Brevet FR2006672A1 — publié le 19700102

L'invention a pour objet un dispositif pour l'usinage de pièces cylindriques, et s'applique plus particulièrement au coupage de tubes métalliques, un dispositif selon la présente invention étant spécifiquement prévu pour être utilisé avec l'accessoire d'outillage portatif décrit dans la Demande de brevet français n0 P.V. 92.691 au nom du même Demandeur. On connaît bien un appareil de coupe de tubes qui comprend trois roues ou davantage, dont au moins l'une est un disque de coupe, tout l'ensemble étant agencé de façon à tourner autour d t un tube tandis que l'avance du disque de coupe s'effectue radialement et vers l'intérieur manuellement. Un tel appareil convient pour l'utilisation sur des tubes fixes auxquels on peut librement accéder, lorsque le disque de coupe est tourné à la main et peut être souvent arrêté pour faire des réglages, ou dans les cas où le tube tourne sous l'action de moyens mécaniques, le disque de coupe étant maintenu fixe, ce qui permet de le faire avancer à la main en permanence.Cependant, dans un système où le tube est maintenu fixe et où l'outil de coupe tourne sous l'action de moyens mécaniques, il n'existait jusqu'ici aucune méthode satisfaisante pour l'avance de cet outil de coupe. C'est un but de la présente invention de fournir un outil de coupe de tubes ou analogues dans lequel l'inconvénient cité plus haut est au moins partiellement supprimé et, selon l'invention, on fournit un dispositif pour usiner une pièce cylindrique, comprenant un châssis, un moyen support de la pièce à usiner porté par le châssis, un porte-outil monté sur ledit châssis. agencé de façon à porter un outil pour l'usinage de ladite pièce et un moyen d'avance agencé de façon à obtenir un entraînement à partir de la rotation relative entre la pièce à usiner et ledit dispositif de façon à. effectuer le mouvement d'avance entre l'outil et la pièce à usiner. Un dispositif selon l'invention convient particulièrement pour couper des tubes et peut être disposé de façon à couper vers l'intérieur à partir de ltextérieur du tube, ou vers l'exterieur depuis l'intérieur du tube ; le moyen de coupe peut comprendre un outil à pointe simple ou à graver, ou une molette coupante à roulement libre, ou une molette dentée rotative ou à mouvement alter natif, ou une roue abrasive ou analogue. En variante, le dispositif peut être muni d'un outil à rainurer pour former des rainures intox nes ou externes ou d'un outil à matricer pour former des cannelures internes ou externes ou des rebords. Dans une réalisation préférée, un galet au moins est monté sur ledit châssis et lesdits moyens d'avance sont entraînés par ce galet de façon à faire avancer le porte-outil vers la pièce à usiner. Le galet mentionno cl-dessus, ou en variante une molette coupante, peut actionner le moyen d'avance par l'intermédiaire d'une came, d'un engrenage, d'une vis, d'un entraînement hydraulique ou à friction, et le moyen d'avance peut comprendre un moyen compensateur manuel ou automatique de façon à régler la vitesse d'avance de l'outil selon les dimensions ou la nature de la pièce à usiner. Une forme de réalisation de l'invention va maintenant être décrite à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue de dessus représentant un dispositif coupe-tube selon la présente invention fixé à une transmission du type de celle selon la Demande de brevet français n0 P.V. 92.691 - la figure 2 est une vue de face correspondant à la figure 1; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 ; et - la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figue re 3. La transmission 10 est complètement décrite dans la Demande de brevet français n0 P.V. 92.691 en liaison avec une machine à fileter qui peut être entraînée par une perceuse électrique portative, mais dans le présent cas, la matrice du dispositif à file-- ter a été omise, de même que son capuchon d'aboutage fileté En bref, la transmission i & comporte un carter muni d'un certain nombre de prises d'entrée 11 d'entraînement au choix, disposées de façon à faire tourner un élément tubulaire 12, et une paire de mâchoires d'étau à auto-centrage 13 sont montées sur un pivot 14 porté par le carter et sont actionnées par une vis 15 à double filetage sous l'action#d'une poignée 16 pour verrouiller la transmission 10 sur un tuyau P en cours de coupe L'liement rotatif 12 présente une paire de rainures ou de fentes 17 qui peuvent recevoir des languettes parallèles 18 (décrites ci-après) sur le coupe-tube li conforme à la présente in vention. Le coupe-tube 19 tourne ensuite lentement sous l 1 action de l'élément 12 pour effectuer la coupe d'un tuyau P. Le coupe-tube comprend un chàssis#en deux parties dont la partie 20 est montée à pivotement sur la broche 21 qui est portée par l'embase 22. La partie 20 porte une fine molette coupante 23 montée librement sur un axe 24. Deux galets 25 et 26, relativement longs et de diamètre égal, sont montés de façon à pouvoir tourner sur des broches 27 et 28 dans la partie 22 du châssis, et ces galets serven & porter et à mettre en position le tuyau P par rapport à la molette 23. Le galet 25 est un galet fou et sa surface est trempée et lisse. Le galet 26 est moleté pour recevoir un entraînement par friction à partir du tuyau P lorsque le dispositif tourne autour de ce dernier, et ce galet porte un excentrique 29. Un arbre 30 tourillonnant dans le châssis 22 porte un dispositif 31 d'embrayage à galet à sens unique monté à la base d'un bras 32. Ce bras 32 porte un galet 33 à son extrémité extérieure et il est chargé par un ressort 34 fixé au bras tronqué 35 sur le boîtier du dispositif d'embrayage 31, de sorte que le galet 33 suit la surface de came de l'excentrique 29. Une came à rampe hêlicoîdale 36 est clavetée sur l'axe 30 de façon à pouvoir tourner avec ce dernier, de sorte que le mouvement alternatif du bras 32 fait tourner la came 36 de façon incrémentale sous l'action de la rotation de l'excentrique 29. Un levier coudé 37 est monté à pivotement sur la broche 21 portée par la partie 22 du châssis. L'extrémité du bras le plus long 38 de ce levier suit la came à rampe hélicoïdale 36 et le bras le plus court 39 fournit une prise conique pour la queue 40 d'une vis de réglage 41 qui porte une grande tête circulaire 42. La tête 42 de la vis 41 porte contre des faces jumelées 43 du châssis 20 et ces faces sont conformées suivant des surfaces de came pour assurer la butée avec des points placés sur un diamètr#e de la tête 42 et ainsi réduire au minimum la flexion de la queue 40. La came 35 fat partie intégrante d'une bague mo#letée 44 portant un évidement légèrement concave 45 qui est à fleur d'un evi- dement incurvé 46 pratiqué dans le châssis 22 lorsque la bague moletée est tournée de façon que le bras 38 porte contre le rayon minimal de la came 36. En fonctionnement, le tube est tout d'abord introduit dans l'élément tubulaire 12 de la Irallsmission 10. La bague moletée 44 est ensuite tournée, de préférence par le pouce de l'opérateur, ju#squ'à ce que l'on sente l'évidement -45 venir à fleur de l'évidement 46. Le -coupe-tube est alors placé sur le tube, dépassant de l'élément tubulaire 12, après avoir desserré la vis 41 si cela est nécessaire, et la tête 42 de la vis 41 est tournée de gauche à droite pour faire pivoter vers l'intérieur la partie 20- du châssis de façon à verrouiller solidement le coupe-tube en bonne position sur le tube, la molette de coupe 23 se trouvant sur la ligne de coupe désirée Le coupe-tube 19, ainsi que le tuyau ou tube P et la transmission 10 sont alors assemblés, le coupe-tube et la transmission étant orientés l'un par rapport à l'autre pour que les languettes 18 entrent dans les fentes 17 de l'élément 12. Un foret hexagonal dans le mandrin d'une perceuse électrique (non représentée) est ensuite introduit dans une prise convenable 11 et l'élément tubulaire 12 tourne ainsi pour faire tourner le coupe-tube 19 autour du tube. On préfère habituellement faire tourner le coupe-tube de manière que la molette 23 soit en arrière, mais le sens opposé de rotation peut également être utilisé, et l'on notera que l'outil sera avancé de façon identique par la rotation du galet 26 dans un sens ou dans l'autre, ou en cas d'oscillation de ce galet. On notera également que lorsqu'une transmission directe est utilisée pour l'avance de l'outil, par exemple par engrenage, le sens de l'avance dépend du sens de rotation du dispositif. Lorsque le coupe-tube tourne, le galet 26 tourne dans le châssis et l'excentrique 29 donne un mouvement de va-et-vient au bras 32 pour agir par l'intermédiaire du dispositif d'embrayage 31 et pour faire ainsi tourner la came à rampe hélicoldale 36, par une série de petits mouvements. Le bras 38 du levier 37 est ainsi dévié de façon à faire agir le bras 39 par l'intermédiaire de la vis 41 et ainsi faire avancer radialement vers l'intérieur la partie de châssis 20 et par conséquent la molette 23 lorsque le coupe-tube 19 tourne. Ce processus continue jusqu'à ce que le tube soit complètement coupé après, par exemple, 20 révolutions. Pendant l'opération de coupe, le tube est verrouillé entre les galets 25, 26 et la molette coupante 23, et le point de contact entre la molette 23'et le tube se trouve approxima#tivement sur la médiatrice de la ligne qui joint les points de contact entre le tube et les galets 25 et 25, ce qui assure la stailit, En outre, comme le couple d'entratnement est transmis en deux points, c'està-dire les deux fentes et les languettes 17 et 18, le miniums de o'- force transversale de déséquilibre est appliqué sur le tube.De#us/ notera que les languettes se trouvent parallèles à-la médiatrice mentionnée plus haut, de sorte que lorsque le coupe-tube est placé autour d'un tube pris dans une gamme quelconque de diamètres, les languettes 18 s'engageront correctement dans les fentes 17 ; cette configuration peut être modifie si les diamètres des galets 25 et 25 sont différents, mais les axes des languettes doivent être parallèles au lieu géométrique des centres de la gamme de sections de tube que le dispositif peut recevoir. On comprelldra que des ergots peuvent, en va-riante, être montés sur l'élément rotatif 12 pour s'engager dans des rentes ou des rainures parallèles dans le châssis du coupe-tube. En outre, la surface dure et lisse du galet 25 a pour effet de laminer toute nervure périphérique produite par 1 action de la molette 23. S'il arrive qu'il soit nécessaire d'enlever le coupe-tube d'un tube partiellement coupé, la vis de réglage 41 peut être des serrée pour permettre de retirer la molette 23. Le coupe-tube représenté peut être employa pour couper des tubes dont les diamètres sont compris dans la gamme représentée sur la figure 2, à savoir de 12,7 mm à 63,5 mm de diamètre exté- rieur, et l'on notera que les pièces du coupe-tube ont une forme telle que le coupe-tube 19 tournera à l'intérieur de la zone avait vue en coupe verticale, de la transmission 10 sur la totalité de sa gamme de réglage Dans une variante, la vitesse d'avance de l'outil peut être modifiée selon la dimension ou la nature de la pièce à usiner, par exemple en permettant le réglage de la longueur efficace du bras 32. Le coupe-tube représenté ci-dessus est décrit comme étant ac tisonné mécaniquement autour d'un tube fixe P. Cependant, le coupetube peut être tourné à la main au moyen d'une poignée g indiquée en pointillés sur la figure 3, et qui peut être amovible. Le coupe tube peut également être maintenu fixe et le tube peut être tour. En outre, une autre réalisation selon la présente invention peut être montée à l'intérieur d'un tube, par exemple dans un puits de pétrole, pour une coupe vers l'extérieur. Dans une autre variante, ltentrainement pour l'avance est ob- tenu à partir de la rotation de la molette 23 ou d'un galet ou d'une bande auxiliaire qui passe autour du tube. Egalement, les galets 25 et 25 peuvent être remplacés par un matériau anti-#icton pour palier. Dans encore un autre type de réalisation, on peut utiliser plus d'un outil de coupe, notamment un ou plusieurs galets 25 et 2s peuvent être remplacés par des molettes. Particulièrement dans cette réalisation, Qui peut être utilement employée pour couper un tube relativement inaccessible en utilisant un outil de coupe oscillant plutôt qu'un outil de coupe tournant, l'excentrique 29 à lobe unique peut être remplacé par une section de came multi-lobe qui donne une vitesse d'avance de l'outil convenant mieux à une oscillation d'outil de coupe, par exemple sur 600 seulement. Le coupe-tube a été décrit comme comportant une molette 23 mais on peut également employer une lame de scie ou un autre outil de coupe. Des tiges pleines peuvent également être coupées, et des tubes ou des tiges peuvent être rainurés. De plus, la molette 23 peut être remplacée par un outil d'emboutissage pour former des ca#-ii-#elures dans les tubes ou pour évaser l'extrémité des tubes de façon à former des brides. Particulièrement dans le cas d'emboutissage ou de rainurage, la bague moletée 44 peut être graduée pour permettre un préréglage de façon à déterminer à l'avance par exemple la profondeur d'une rainure ; On notera que, quoique la profondeur de la rainure augmente progressivement tout autour du tube, la vitesse d'avance de l'outil esc si raible par comparaison au déplacement rotatif de la pièce cylindrique à usiner que la variation de profondeur de la rainure est x tuellement négligeable. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'usinage de pièces cylindriques, caractérisé en ce qu'il comprend un cn ssis, des moyens de support d'une pièce à usiner portés par le châssis, un porte-outil. monté sur ledit châssis et propre à porter un outil pour l'usinage de ladite pièce à usiner et des moyens d'avance disposés pour obtenir un entraînement à partir de la rotation relative entre la pièce à usiner et ledit dispositif pour effectuer un déplacement d'avance entre ledit outil et ladite pièce à usiner. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un galet est monté sur ledit dispositif de façon à recevoir un entraînement de ladite pièce à usiner lorsqu'il tourne par rapport à celle-ci, lesdits moyens d'avance étant entraînés par le galet pour faire avancer ledit porte-outil vers ladite pièce à usiner. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une came entraînée par ledit galet est propre à faire osciller un dispositif d'embrayage à sens unique pour faire avancer ledit porte-outil de façon incrémentale vers ladite pièce à usiner. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une seconde came est mise en rotation par ledit dispositif d'embrayage à sens unique pour déplacer un suiveur provoquant le mouvement dudit porte-outil. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler la position de la seconde came indépendamment de l'action dudit galet. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens indicateurs sont prévus pour indiquer le point de départ du mouvement de ladite seconde came. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens indicateurs comportent des pièces digitalement sensibles associées à ladite seconde came et audit châssis. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que des graduations sont associées à ladite seconde came pour déterminer à l'avance la valeur d'avance dudit outil. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit galet présente une surface moletée ou analogue pour favoriser l'entraînement par friction entre le galet et ladite pièce à usiner. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de galets sont agencés de façon à supporter et à positionner la pièce à usiner par rapport à l'outil. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins un galet présente une surface lisse et durcie de façon à aplanir toute nervure formée sur la pièce à usiner par suite de l'action de l'outil. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que ledit châssis comprend une première partie et une seconde partie qui porte ledit porte-outil et montée sur la première partie, des moyens étant prévus pour le réglage des positions initiales relatives des deux pièces du châssis pour adapter le dispositif à l'utilisation avec toute une gamme de diamètres de cylindres. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite seconde partie est montée à pivotement sur ladite pre mière partie. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes réalisé en tant que coupe-tube, caractérisé en ce que ledit outil comprend un outil de coupe. 15. Dispositif selonol'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'un outil sous forme d'une molette de coupe est portée par le porte-outil. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une poignée pour faire tourner le dispositif à la main. 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite poignée est amovible. 18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisa en ce qu'il comprend des moyens coopérant à engagement propres à réagir contre un couple de torsion provenant d'une trans-- mission d'entraînement. 19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce a##ue lesdits moyens coopérant à engagement comprennent au moins une languette qui est fixée au dispositif et dont l'axe est parallèle au lieu géom-1--i- l###e des centres de la gamme de pièces à usiner de section circulaire qui peuvent être reçues par le dispositif. 20. Dispositif selon la revendication 19 caractérisé en ce que lesdits moyens coopérant à engagement comportent deux languettes espacées l'une de l'autre et disposées de fa#on à avoir leurs axes alignés ou parallèles. 21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé e ce qu'il comprend des moyens compensa- teurs pour régler la vitesse d'avance de l'outil en fonction des dimensions ou de la nature de la pièce à usiner. 29. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour être utilisé en conbinaison avec une transmission, caractérisé en ce qu'il comprend des pièces qui ont une forme telle que le dispositif ne puisse tourner sensiblement en dehors de la surface frontale en élévation de ladite transmission.