WO2010116052A1 - Machine à cintrer pour la réalisation de profilés coudés, notamment de tubes d'échangeurs - Google Patents
Machine à cintrer pour la réalisation de profilés coudés, notamment de tubes d'échangeurs Download PDFInfo
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Definitions
- Bending machine for the production of bent profiles, especially exchanger tubes.
- the invention relates to a bending machine for producing bent sections, in particular exchanger tubes, comprising a frame on which are mounted means for holding the profile along a longitudinal axis of displacement (x), and bending means of said profile.
- a conventional nuclear heat exchanger is thus composed of 300 to 500 tubes having about fifty different bending radii.
- the bending of the tubes requires the implementation of two techniques of different bending each dedicated to a range of values of bending radii given.
- the technique used consists of the winding bending technique of using a bending machine whose bending head is rotatable about an axis. bending, and comprises a clamping shape centered on the bending axis and a clamping jaw with bearing surfaces between which passes, is tightened and then wound the profile to be bent.
- the technique used consists of the technique of bending by rolling or pushing of using a bending machine whose bending head comprises a rolling roller free rotation to which the tubes are fed by means of drive rollers distributed in two series positioned on either side of the longitudinal axis of displacement (x). Therefore, at present, the bending of the nuclear heat exchanger tubes requires not only two separate bending machines but also two complete bending installations each comprising in particular a loading and feeding system and an unloading system.
- the present invention aims to overcome these disadvantages and its main purpose is to provide a bending machine to achieve a very wide range of bending radii, and particularly to achieve the full range of U-shaped bent profiles required for the manufacture of industrial heat exchangers, particularly in the nuclear field.
- Another object of the invention is to provide a bending machine capable of providing accurate information about the exact position of the profile being bent.
- the invention is directed to a bending machine for producing bent sections, in particular exchanger tubes, the bending means of which comprise:
- an articulated arm composed of two branches: a fixed branch in rotation and a rotary branch articulated with respect to said fixed branch in rotation about a rotation shaft extending along an axis of rotation orthogonal to the axis of rotation; displacement axis (x):
- the rotating fixed branch being mounted on the frame by means of means for moving the articulated arm along a transverse displacement axis (y) perpendicular to the plane (x, z), adapted to adjust the position of the axis of rotation (z) with respect to that of the longitudinal axis (x),
- a clamping jaw carried by displacement means in translation of said clamping jaw relative to the axis of rotation (z), along an axis perpendicular to said axis of rotation between a close position of the axis of rotation (z), clamping and winding of a profile to be bent, and a position remote from the axis of rotation (z), of introduction of a profile to be bent,
- Means for driving in translation and guiding a profile along the longitudinal axis (x) comprising driving rollers,
- the invention therefore consisted in an inventive combination of the two bending techniques currently used to produce heat exchanger tubes having the U-shape, to design a single bending machine adapted to implement either the technique winding bending, the technique of bending by rolling or pushing, and thus allow to achieve a very wide range of bending radii.
- the bending angle can be different from 180 degrees, and that in the case of a 180 degree angle, the bending machine also makes it possible to produce U-shaped profiles at full depth. flat "having a rectilinear core connected to each of the two branches of the U by a 90 ° hanger.
- the winding bending technique can indeed be implemented with a positioning of the axis of rotation (z) in the alignment of the axis of displacement ( x), using a form of clamping rotated by the rotation shaft of the articulated arm and cooperating with a clamping jaw, and guiding the profiles along the axis of displacement (x).
- the technique of bending by rolling or thrusting can be implemented by means of a free roller mounted on the rotation shaft, positioned so that said free roller deforms, a value depending on the bending radius programmed, a profile driven longitudinally by the motorized drive rollers.
- the guiding of the profiles, during winding bending can be achieved by means of the drive rollers by means of, or to provide a "disengaged" mode of the motorization of the latter or to program a rotational speed synchronized with the rotational speed of the clamping form.
- the bending machine comprises:
- the translational displacement means of the mobile series of drive rollers comprise a plate mounted on the frame via means for moving said plate along a perpendicular axis. to the longitudinal axis (x), on which are arranged the mounting means of the strip adapted to position the latter in the same plane as the plane in which extend the drive rollers.
- the actuating means of the drive rollers comprise two sets of gears rotatably mounted on the frame, and means for synchronously rotating said gears.
- the mounting means of the slide are then advantageously adapted to position the latter so that it extends partially above the drive gears of the mobile series of drive rollers, after disassembly of said series. mobile drive rollers.
- the means for fixing a clamping jaw on the rotary arm of the articulated arm advantageously comprise a mounting plate provided with indexing members for the position of said clamping jaw, the means for translational movement of the jaw. clamping device relative to the axis of rotation (z) comprising a toggle system connecting the mounting plate to the rotary branch of the articulated arm.
- the bending machine comprises a coding wheel for determining the length of advancement of the sections, associated with a detection cell of the end of said sections. Such an encoder wheel makes it possible to determine the exact position of the profile during the bending of the latter, and in particular to control the advance of said profile according to said position information.
- the bending machine according to the invention also comprises, advantageously, a feed unit disposed upstream of the frame and comprising two drive rollers of the profiles, and opening means able to move said rollers between a position clamping and driving a profile to be bent and an insertion position, between said rollers, a profile to be bent.
- FIG. 2 is a front perspective view of the bending machine according to the invention equipped with rolling bending means, represented without a frame and a feed unit,
- FIG. 3 is a complete perspective view of the bending machine according to the invention, at an angle of view shifted by 90 ° with respect to that of FIG. 2;
- FIG. 4 is a rear perspective view of the bending machine according to the invention equipped with rolling bending means, represented without a feed unit,
- FIG. 5 is a view from above of this bending machine equipped with rolling bending means, shown without a feed unit;
- FIG. 6 is a view from above similar to FIG. 5 showing the bending machine at the time of the beginning of the bending of a tube by the rolling technique,
- FIG. 7 is a perspective view of the bending machine according to the invention equipped with winding bending means comprising a first form of clamping, represented without a feed unit,
- FIG. 8 to 10 are top views of the bending machine of Figure 7, showing three successive positions of the bending means during bending of a profile
- - Figure 11 is a top view of the bending machine according to the invention equipped with winding bending means having a second form of clamping, shown without power unit
- - and Figures 12 and 13 are views of above the bending machine of Figure 11 showing two successive positions of the bending means during bending of a profile.
- the bending machine according to the invention shown by way of example in the figures consists of a bending machine for the production of U-shaped tubes, particularly suitable for the manufacture of heat exchangers such as nuclear exchangers.
- this bending machine is described in its usual position of use in which, in particular, the bending axis (z) is a vertical axis and axis of displacement (x) profiles a horizontal axis. Therefore, the terms vertical, horizontal ... refer to such a position.
- the bending machine comprises, in the first place, a frame 1 on the horizontal upper face of which is disposed a lateral fixed plate 2 on which are positioned a first series of pinions 3 aligned along an axis parallel to the axis ( x) of displacement of the bending sections T, actuated by means of a gear motor 11, and adapted to drive in rotation a first series of drive rollers GI-Gn, for example five in number.
- This bending machine also comprises, mounted on the upper face of the frame 1, a horizontal plate 4 adapted to be displaced along a horizontal axis (y) orthogonal to the axis of displacement (x), and equipped, for this purpose, with slides 5 secured on the underside of said plate, slidable along rails 6 integral with the frame 1.
- This plate 4 has, in addition, vis-à-vis the plate 2, and extending in the same horizontal plane as the latter, a side strip 8 on which are positioned a second series of pinions 9 extending in vis-à-vis the first pinions 3, actuated by means of a gear motor 10 and adapted to drive in rotation a second series, said mobile, G'1-G'n drive rollers, in the example also five in number.
- This plate 4 is, in addition, associated with a toggle system 7 adapted to move it along the axis (y) between a clamping position and driving a profile to be bent T between the two sets of rollers.
- the bending machine also comprises a mounting plate 12 positioned on the plate 4, able to be displaced, with respect to said platen, along a horizontal axis parallel to the axis of displacement (x), and equipped, for this purpose , slides 13 secured to the underside of said mounting plate, slidable along rails 14 integral with the upper face of the plate 4.
- this mounting plate 12 is associated with a rack system 15 capable of generating its displacement in translation.
- This mounting plate 12 is positioned so as to be juxtaposed with the lateral strip 8 of the plate 4, and adapted to carry a strip 17 for guiding the sections T positioned so as to extend:
- the bending machine comprises, moreover, a horizontal bending arm 19 positioned along one of the end faces of the frame 1, and comprising two branches 20, 22: a fixed branch in rotation 20, and a branch rotary device 22 articulated with respect to said fixed branch in rotation about a rotation shaft 40 extending along a vertical axis of rotation (z), integral with the motor shaft arranged vertically with a motor 23.
- the rotating fixed branch 20 is mounted on the frame 1 by means of a ball screw system 21 adapted to move this branch 20 and thus the bending arm 19 along an axis of horizontal displacement (y) perpendicular to the plane (x, z), in order to adjust the position of the axis of rotation (z) with respect to that of the longitudinal axis (x),
- the rotary branch 22 comprises, meanwhile, a plate 24 provided with indexing means 29 of the position of a clamping jaw M, the said plate extending longitudinally sue said rotary branch so as to be able to be moved horizontally in translation relative to the axis of rotation (z), between:
- the plate 24 comprises, on the underside, slides such as 25 able to slide along rails 26 integral with the rotary branch 22.
- this plate 24 is associated with a toggle system 27 actuated by a jack 28, adapted to move between its two positions close to and away from the axis of rotation (z).
- the bending machine described above is designed to have two distinct configurations allowing the implementation of two distinct bending techniques.
- the first configuration is shown in Figures 1a and 2 to 6 and leads to provide a bending machine designed to implement the rolling or thrust bending technique, normally used for bending radii greater than 10 times the diameter of the tubes.
- the bending machine is equipped, on the one hand, with the two sets of drive rollers G1-G5 and G'1-G'5 meshing with the gears 3 and 9, and on the other hand, a free roller G 1 mounted free to rotate on the rotation shaft 40.
- the position of the free rotation roller G1 adjusted by transverse displacement of the bending arm 19 by means of the ball screw 21, makes it possible to adjust the radius of bending of the profiles T.
- the advance of the profile T is obtained by means of two sets of drive rollers G1-G5 and G'1-G'5 driven in rotation by the gears 3, 9 and the geared motor 10 and 11.
- the second configuration is shown in FIG. 1b and respectively in FIGS. 7-10 and 11-13 and leads to providing a bending machine designed to implement the winding bending technique, normally used for small bending radii (less than 10 times the diameter of the tubes), or, conversely, for very large bending radii.
- the bending machine is equipped, on the one hand, with a form of clamping of large diameter F1 (FIGS. 7 to 10) or of small diameter F2 (FIGS. 11 to 13), integral in rotation with the rotation shaft 40 and whose diameter determines the bending radius T profiles, and a clamping jaw M positioned on the rotary arm 22 of the bending arm 19 so as to cooperate with the clamping shape, and on the other hand, a guide bar 17 positioned on the mounting plate 12 after removal of the mobile series of drive rollers G'1-G'5, and optionally, as shown in Figures 7 to 13 of the another set of G1-G5 drive rollers.
- the transverse position of the bending arm 19 is adjusted so as to focus on the longitudinal axis (x) the clamping and winding duct T profiles delimited by the bearing surfaces opposite Clamping form F1 or F2 and clamping jaw M.
- the profile T is tightened and wound between the shape F1 or F2 and the clamping jaw M driven in rotation by the motor 23.
- the guide strip 17 is moved by means of the rack system 15 with a feed speed controlled by that of the T-sections.
- the bending machine according to the invention furthermore comprises a feed unit 30 of bending profiles T, positioned upstream of the frame 1 and comprising, first of all, a V-shaped guide 31.
- This supply unit 30 comprises, in addition and above all, two drive rollers 32, 33 rotated each by means of a gear motor 34, 35, and associated with opening means comprising a jack 36, capable of to move said rollers between a clamping position and driving a profile to be bent T and an insertion position, between said rollers of a profile to be bent.
- Such a feed unit 30 is a loader for advancing each section T until the latter is supported by the drive rollers G1-G5 and G'1-G'5, or by a set clamping form F1, F2 / clamping jaws
- the bending machine according to the invention comprises, moreover, mounted on the frame 1, a V-shaped guide 37, a coding wheel 38 adapted to roll on the outside of the T-profile without slipping and intended in particular to slaved the advance of the section T, and finally a cell 39 for detecting the end of said profile.
- the bending machine according to the invention therefore has two distinct configurations making it possible to cover, with a single bending machine, a large range of bending radii of T-sections, and thus to achieve, with a single bending installation (feeding, bending , unloading ...) the complete range of U-tubes needed to manufacture a heat exchanger
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Abstract
L'invention concerne une machine à cintrer pour la réalisation de profilés coudés, notamment de tubes d'échangeurs, comprenant un bâti (1) sur lequel est monté un bras articulé (19) composé d'une branche fixe en rotation apte à se déplacer selon un axe de déplacement transversal (y), et d'une branche rotative (22) portée par un arbre rotatif (40) et dotée de moyens de fixation (29) d'un mors de serrage (M), des moyens de montage sur l'arbre de rotation (40) du bras articulé (19), soit d'un galet (Gl) libre en rotation, soit d'une forme de serrage solidaire en rotation du dit arbre de rotation, des galets d'entraînement (G1-G5, G'1-G'5) répartis en deux séries positionnées de part et d'autre d'un axe de cintrage (x), et des moyens d'actionnement des dits galets d'entraînement adaptés pour entraîner ces derniers en rotation en synchronisme.
Description
Machine à cintrer pour la réalisation de profilés coudés, notamment de tubes d'échangeurs.
L'invention concerne une machine à cintrer pour la réalisation de profilés coudés, notamment de tubes d'échangeurs, comprenant un bâti sur lequel sont montés des moyens de maintien du profilé selon un axe de déplacement longitudinal (x), et des moyens de cintrage du dit profilé.
La fabrication d'échangeurs thermiques, en particulier d'échangeurs thermiques industriels, notamment dans le domaine énergétique et plus particulièrement dans le domaine nucléaire, nécessite de réaliser une multitude de tubes présentant une forme générale de U, dont les rayons de cintrage s'étendent sur une large plage de valeurs généralement comprises entre 50 mm et 2500 mm. Un échangeur nucléaire classique se compose ainsi de 300 à 500 tubes présentant une cinquantaine de rayons de cintrage différents.
A l'heure actuelle, au vu de cette plage de valeurs de rayons de cintrage et afin de satisfaire aux exigences notamment de précision et de qualité de finition requises dans le domaine nucléaire, le cintrage des tubes requiert la mise en œuvre de deux techniques de cintrage différentes chacune dédiée à une plage de valeurs de rayons de cintrage donnée.
Ainsi, pour les faibles rayons de cintrage (rayons inférieurs à 10 fois le diamètre des tubes), la technique utilisée consiste en la technique de cintrage par enroulement consistant à utiliser une machine à cintrer dont la tête de cintrage est rotative autour d'un axe de cintrage, et comporte une forme de serrage centrée sur l'axe de cintrage et un mors de serrage dotés de surfaces d'appui entre lesquelles passe, est serré puis enroulé le profilé à cintrer.
Pour les rayons de cintrage de valeurs supérieures (rayons supérieurs à 10 fois le diamètre des tubes), la technique utilisée consiste en la technique de cintrage par roulage ou poussée consistant à utiliser une machine à cintrer dont la tête de cintrage comporte un galet de roulage libre en rotation vers lequel les tubes sont alimentés au moyen de galets d'entraînement répartis en deux séries positionnées de part et d'autre de l'axe longitudinal de déplacement (x).
Par conséquent, à l'heure actuelle, le cintrage des tubes d'échangeurs nucléaires requiert non seulement deux machines de cintrage distinctes mais également deux installations complètes de cintrage comportant notamment chacune un système de chargement et d'alimentation et un s système de déchargement.
Or, compte tenu des longueurs des tubes à cintrer, qui mesurent de l'ordre de 4 m à 30 m, chacune de ces installations s'avère s'étendre sur une superficie importante (supérieure à 1000 m2), et présenter un coût de revient (matériel plus infrastructure) conséquent. De plus, cette solutiono conduit à multiplier par deux les frais de fonctionnement (production, maintenance...)
La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour principal objectif de fournir une machine à cintrer permettant de réaliser une très large plage de rayons de cintrage, et particulièrement de réaliser la5 gamme complète des profilés coudés en forme de U nécessaires à la fabrication d'échangeurs thermiques industriels, notamment dans le domaine nucléaire.
Un autre objectif de l'invention est de fournir une machine à cintrer apte à fournir une information précise concernant la position exacte du profilé en cours de cintrage.
A cet effet, l'invention vise une machine à cintrer pour la réalisation de profilés coudés, notamment de tubes d'échangeurs, dont les moyens de cintrage comprennent :
* un bras articulé composé de deux branches : une branche fixe en rotation et une branche rotative articulée par rapport à la dite branche fixe en rotation autour d'un arbre de rotation s'étendant selon un axe de rotation (z) orthogonal à l'axe de déplacement (x) :
' • la branche fixe en rotation étant montée sur le bâti par l'intermédiaire de moyens de déplacement du bras articulé selon un axe de déplacement transversal (y) perpendiculaire au plan (x, z), adaptés pour ajuster la position de l'axe de rotation (z) par rapport à celle de l'axe longitudinal (x),
- et la branche rotative étant dotée de moyens de fixation d'un mors de serrage portés par des moyens de déplacement en translation du dit mors de serrage relativement à l'axe de rotation (z), selon un axe perpendiculaire au dit axe de rotation, entre une position rapprochée de
l'axe de rotation (z), de serrage et d'enroulement d'un profilé à cintrer, et une position éloignée de l'axe de rotation (z), d'introduction d'un profilé à cintrer,
• des moyens d'entraînement en rotation de l'arbre de rotation du bras articulé, autour de l'axe de rotation (z), • des moyens de montage sur l'arbre de rotation du bras articulé, soit d'un galet libre en rotation relativement au dit arbre de rotation, soit d'une forme de serrage solidaire en rotation du dit arbre de rotation, adaptée pour coopérer avec le mors de serrage,
• des moyens d'entraînement en translation et de guidage d'un profilé selon l'axe longitudinal (x) comportant des galets d'entraînement,
• des moyens de montage des galets d'entraînement adaptés pour les répartir en deux séries positionnées de part et d'autre de l'axe longitudinal (x), et comportant des moyens de déplacement en translation d'une des dites séries, dite série mobile, de galets d'entraînement selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal (x), entre une position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer entre les deux séries de galets d'entraînement, et une position d'introduction d'un profilé à cintrer entre les dites séries de galets d'entraînement,
• et, solidaires du bâti, des moyens d'actionnement des galets d'entraînement adaptés pour entraîner ces derniers en rotation en synchronisme, dans leur position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer.
L'invention a donc consisté à combiner de façon inventive les deux techniques de cintrage utilisées actuellement pour réaliser des tubes d'échangeurs thermiques présentant la forme de U, pour concevoir une machine à cintrer unique adaptée pour mettre en œuvre au choix, soit la technique de cintrage par enroulement, soit la technique de cintrage par roulage ou poussée, et ainsi permettre de réaliser une très large plage de rayons de cintrage. II est à noter, en outre que l'angle de cintrage peut être différent de 180 degrés, et que dans le cas d'un angle de 180 degrés, la machine à cintrer permet également de réaliser des profilés en forme de « U à fond plat » comportant une âme rectiligne reliée à chacune des deux branches du U par un cintre à 90°.
Selon la conception de la machine à cintrer selon l'invention, la technique de cintrage par enroulement peut, en effet être mise en œuvre avec un positionnement de J'axe de rotation (z) dans l'alignement de l'axe de déplacement (x), en utilisant une forme de serrage entraînée en rotation par l'arbre de rotation du bras articulé et coopérant avec un mors de serrage, et en guidant les profilés le long de l'axe de déplacement (x).
La technique de cintrage par roulage ou poussée peut quant à elle être mise en oeuvre au moyen d'un galet libre monté sur l'arbre de rotation, positionné de façon que le dit galet libre déforme, d'une valeur fonction du rayon de cintrage programmée, un profilé entraîné longitudinalement par les galets d'entraînement motorisés.
Par conséquent, une telle machine à cintrer conduit globalement à diviser par deux tous les coûts (installation infrastructure, fonctionnement...) par rapport aux coûts engendrés par les machines à cintrer systématiquement utilisées à l'heure actuelle pour la réalisation de tubes en U pour échangeurs thermiques.
Il est à noter que, selon l'invention, le guidage des profilés, lors d'un cintrage par enroulement, peut être réalisé au moyen des galets d'entraînement moyennant, soit de prévoir un mode « débrayé » de la motorisation de ces derniers, soit de programmer une vitesse de rotation synchronisée avec la vitesse de rotation de la forme de serrage.
Toutefois, de façon avantageuse selon l'invention, la machine à cintrer comprend :
- des moyens de guidage des profilés le long de l'axe longitudinal (x), adaptés pour coopérer avec une forme de serrage portée par l'arbre de rotation du bras articulé et un mors de serrage porté par la branche rotative du dit bras articulé, et comportant une réglette dotée d'une surface d'appui longitudinale de guidage d'un profilé,
- et des moyens de montage de la réglette sur le bâti comportant des moyens de déplacement en translation de cette dernière selon un axe longitudinal parallèle à l'axe (x).
Une telle réglette asservie en déplacement permet « d'accompagner » et de guider le profilé afin de compenser l'effacement par rotation du mors de serrage, et de réduire ainsi les effets d'amincissement de l'extrados et l'ovalisation des profilés.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens de déplacement en translation de la série mobile de galets d'entraînement comprennent une platine montée sur le bâti par l'intermédiaire de moyens de déplacement de la dite platine selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal (x), sur laquelle sont disposés des moyens de montage de la réglette adaptés pour positionner cette dernière dans un même plan que le plan dans lequel s'étendent les galets d'entraînement.
Une telle disposition conduit à simplifier les moyens de montage de la réglette qui s'avèrent être supportés par la platine support de la série mobile de galets d'entraînement. De plus, du fait de cette disposition, les plans de cintrage sont identiques quelle que soit la technique de cintrage utilisée, enroulement ou roulage, de sorte qu'aucun réglage en hauteur n'est requis notamment pour l'alimentation et l'évacuation des profilés, lors d'un changement de technique de cintrage. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens d'actionnement des galets d'entraînement comprennent deux séries de pignons montés rotatifs sur le bâti, et des moyens d'entraînement en rotation en synchronisme des dits pignons.
De plus, les moyens de montage de la réglette sont alors avantageusement adaptés pour positionner cette dernière de façon qu'elle s'étende partiellement au dessus des pignons d'actionnement de la série mobile de galets d'entraînement, après démontage de la dite série mobile de galets d'entraînement.
Par ailleurs, les moyens de fixation d'un mors de serrage sur la branche rotative du bras articulé comprennent avantageusement une plaque de montage dotée d'organes d'indexation de la position du dit mors de serrage, les moyens de déplacement en translation du mors de serrage relativement à l'axe de rotation (z) comportant un système de genouillère reliant la plaque de montage à la branche rotative du bras articulé. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la machine à cintrer comprend une roue codeuse de détermination de la longueur d'avancement des profilés, associée à une cellule de détection de l'extrémité des dits profilés. Une telle roue codeuse permet de déterminer la position exacte du profilé lors du cintrage de ce dernier, et notamment d'asservir l'avance du dit profilé en fonction de la dite information de position.
La machine à cintrer selon l'invention comprend également, de façon avantageuse, une unité d'alimentation disposée en amont du bâti et comportant deux galets d'entraînement des profilés, et des moyens d'ouverture aptes à déplacer les dits galets entre une position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer et une position d'introduction, entre les dits galets, d'un profilé à cintrer.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins :
- les figures 1, 1a et 1b sont trois schémas explicatifs du principe de conception de la machine à cintrer selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en perspective de face de la machine à cintrer selon l'invention équipée de moyens de cintrage par roulage, représentée sans bâti et unité d'alimentation,
- la figure 3 est une vue en perspective complète de la machine à cintrer selon l'invention, selon un angle de vue décalé de 90° par rapport à celui de la figure 2,
- la figure 4 est une vue en perspective de derrière de la machine à cintrer selon l'invention équipée de moyens de cintrage par roulage, représentée sans unité d'alimentation,
- la figure 5 est une vue de dessus de cette machine à cintrer équipée de moyens de cintrage par roulage, représentée sans unité d'alimentation, - la figure 6 est une vue de dessus similaire à la figure 5 représentant la machine à cintrer lors de l'amorce du cintrage d'un tube par la technique de roulage,
- la figure 7 est une vue en perspective de la machine à cintrer selon l'invention équipée de moyens de cintrage par enroulement comportant une première forme de serrage, représentée sans unité d'alimentation,
- les figures 8 à 10 sont des vues de dessus de la machine à cintrer de la figure 7, représentant trois positions successives des moyens de cintrage lors du cintrage d'un profilé,
- la figure 11 est une vue de dessus de la machine à cintrer selon l'invention équipée de moyens de cintrage par enroulement comportant une seconde forme de serrage, représentée sans unité d'alimentation, - et les figures 12 et 13 sont des vues de dessus de la machine à cintrer de la figure 11 représentant deux positions successives des moyens de cintrage lors du cintrage d'un profilé.
La machine à cintrer selon l'invention représentée à titre d'exemple aux figures consiste en une machine à cintrer destinée à la réalisation de tubes présentant la forme de U, notamment adaptés pour la fabrication d'échangeurs thermiques tels qu'échangeurs nucléaires.
Il est à noter que, à des fins de simplification de la description détaillée qui suit, cette machine à cintrer est décrite dans sa position usuelle d'utilisation dans laquelle, notamment, l'axe de cintrage (z) est un axe vertical et l'axe de déplacement (x) des profilés un axe horizontal. Par conséquent, les termes vertical, horizontal... se réfèrent à une telle position.
La machine à cintrer selon l'invention comprend, en premier lieu, un bâti 1 sur la face supérieure horizontale duquel est disposée une plaque fixe latérale 2 sur laquelle sont positionnés une première série de pignons 3 alignés selon un axe parallèle à l'axe (x) de déplacement des profilés T à cintrer, actionnés au moyen d'un moto réducteur 11 , et adaptés pour entraîner en rotation une première série de galets d'entraînement GI-Gn, en l'exemple au nombre de cinq.
Cette machine à cintrer comprend également, monté sur la face supérieure du bâti 1 , une platine horizontale 4 apte à être déplacée selon un axe horizontal (y) orthogonal à l'axe de déplacement (x), et équipée, à cet effet, de glissières 5 solidarisées en sous-face de la dite platine, aptes à coulisser le long de rails 6 solidaires du bâti 1.
Cette platine 4 présente, en outre, en vis-à-vis de la plaque 2, et s'étendant dans un même plan horizontal que cette dernière, une bande latérale 8 sur laquelle sont positionnés une seconde série de pignons 9 s'étendant en vis-à-vis des premiers pignons 3, actionnés au moyen d'un moto réducteur 10 et adaptés pour entraîner en rotation une seconde série, dite mobile, de galets d'entraînement G'1-G'n, en l'exemple également au nombre de cinq.
Cette platine 4 est, en outre, associée à un système de genouillère 7 adapté pour la déplacer selon l'axe (y) entre une position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer T entre les deux séries de galets d'entraînement G1-G5, G'1-G'5, et une position d'introduction d'un profilé à cintrer T entre les dites séries de galets d'entraînement.
La machine à cintrer comporte également une plaque de montage 12 positionnée sur la platine 4, apte à être déplacée, par rapport à la dite platine, selon un axe horizontal parallèle à l'axe de déplacement (x), et équipée, à cet effet, de glissières 13 solidarisées en sous-face de la dite plaque de montage, aptes à coulisser le long de rails 14 solidaires de la face supérieure de la platine 4.
De plus, cette plaque de montage 12 est associée à un système de crémaillère 15 apte à engendrer ses déplacements en translation.
Cette plaque de montage 12 est positionnée de façon à être juxtaposée à la bande latérale 8 de la platine 4, et adaptée pour porter une réglette 17 de guidage des profilés T positionnée de façon à s'étendre :
- dans un même plan que le plan dans lequel s'étendent les galets d'entraînement G1-G5, G'1-G'5,
- partiellement au dessus des pignons 9 d'actionnement de la série mobile de galets d'entraînement G'1-G'5, après démontage de la dite série mobile de galets d'entraînement.
La machine à cintrer selon l'invention comporte, par ailleurs, un bras de cintrage horizontal 19 positionné le long d'une des faces frontales du bâti 1 , et comprenant deux branches 20, 22 : une branche fixe en rotation 20, et une branche rotative 22 articulée par rapport à la dite branche fixe en rotation autour d'un arbre de rotation 40 s'étendant selon un axe de rotation vertical (z), solidaire de l'arbre moteur agencé verticalement d'un moteur 23.
De plus, la branche fixe en rotation 20 est montée sur le bâti 1 par l'intermédiaire d'un système de vis à billes 21 apte à déplacer cette branche 20 et donc le bras de cintrage 19 selon un axe de déplacement horizontal (y) perpendiculaire au plan (x, z), en vue d'ajuster la position de l'axe de rotation (z) par rapport à celle de l'axe longitudinal (x),
La branche rotative 22 comporte, quant à elle, une plaque 24 dotée de moyens d'indexation 29 de la position d'un mors de serrage M, la
dite plaque s'étendant longitudinalement sue la dite branche rotative de façon à pouvoir être déplacée horizontalement en translation relativement à l'axe de rotation (z), entre :
- une position rapprochée de l'axe de rotation (z), de serrage et d'enroulement d'un profilé T à cintrer entre le mors de serrage M et une forme de serrage F1 , F2 solidaire en rotation de l'arbre de rotation 40,
- et une position éloignée de l'axe de rotation (z), d'introduction d'un profilé à cintrer entre le mors de serrage M et la forme de serrage F1, F2. En vue de ces translations, la plaque 24 comporte, en sous-face, des glissières telles que 25 aptes à coulisser le long de rails 26 solidaires de la branche rotative 22.
De plus cette plaque 24 est associée à un système de genouillère 27 actionnée par un vérin 28, adapté pour la déplacer entre ses deux positions rapprochée et éloignée de l'axe de rotation (z).
La machine à cintrer ci-dessus décrite est conçue pour présenter deux configurations distinctes permettant la mise en œuvre de deux techniques de cintrage distinctes.
La première configuration est représentée aux figures 1a et 2 à 6 et conduit à fournir une machine à cintrer conçue pour mettre en oeuvre la technique de cintrage par roulage ou poussée, normalement utilisée pour des rayons de cintrage supérieurs à 10 fois le diamètre des tubes.
Selon cette configuration, la machine à cintrer est équipée, d'une part, des deux séries de galets d'entraînement G1-G5 et G'1- G'5 engrenant avec les pignons 3 et 9, et d'autre part, d'un galet libre Gl monté libre en rotation sur l'arbre de rotation 40.
De plus, préalablement au cintrage, la position du galet de rotation libre Gl, réglée par déplacement transversal du bras de cintrage 19 au moyen de la vis à billes 21 , permet d'ajuster le rayon de cintrage des profilés T. Lors du cintrage, enfin, l'avance du profilé T est obtenue au moyen des deux séries de galets d'entraînement G1-G5 et G'1-G'5 entraînés en rotation par les pignons 3, 9 et les moto réducteurs 10 et 11.
La seconde configuration est représentée à la figure 1b et respectivement aux figures 7-10 et 11-13 et conduit à fournir une machine à cintrer conçue pour mettre en œuvre la technique de cintrage par enroulement,
normalement utilisée pour des petits rayons de cintrage (inférieurs à 10 fois le diamètre des tubes), ou, à l'inverse, pour de très grands rayons de cintrage.
Selon cette configuration, la machine à cintrer est équipée, d'une part, d'une forme de serrage de grand diamètre F1 (figures 7 à 10) ou de petit diamètre F2 (figures 11 à 13), solidaire en rotation de l'arbre de rotation 40 et dont le diamètre détermine le rayon de cintrage des profilés T, et d'un mors de serrage M positionné sur la branche rotative 22 du bras de cintrage 19 de façon à venir coopérer avec la forme de serrage, et d'autre part, d'une réglette de guidage 17 positionnée sur la plaque de montage 12 après démontage de la série mobile de galets d'entraînement G'1-G'5, et éventuellement, tel que représenté aux figures 7 à 13 de l'autre série de galets d'entraînement G1-G5.
De plus, préalablement au cintrage, la position transversale du bras de cintrage 19 est ajustée de façon à axer sur l'axe longitudinal (x) le conduit de serrage et d'enroulement des profilés T délimité par les surfaces d'appui en regard de la forme de serrage F1 ou F2 et du mors de serrage M.
Lors du cintrage, enfin, le profilé T est serré et enroulé entre la forme F1 ou F2 et le mors de serrage M entraînés en rotation par le moteur 23. De plus, la réglette de guidage 17 est déplacée au moyen du système de crémaillère 15 avec une vitesse d'avance asservie à celle des profilés T.
La machine à cintrer selon l'invention comporte par ailleurs une unité d'alimentation 30 en profilés à cintrer T, positionnée en amont du bâti 1 et comportant, en premier lieu, un guide 31 en forme de V.
Cette unité d'alimentation 30 comporte, en outre et surtout, deux galets d'entraînement 32, 33 entraînés en rotation chacun au moyen d'un moto réducteur 34, 35, et associés à des moyens d'ouverture comportant un vérin 36, aptes à déplacer les dits galets entre une position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer T et une position d'introduction, entre les dits galets d'un profilé à cintrer.
Une telle unité d'alimentation 30 constitue un chargeur permettant de faire avancer chaque profilé T jusqu'à ce que ce dernier soit pris en charge par les galets d'entraînement G1-G5 et G'1-G'5, ou par un ensemble forme de serrage F1 , F2/mors de serrage M.
La machine à cintrer selon l'invention comporte, par ailleurs, montés sur le bâti 1 , un guide en V 37, une roue codeuse 38 adaptée pour rouler sur l'extérieur du profilé T sans glissement et destinée notamment à asservir l'avance du profilé T, et, enfin, une cellule 39 de détection de l'extrémité du dit profilé.
La machine à cintrer selon l'invention présente donc deux configurations distinctes permettant de couvrir, avec une seule machine à cintrer, une plage importante de rayons de cintrage de profilés T, st ainsi de réaliser, avec une seule installation de cintrage (alimentation, cintrage, déchargement...) la gamme complète des tubes en U nécessaires à la fabrication d'un échangeur thermique
Claims
REVENDICATIONS
1/ Machine à cintrer pour la réalisation de profilés coudés
(T), notamment de tubes d'échangeurs, comprenant un bâti (1) sur lequel sont montés des moyens de maintien (37) du profilé selon un axe de déplacement longitudinal (x), et des moyens de cintrage du dit profilé, la dite machine à cintrer étant caractérisée an ce que les moyens de cintrage comprennent :
• un bras articulé (19) composé de deux branches (20, 22) : une branche fixe en rotation (20) et une branche rotative (22) articulée par rapport à la dite branche fixe autour d'un arbre de rotation (40) s'étendant selon un axe de rotation (z) orthogonal à l'axe de déplacement (x) : - la branche fixe en rotation (20) étant montée sur le bâti (1) par l'intermédiaire de moyens de déplacement (21) du bras articulé (19) selon un axe de déplacement transversal (y) perpendiculaire au plan (x, z), adaptés pour ajuster la position de l'axe de rotation (z) par rapport à celle de l'axe longitudinal (x), - et la branche rotative (22) étant dotée de moyens de fixation (29) d'un mors de serrage (M) portés par des moyens de déplacement en translation (24-28) du dit mors de serrage relativement à l'axe de rotation (z), selon un axe perpendiculaire au dit axe de rotation, entre une position rapprochée de l'axe de rotation (z), de serrage et d'enroulement d'un profilé (T) à cintrer, et une position éloignée de l'axe de rotation (z), d'introduction d'un profilé à cintrer,
• des moyens d'entraînement en rotation (23) de l'arbre de rotation (40) du bras articulé (19) autour de l'axe de rotation (z),
• des moyens de montage sur l'arbre de rotation (40) du bras articulé (19), soit d'un galet (Gl) libre en rotation relativement au dit arbre de rotation, soit d'une forme de serrage (F1 , F2) solidaire en rotation du dit arbre de rotation, adaptée pour coopérer avec le mors de serrage (M),
• des moyens d'entraînement en translation et de guidage d'un profilé (T) selon l'axe longitudinal (x) comportant des galets d'entraînement (G1-G5, G'1-G'5),
• des moyens de montage (2, 8), des galets d'entraînement (G1-G5, G'1-G'5) adaptés pour les répartir en deux séries positionnées de part et d'autre de l'axe longitudinal (x), et comportant des moyens de déplacement en translation (4-7) d'une des dites séries, dite série
mobile, de galets d'entraînement (G'1-G'5) selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal (x), entre une position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer (T) entre les deux séries de galets d'entraînement (G1-G5, G'1-G'5), et une position d'introduction d'un profilé à cintrer entre les dites séries de galets d'entraînement,
• et, solidaires du bâti (1), des moyens d'actionnement (3, 9, 10, 11) des galets d'entraînement (G1-G5, G'1-G'5) adaptés pour entraîner ces derniers en rotation en synchronisme, dans leur position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer (T). 2/ Machine à cintrer selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend :
• des moyens de guidage des profilés (T) le long de l'axe longitudinal (x), adaptés pour coopérer avec une forme de serrage (F1 , F2) portée par l'arbre de rotation (40) du bras articulé (19) et un mors de serrage (M) porté par la branche rotative (22) du dit bras articulé, et comportant une réglette (17) dotée d'une surface d'appui longitudinale de guidage d'un profilé,
• et des moyens de montage (12) de la réglette (17) sur le bâti (1) comportant des moyens de déplacement en translation (13-15) de cette dernière selon un axe longitudinal parallèle à l'axe (x). 3/ Machine à cintrer selon la revendication 2 caractérisée en ce que les moyens de déplacement en translation de la série mobile de galets d'entraînement (G'1-G'5) comprennent une platine (4) montée sur le bâti (1) par l'intermédiaire de moyens de déplacement (5-7) de la dite platine selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal (x), sur laquelle sont disposés des moyens de montage (12) de la réglette (17) adaptés pour positionner cette dernière dans un même plan que le plan dans lequel s'étendent les galets d'entraînement (G1-G5, G'1-G'5).
4/ Machine à cintrer selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les moyens d'actionnement des galets d'entraînement (G1-G5, G'1-G'5) comprennent deux séries de pignons (3, 9) montés rotatifs sur le bâti (1), et des moyens (10, 11) d'entraînement en rotation en synchronisme des dits pignons.
5/ Machine à cintrer selon les revendications 3 et 4 prises ensemble caractérisée en ce que les moyens de montage de la réglette (17) sont adaptés pour positionner cette dernière de façon qu'elle s'étende
partiellement au dessus des pignons (9) d'actionnement de la série mobile de galets d'entraînement (G'1-G'5), après démontage de la dite série mobile de galets d'entraînement.
6/ Machine à cintrer selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les moyens de fixation d'un mors de serrage (M) sur la branche rotative (22) du bras articulé (19) comprennent une plaque de montage (24) dotée d'organes d'indexation (29) de la position du dit mors de serrage, les moyens de déplacement en translation du mors de serrage (M) relativement à l'axe de rotation (z) comportant un système de genouillère (27, 28) reliant la plaque de montage (24) à la branche rotative (22) du bras articulé (19).
7/ Machine à cintrer selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend une roue codeuse (38) de détermination de la longueur d'avancement des profilés (T), associée à une cellule (39) de détection de l'extrémité des dits profilés.
8/ Machine à cintrer selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend une unité d'alimentation (30) disposée en amont du bâti (1) et comportant deux galets (32, 33) d'entraînement des profilés (T), et des moyens d'ouverture (36) aptes à déplacer les dits galets entre une position de serrage et d'entraînement d'un profilé à cintrer (T) et une position d'introduction, entre les dits galets, d'un profilé à cintrer.
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