[0001] La présente invention est relative au domaine technique du pliage de tôles, en vue
de réaliser des articles, des produits ou des panneaux présentant, au moins localement,
des successions de plis qui peuvent être positifs ou négatifs, selon la conformation
locale devant être procurée, la résistance mécanique conférée et/ou les traitements
ultérieurs appliqués.
[0002] Dans le domaine technique ci-dessus, la technique antérieure a proposé un certain
nombre de solutions pour exécuter des plis dans une tôle ou une feuille métallique.
[0003] La première technique fait appel à l'existence d'une lame qui est entraînée en déplacement,
rectiligne ou courbe, tangentiellement à des becs de pliage formés par un sommier
et un sabot serre-flan immobilisant la tôle à plier. Une telle technique est illustrée
par le brevet
EP 0 023 894 et le brevet
EP 0 077 314.
[0004] Le pliage par une lame déplacée tangentiellement au bec de pliage des sommier et
serre-flan se caractérise par un glissement de la lame qui est responsable du marquage
de la tôle. Un tel procédé ne peut être envisagé lorsqu'il s'agit de travailler des
tôles possédant, a priori, un état de surface devant être respecté et découlant, par
exemple, d'un poli de surface, d'un laquage ou de tout autre application ou traitement
de surface.
[0005] Outre cet inconvénient, il convient de noter que les machines du type à lame ne possèdent,
généralement, qu'un sens de travail, de sorte qu'il est nécessaire de retourner le
flan ou la tôle à plier, chaque fois qu'il convient de procéder à une inversion du
sens de pliage.
[0006] Pour tenter de réduire cet inconvénient, il a été proposé, notamment par le brevet
EP 0 022 122, de doter une machine plieuse de deux lames de pliage superposées, disposées de part
et d'autre du plan d'immobilisation et de serrage du flan ou d'une tôle entre le sommier
et le sabot serre-flan. Une telle proposition permet, sans aucun doute, de supprimer
l'inconvénient du retournement du flan ou de la tôle. Toutefois, le principe de fonctionnement
d'une telle machine laisse subsister le déplacement relatif de l'une ou de l'autre
des lames, de sorte que la tôle pliée subit les mêmes agressions de surface, responsables
d'un marquage correspondant au glissement relatif par rapport au rayon de pliage.
[0007] Les techniques de fabrication d'articles, produits ou objets, à partir de tôles pliées,
préalablement traitées en surface par toute opération convenable, s'opposent à la
mise en oeuvre de telles machines ou procédés qui ne permettent pas d'aboutir à l'obtention
de produits finis irréprochables.
[0008] La technique antérieure connaît une autre famille de machines à plier, dans laquelle
l'organe responsable du pliage du flan est constitué par un volet susceptible d'être
déplacé en rotation sur un axe parallèle à celui des becs de pliage.
[0009] Une telle technique peut être considérée comme illustrée par le brevet
FR 2 236 992 (
75-40 066) dont il apparaît vraisemblable que la structure constructive retenue implique toujours
le retournement du flan ou de la tôle, pour l'exécution de plis successifs d'orientations
différentes, par exemple positif et négatif.
[0010] La technique antérieure connaît, par ailleurs, dans ce second type de machine, une
proposition illustrée par le brevet
FR 2 502 518 (
81-06 573).
[0011] Selon l'enseignement succinct et incomplet fourni par ce brevet, il apparaîtrait
que le pliage d'un flan est conduit, par l'intermédiaire d'un volet pivotant, susceptible
d'être déplacé, par rotation autour d'un axe parallèle au plan de serrage, d'une position
horizontale, vers le bas pour l'exécution d'un pli négatif et, d'une position verticale
jusqu'à une position horizontale, pour l'exécution d'un pli positif.
[0012] Si une telle proposition peut apparaître comme un perfectionnement de la technique
précédente, en raison de la possibilité d'exécuter successivement des plis d'orientations
différentes, en revanche, il convient de noter que les moyens mis en oeuvre ne permettent
pas de supprimer le marquage de la tôle ou du flan par l'action du volet qui est toujours
responsable de l'exécution de stries ou de rayures préjudiciables au traitement de
surface, préalablement imposé au flan ou à la tôle.
[0013] Par ailleurs, l'enseignement divulgué ne fournit aucune précision quant aux moyens
mis en oeuvre pour permettre le contournement des plis exécutés par le volet mobile,
lorsqu'il convient de réaliser une succession de plis inversés pour lesquels il importe
de disposer le volet mobile de part et d'autre du plan de serrage et de maintien du
flan ou de la tôle.
[0014] De plus, il convient de noter que les dispositions techniques illustrées ne permettent
pas, apparemment, de réaliser l'exécution de plis sur des angles supérieurs à 90
o, ce qui apparaît un besoin manifeste dans la technique actuelle de réalisation par
pliage d'éléments constitutifs de structures métalliques, plus ou moins complexes,
à partir de flans ou de tôles de faible épaisseur qu'il convient de raidir et de renforcer
par la présence de plis.
[0015] On connaît, également, d'après le brevet
US-A-4 043 165, une machine à plier les tôles comprenant deux organes disposés symétriquement et
assurant, à la fois, le serrage et le pliage. Ces organes, en forme de barres à profil
creux, sont montés rotatifs sur une paire de disques.
[0016] Cette machine présente les inconvénients déjà mentionnés sur les machines de l'art
antérieur et ne permet pas de réaliser plusieurs plis successifs. La disposition choisie
est, en outre, source de tension et de déformation de la tôle pour la tôle à plier.
[0017] Il est, également, connu, d'après le brevet
DE-C-288 029, d'assurer le guidage d'une joue de pliage dans une voie de guidage concave. Ce dispositif
et, en particulier, l'organe de pliage n'est, cependant, pas conçu pour réaliser des
plis positifs et négatifs.
[0018] Le brevet
US-A-3 786 666 révèle l'utilisation d'un volet de pliage supporté par des disques déplaçables sur
une voie composée de galets. Ce dispositif ne permet pas, lui non plus, de réaliser
des plis positifs et négatifs, la technique employée s'apparentant plus aux techniques
de l'emboutissage.
[0019] La présente invention vise à apporter une solution aux problèmes ci-dessus, encore
non résolus par la technique antérieure connue. L'objet de la présente invention est
de fournir une structure de machine à plier, du type à volet, permettant de réaliser,
à la volonté, sans retournement du flan ou de la tôle, des plis successivement positifs
et/ou négatifs, susceptibles de présenter des angles de pliage inférieurs, égaux ou
supérieurs à 90
o.
[0020] Un autre objet de l'invention est de proposer une structure de machine à plier permettant
de réaliser, par simple transfert ou translation du flan ou de la tôle, des plis successifs,
de natures complexes et combinées, pouvant être aisément contournés dans leur enveloppe
d'encombrement, par l'intermédiaire des outils actifs de la machine, à même d'être
amenés dans la position requise pour l'exécution d'un pli succédant ceux déjà réalisés.
[0021] Un autre objectif de la présente invention est de proposer des moyens permettant
l'exécution de plis successifs dans n'importe quel ordre et dans n'importe quel sens,
sans qu'il en résulte de marquage, de rayure ou autre dégradation de l'une ou l'autre
des faces du flan ou de la tôle à plier, par l'intermédiaire du volet rotatif.
[0022] Un autre objet de l'invention est de proposer une nouvelle machine dont l'aptitude
à exécuter, sans retournement du flan ou de la tôle, des plis, indifféremment positifs
ou négatifs, rend possible une intégration dans une chaîne ou une ligne de travail
automatique entièrement automatisée et susceptible de voir les paramètres de travail
modifiés rapidement et aisément pour lui conférer un caractère de flexibilité certain.
[0023] Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la machine à plier les tôles selon l'invention,
du type comprenant un bâti mobile portant, d'une part, un sommier fixe supportant
un sabot inférieur fixe formant un bec de pliage, d'autre part, dans un plan superposé
au sommier, une genouillère de fermeture-ouverture portant un sabot serre-flan formant
un bec de pliage orienté parallèlement à et dans le même sens que celui du sabot inférieur
et disposé à l'aplomb de ce dernier et, par ailleurs, face aux becs, un volet s'étendant
parallèlement auxdits becs, apte à être commandé en pivotement sur un axe de rotation
parallèle aux becs et porté par un organe déplaçable le long d'une voie de support
et de guidage en forme d'enveloppe dont le centre géométrique est situé à proximité
des becs, est caractérisée en ce que :
- l'organe déplaçable est un chariot déplaçable dans un berceau définissant la voie
de support et de guidage qui est en forme de portion d'enveloppe cylindrique concave,
ouverte en direction des sabots,
- la voie est portée par un châssis suspendu sur le bâti par des moyens de réglage
en positions verticale et horizontale,
- et le volet comporte un plan de symétrie radial passant par le centre de la portion
d'enveloppe et possède une tête de pliage présentant un profil symétrique, de part
et d'autre dudit plan.
[0024] Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en
référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des
formes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe-élévation schématique d'une machine à plier conforme à l'invention.
La fig. 2 est une coupe-élévation partielle montrant, à plus grande échelle, un détail de réalisation
de la machine.
La fig. 2A est une coupe-élévation d'une variante de réalisation de l'organe selon la fig. 2.
La fig. 3 est une vue schématique illustrant une position caractéristique de fonctionnement
des éléments constitutifs de la machine.
La fig. 4 est une coupe-élévation partielle montrant, à plus grande échelle, un détail de fonctionnement
de la machine selon la séquence de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe-élévation schématique, analogue à la fig. 4 illustrant une autre séquence de fonctionnement.
La fig. 6 est une coupe-élévation à plus grande échelle, analogue à la fig. 4, mettant en évidence le même principe de fonctionnement en relation avec la fig. 5.
Les fig. 7 et 8 sont des coupes-élévations schématiques illustrant deux autres positions caractéristiques
de fonctionnement, en relation avec les séquences selon les fig. 3 et 5.
Les fig. 9 à 14 sont des vues schématiques illustrant certaines possibilités de réalisation à partir
de la machine selon l'invention.
[0025] La machine à plier, conforme à l'invention, comprend, comme cela apparaît à la
fig. 1, un banc
1 délimitant une voie
2 de guidage en déplacement rectiligne pour un bâti mobile
3 supportant les principaux organes de prise en charge et de pliage d'une tôle ou d'un
flan
4 disposé à plat selon un plan d'amenage et de transfert
P horizontal.
[0026] Le bâti mobile
3 comprend, en façade, un sommier
5 s'élevant verticalement à partir de la base et portant un sabot inférieur fixe
6. Comme cela ressort de la
fig. 2, le sabot
6 forme un bec de pliage
7 s'étendant horizontalement vers l'intérieur de la machine. Le bec
7 possède une arête de pliage
8 qui est déterminée par un congé ou un arrondi centré sur un axe d'enroulement et
de pliage
9 parallèle au plan
P.
[0027] Le bâti
3 supporte, par sa superstructure et dans un plan vertical superposé au sommier
5, une genouillère
10, dite d'ouverture et de fermeture. La genouillère
10 est constituée, de manière connue, par un tablier mobile
11 suspendu à la superstructure du bâti
3 par une pluralité de parallélogrammes articulés
12 associés à un ou plusieurs vérins d'actionnement
13. La genouillère
10 est constituée de manière que le tablier
11 puisse être animé d'un déplacement vertical, dans l'un ou l'autre sens de la flèche
f₁, par rapport au sommier
5. Le tablier
11 porte, à sa base, un sabot serre-flan
14 disposé à l'aplomb du sabot
6 et formant un bec de pliage
15 s'étendant parallèlement à et dans la même direction que le bec
7. Le bec de pliage
15 comporte une arête de pliage
16 constituée par un arrondi ou un congé centré sur un axe d'enroulement
17 parallèle au plan
P.
[0028] Le bâti
3 supporte, en arrière de la façade et en direction des becs
7 et
15, un châssis mobile
20 qui est suspendu par l'intermédiaire de deux axes d'articulation, respectivement
21 et
22. L'axe d'articulation
21 s'étend horizontalement, de façon parallèle au plan des becs
7 et
15 et se trouve implanté à la partie supérieure du bâti mobile
3, en étant décalé vers l'arrière par rapport au plan contenant le sommier
5 et le tablier
11. La suspension du châssis
20 sur l'axe
21 est réalisée par l'intermédiaire d'un organe moteur
23 à course rectiligne, conçu pour permettre le réglage de la position horizontale du
châssis
20. De préférence, comme cela ressort de la
fig. 3, l'organe moteur
23 est constitué par deux vérins
23a,
23b, de préférence hydrauliques, à double effet, disposés en opposition dans un corps
commun, de part et d'autre d'une cloison commune fixe. Les vérins
23a et
23b peuvent être alimentés de façon sélective pour chacune des deux chambres à volume
variable qu'ils délimitent. Le vérin double
23 est monté articulé, par l'une de ses tiges, sur l'axe
21 et, par l'autre, sur un pivot ou un axe
24 porté par le châssis
20.
[0029] La suspension du châssis
20 par l'axe
22 est assurée de manière que ce dernier soit implanté parallèlement à l'axe
21, en étant situé à un niveau inférieur à ce dernier en occupant, par ailleurs, une
position plus décalée vers l'arrière par rapport au plan commun du sommier
5 et du tablier
11. La suspension du châssis
20 sur l'axe
22 est assurée avec interposition d'un organe moteur
24 chargé de commander le déplacement ou le réglage en position horizontale du châssis
20. L'organe moteur
24 est, de préférence, du type à course rectiligne, tel qu'un vérin hydraulique ou pneumatique.
La
fig. 1 montre un exemple de montage selon lequel le vérin
24 est articulé par un axe
25 sur le bâti mobile
3 et par un axe
26 sur l'une des branches d'un palonnier ou d'un levier
27 articulé par son autre branche sur l'axe
22. Le palonnier ou le levier
27 est relié, dans sa partie médiane, par un axe d'articulation
28 à un prolongement arrière
29 du châssis
20.
[0030] Dans sa partie opposée au prolongement
29 et faisant face aux becs de pliage
7 et
15, le chassis
20 forme un berceau
30 définissant une voie
31 de guidage et de roulement. La voie
31 est en forme de portion d'enveloppe cylindrique concave, ouverte en direction des
sabots
7 et
15 et dont le centre géométrique
C est situé à proximité des axes
9 et
17. La voie
31 sert au support d'un chariot
32 monté sur la voie
31 avec possibilité de roulement, par l'intermédiaire de galets
33 et de contre-galets
34. Le chariot
32 possède un plan de symétrie
P′ occupant une direction radiale centrée sur le centre
C de la voie
31. Le chariot
32 est attelé à un organe moteur
35 porté par le châssis
20. Dans un exemple de réalisation, l'organe moteur
35 est du type linéaire, tel qu'un vérin hydraulique à double effet dont le corps
36 est monté par des tourillons
37 sur une crosse
38 du châssis
20. La tige de piston
39 du vérin
35 est articulée directement par un axe
40 sur le chariot
32. L'alimentation du vérin
35 permet, en conséquence, par l'extension ou la rétraction de la tige de piston
39, de déplacer le chariot le long de la voie
31, par exemple dans le sens de la flèche
f₂ à partir de la position selon la
fig. 1 et inversement.
[0031] Le chariot
32 porte sur le plan
P′ un volet
41 susceptible d'occuper une position ajustable, par l'intermédiaire d'organes de réglage,
tels que des vis
42 et une ou plusieurs cales d'épaisseur
43. Ces organes de réglage permettent d'adapter la position du volet
41 en fonction, notamment, de l'épaisseur de la tôle ou du flan à plier. Le volet
41 forme une tête
44 s'étendant parallèlement au plan
P et présentant, en section droite transversale, un profil symétrique de part et d'autre
du plan de symétrie
P′. Dans une forme de réalisation préférée, le profil
45 consiste en la présence de deux pans inclinés
46a et
46b, convergeant en direction d'un méplat
47 s'étendant perpendiculairement au plan
P′ de symétrie. De préférence, les pans inclinés définissent, respectivement, avec le
plan de symétrie
P′, un angle α égal à 60
o.
[0032] La
fig. 2a montre que le profil
45 peut, aussi, être constitué par un ou plusieurs rayons de courbure organisés de façon
symétrique, de part et d'autre du plan
P′.
[0033] Dans tous les cas de réalisation, le volet
41 possède une tête
44 présentant une longueur voisine ou, de préférence, égale à celle des becs de pliage
7 et
15.
[0034] La machine à plier, décrite ci-dessus, fonctionne de la façon suivante.
[0035] A supposer qu'il s'agisse de réaliser sur une tôle ou un flan
4 un pli positif, c'est-à-dire plié vers le haut, à partir du plan d'amenage et de
serrage
P, le volet
41 est placé dans la position illustrée par les
fig. 1, 2 et
4. La tôle ou le flan
4 est ensuite disposé sur le bec
7, après ouverture du serre-flan
14 par l'intermédiaire de la genouillère
10. L'engagement de la tôle ou du flan est effectué pour atteindre des butées de réglage
de profondeur, réglables et escamotables
50, qui sont, par exemple, commandées par des vérins. Lorsque la position requise est
atteinte, la genouillère
10 est commandée en course de fermeture, de manière à faire descendre le sabot serre-flan
14 pour pincer le flan ou la tôle 4 entre les becs
15 et
7. Dans une telle position, illustrée par les
fig. 2 à 4, le flan ou la tôle
4 s'étend, de la mesure souhaitée, au-delà d'un plan fictif
P˝ passant par les arêtes de pliage ou les congés
8 et
16 des becs
7 et
15.
[0036] Les organes moteurs
23 et
24 sont ensuite commandés, de manière à faire coïncider le centre
C avec l'axe de pliage
17, de façon que le plan
P′ de symétrie passe par cet axe, comme cela apparaît aux
fig. 2 et
4.
[0037] L'organe moteur
35 est ensuite alimenté pour provoquer la course de rétraction de la tige
39, de manière à solliciter le déplacement du chariot
32, dans le sens de la flèche
f₂, sur la voie
31. La tête
44 du volet
41 prend ainsi appui sur la face inférieure de la tôle ou du flan
4 et, par son pan incliné
46b, soumet cette dernière à un pliage en lui imposant de s'enrouler sur l'arête ou le
bord
16. L'organe moteur
35 est commandé pour imposer au volet
41 une course sur une plage angulaire correspondant à l'angle de pliage devant être
respecté.
[0038] Il est à remarquer que la présence du bec de pliage
17 et la forme particulière de la tête
44 permettent de réaliser un pliage positif sur une amplitude angulaire supérieure à
90
o. En fonction de la forme d'exécution conférée aux pans
46a et
46b, un pliage sur une valeur angulaire de 0 à 120
o peut être réalisé.
[0039] Les
fig. 5 et
6 montrent qu'il est également possible d'exécuter, de façon semblable, un pli négatif,
c'est-à-dire orienté vers le bas, en réglant initialement le chariot
32 pour lui conférer une position de départ haute, de telle sorte que le plan de symétrie
P′ passe par l'axe
9 sur lequel est également centré le centre
C de la voie
31. Dans un tel cas, l'organe moteur
35 est alors commandé en course d'extension, de manière que le déplacement du chariot
32, dans le sens inverse à celui de la flèche
f₂, assure l'enroulement du flan
4 sur l'arête ou le bord
8, sur une plage angulaire pouvant être comprise, également, entre 0 et 120
o.
[0040] Après l'exécution d'un pli positif, tel qu'illustré par la
fig. 4, ou d'un pli négatif, tel qu'illustré par la
fig. 6, la tête
44 occupe, soit la position
P₁, soit la position
P₂.
[0041] Lorsqu'il convient d'exécuter un second pli, on comprend, qu'à partir des positions
illustrées par les
fig. 4 et
6, il convient de pouvoir procéder au dégagement de la tête
44, préalablement à l'avancement de la tôle ou du flan
4 après ouverture du sabot serre-flan
14. Il convient, également, de réaliser un tel dégagement, de manière à effacer suffisamment
la tête
44 pour autoriser un passage libre du pli réalisé.
[0042] Le dégagement de la tête
44, après l'exécution d'un pli positif et à supposer qu'il convienne d'exécuter alors
en succession un pli négatif, est illustré par la
fig. 7. Ce dégagement est obtenu, tout d'abord, en assurant l'alimentation de l'organe moteur
24 commandant le recul dans le sens de la flèche
f₃ du châssis
20 et, par conséquent, de la tête
44, d'une mesure correspondant à l'avancement ultérieur devant être imposé au flan
4.
[0043] Ensuite ou simultanément, l'organe moteur
23 est alimenté pour commander le dégagement ou déplacement vertical du châssis
20 dans le sens de la flèche
f₄, sur une hauteur correspondant, par excès, à celle du pli venant d'être exécuté.
[0044] Le sabot serre-flan
14 peut alors être commandé en ouverture pour permettre le transfert ou la translation
de la tôle
4 dans le sens de la flèche
f₅, sur une mesure correspondant à l'écartement devant être respecté entre le premier
pli réalisé et le second à exécuter.
[0045] Dans cette position, l'organe moteur
24 est ensuite commandé dans le sens inverse pour provoquer l'avancée du châssis
20 dans le sens contraire à la flèche
f₃. L'organe moteur
23 est ensuite commandé pour abaisser le châssis
20 dans le sens contraire à la fèche
f₄, afin d'amener le plan
P′ à passer par l'axe d'enroulement
9, à supposer qu'il s'agisse d'exécuter alors, en tant que second pli, un pliage négatif.
[0046] L'exécution de ce second pli est uniquement assurée, lorsque le centre
C coïncide avec l'axe
9, par l'alimentation de l'organe moteur
35 permettant de commander le déplacement du chariot
32 dans le sens contraire à celui de la flèche
f₂, sur une plage angulaire correspondant à l'amplitude de pliage devant être exécutée.
[0047] La
fig. 8 illustre une phase intermédiaire de dégagement du châssis
1, intervenant après l'exécution d'un pli négatif lorsqu'il convient d'exécuter, à
la suite, un pli positif sur le même flan ou la même tôle
4.
[0048] Ainsi que cela ressort de ce qui précède, la structure de la machine, faisant intervenir
un châssis suspendu à deux axes d'articulation parallèles, associés à des organes
moteurs propres et une voie de guidage en forme de portion d'enveloppe cylindrique
concave portant un chariot pivotant supportant un volet rotatif, permettent de réaliser,
sans retournement, de façon automatique ou non, des successions quelconques de plis,
positifs et négatifs, uniquement en pilotant les phases séquentielles d'alimentation
des organes moteurs
23, 24 et
35. De nombreuses possibilités de réalisation peuvent ainsi intervenir, soit par commande
manuelle, soit par commande automatique programmée.
[0049] Des gammes de fabrication complexes, rapides et en série peuvent ainsi se dérouler
sans intervention d'un personnel qualifié de conduite ou de manutention, comme cela
est nécessaire avec les machines actuelles. Par ailleurs, le seul asservissement nécessaire
étant celui de l'alimentation des vérins
23,
24 et
35, ainsi que celui du pas d'avancement du flan ou de la tôle, il devient possible de
faire fonctionner une telle machine avec une grande flexibilité, ce qui est un atout
industriel important dans la conduite d'une ligne de production.
[0050] Etant donné la possibilité de faire coïncider le centre
C de la voie
31 avec le centre ou l'axe du congé ou de l'arête de pliage concerné, en fonction du
pli à exécuter, il devient possible de plier, sans risque de marquage de la surface
extérieure, tout type de tôle, éventuellement prétraitée en surface, par l'intermédiaire
du volet
41 uniquement soumis à un déplacement rotatif provoquant l'enroulement de la partie
de tôle ou flan à plier directement sur l'arête de pliage.
[0051] L'exécution de plis successifs ou de zones de pliage, même relativement complexes,
peut ainsi être prévue sur des flans ou des tôles ayant subi un traitement de surface
définitif, tel qu'un brillantage, un laquage, un anodisage, etc.
[0052] Les
fig. 9 à 14 montrent, à titre d'exemple, des possibilités de pliages successifs pouvant être
programmés avec la machine de l'invention, sans nécessiter d'intervention d'un personnel
de conduite. Ces différentes variantes de réalisation permettent de constater qu'il
est possible de faire suivre, successivement et dans un ordre quelconque, des plis
positifs et négatifs, pouvant intéresser des angles variables inférieurs, égaux ou
supérieurs à 90
o.