 15', sur le chariot 11 autour d'un arbre 10' parallèle à l'arbre 10.
L'actionneur 13 exerce sur le chariot 11 un effort E2 de rapprochement ou d' éloignement de l'outil 4 par rapport aux serre-flan, cet effort étant .sensiblement aligné avec la vis 14', de sorte que cette vis travaille en traction ou en compression, sans subir de flexion.
Ainsi, l'articulation du bras 9 sur le chariot 11 grâce à l'arbre 10 et le fait que ce chariot est mobile en translation permet que les vis 14 et 14' travaillent sans subir de flexion qui pourrait les détériorer.
Un ressort équilibreur 21 est prévu à distance de l'arbre 10, avec lequel il supporte le bras 10. En d'autres termes, cet actionneur 12 n'est pas chargé du poids du bras 10 et de l'outil de pliage 4 qui équipe celui-ci. Des ' moyens équilibreurs autres que le ressort 21 peuvent être prévus à la place de celui-ci et peuvent, par exemple, comprendre un vérin à gaz, une barre de torsion ou un contrepoids.
Deux capteurs 24 et 25, qui peuvent être de tout type approprié et par exemple être des capteurs à rayon laser, équipent chaque dispositif 3 et sont reliés à l'unité 5, à laquelle ils permettent de déterminer avec précision la position du bras 9 correspondant. A partir des informations en provenance des capteurs 24 et 25 des différents
dispositifs 3, l'unité 5 pilote l'ensemble de ces dispositifs 3 de manière que ces derniers manœuvrent simultanément et de la même manière l'outil 4. En d'autres termes, les capteurs 24 et 25 et l'unité 5 remplissent la fonction de ce que l'on a coutume d'appeler une came électronique. Les capteurs 24 et 25 peuvent avantageusement être intégrés aux moteurs 17 et 17', par exemple en étant constitués par les résolveurs de ces moteurs.
L'unité 5 peut également piloter les dispositifs 3 de manière qu'il existe un décalage entre au moins plusieurs des bras 9. Un tel décalage, qui peut être sensiblement constant pendant le pliage ou qui peut apparaître et/ou évoluer en cours de pliage, se traduit par une déformation de l'outil de pliage 4 et peut, par exemple, être réglé de manière à faire évoluer l'angle du pli le long du pli.
Les moyens de manœuvre du bras 8 sont visibles à la figure 3. Ils comprennent un actiσnneur 26 et sont à même de manœuvrer le bras 8 entre une première position, dans laquelle des moyens d' entraînement non représentés dans un souci de clarté peuvent déplacer et positionner un flan 2 entre les deux serre-flan 7, et une deuxième position, dans laquelle les deux serre-flan 7 immobilisent une portion de ce flan 2 en la serrant entre eux. L'actionneur 26 est articulé au bâti 6, par l'intermédiaire d'un arbre 27, et au bras 8, par l'intermédiaire d'un arbre 28. Il est semblable à l'actionneur 12 et ne comporte pas les inconvénients des vérins hydrauliques tout en pouvant à la fois déplacer le bras 8 entre ses première et deuxième positions et exercer un effort de traction élevé sur ce bras 8 se trouvant au voisinage de sa deuxième position, que cette deuxième position soit ou non décalée du fait de la présence, entre les deux serre-flan 7, d'un élément de contre-poussée additionnel et non représenté. L'actionneur 26 comporte un corps 29 analogue au corps 19, un moteur 30
analogue au moteur 17, un écrou 31 analogue à l'écrou 15 et une vis 32 qui est analogue à la vis 14 et dont l'axe longitudinal est référencé Z2-Z'2>
Des moyens équilibreurs prennent en charge une partie du poids de ce bras 8 et du serre-flan 7 mobile, de manière à soulager l'actionneur 26. Ces moyens équilibreurs peuvent être de tout type approprié et, par exemple, comprendre un vérin à gaz ou une barre de torsion. Dans l'exemple représenté, ils sont constitués d'un ressort 33 comprimé entre le bâti 6 et le bras 8.
Les actionneurs 12 et 13 peuvent faire effectuer des déplacements importants au bras 9 lors de la course d'approche de l'outil de pliage 4. A l'issue de cette course d'approche, l'un des deux rebords longitudinaux et en regard 22 de l'outil 4 est au voisinage du flan 2 et d'un axe géométrique X2 selon lequel le flan doit être plié. Cet axe est défini par l'un des deux angles saillants 23 que forment les extrémités libres des serre-flans 7. Une fois sa course d'approche achevée, l'outil 4 plie le flan 2 par exemple autour de l'un des angles 23, ce pour quoi les actionneurs 12 et 13 sont à même de générer une force importante. L'unité 5 pilote en même temps les actionneurs 12 et 13 de manière que ceux-ci donnent à l'outil de pliage 4 le mouvement voulu représenté par la flèche F3 à la figure 2.
Les moteurs 17 et 17' à l'origine du déplacement de l'outil de pliage 4 sont électriques, si bien que l'installation 1 peut être dépourvue de vérins hydrauliques et ne pas présenter les inconvénients inhérents à l'utilisation de tels vérins hydrauliques.
Par ailleurs, un changement d'outil 4 et/ou l'interposition d'un élément de contre-poussée entre le flan 2 et l'un des serre-flan 7 peuvent être aisément compensés par une modification des paramètres de
programmation de l'unité 5, grâce à quoi l'installation 1 et chaque dispositif 3 peuvent être facilement adaptés à des nouvelles conditions d'utilisation, conformément au but de l'invention. En augmentant ou en diminuant le nombre de dispositif 3, il est aisé de modifier la longueur de l'installation 1 et donc la distance sur laquelle cette installation 1 peut former un pli, ce qui est avantageux.
Contrairement à un actionneur comprenant un excentrique dont le mouvement n'est pas unidirectionnel, chacun des actionneurs 12, 13 et 26 peut être installé dans un espace réduit, ce qui est avantageux et peut notamment permettre une diminution de l'encombrement de chaque dispositif 3. En variante, l'installation 1 peut posséder plusieurs outils de pliage qui ne sont pas communs aux dispositifs 3 de cette installation 1 et n' équipent donc pas les mêmes bras 9. Si tel est le cas, ces outils de pliage peuvent être manœuvres simultanément et de la même manière ou bien ils peuvent avoir des mouvements différents et/ou décalés dans le temps, par exemple de manière à faire évoluer l'angle du pli le ' long du pli.
Toujours en variante, au lieu que chaque dispositif 3 ait son propre bras 9, un seul bras 9 peut être commun à plusieurs dispositifs 3, voire à tous les dispositifs 3 de l'installation 1.
Encore en variante, chaque dispositif 3 peut comporter au moins des premier et deuxième actionneurs 12 à même de déplacer sensiblement de la même manière un ou plusieurs outils de pliage 4. I/ écrou du premier actionneur, la vis du premier actionneur, l' écrou du deuxième actionneur et la vis du deuxième actionneur forment alors respectivement un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième élément des moyens de manœuvre de l'outil ou des outils de pliage
4. Chaque dispositif 3 peut également comporter plusieurs actionneurs 13 à même de déplacer sensiblement de la même manière un ou plusieurs outils de pliage 4. Par ailleurs, l'installation 1 peut ne comporter qu'un seul dispositif 3. Sur la figure 3 est représentée une installation de pliage 101 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Seul ce qui distingue cette installation 101 de l'installation 1 est décrit dans ce qui suit. De plus, la référence désignant une partie de l'installation 101 analogue ou équivalente à une partie référencée de l'installation 1 est obtenue en ajoutant 100 à la référence repérant cette partie sur l'installation 1.
Chaque actionneur 112 ne comporte pas son propre moteur d'entraînement 17. En effet, les actionneurs 112 des dispositifs 103 ont en commun un même moteur d' entraînement 117, qu'une chaîne 118 ou tout autre moyen d'accouplement approprié accouple aux écrous de ces actionneurs 112. Comme les actionneurs 112, les actionneurs sur lesquels les bras 109 sont montés à basculement ont en commun un moteur électrique d'entraînement, référencé 111' .
L' invention ne se limite pas aux modes de réalisation représentés. En particulier, la vis des actionneurs peut être rotative et bloquée en translation, tandis que l'écrou des actionneurs est coulissant et bloqué en rotation. De même, l'outil peut avoir une section globalement en forme de T, avec deux ailes de pliage s' étendant à l'opposée l'une de l'autre à partir d'une base commune.