Brevet FR2083435A1 — publié le 19711217

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication d'éléments de coques de forme quelconque, en particulier pour la construction navale. De tels éléments de coque sont réalisés par soudure à partir de plusieurs tôles avec un certain nombre de profilés posés sur celles-ci. Il est connu d'étaler les tôles et de les aligner les unes par rapport aux autres à un poste de travail convenable, puis de les assembler par soudure bord à bord. Sur le plan de tôles ainsi obtenu, on pose alors les profilés nécessaires comme raidisseurs, on les dégauchit et les soude à la tôle. Pendant l1exécu- tion des soudures, il faut que les tôles et les profilés soient solidement pressés contre le marbre qui les supporte. Ce mode de fabrication d'éléments de coques est très compliqué et prend du temps. Le transport, le réglage de position et le serrage des grosses tôles et des profilés lourds exigent des installations de levage appropriées, un grand nombre de dispositifs auxiliaires et de grands gabarits qui sont lourds à manier. L'exécution des diverses opérations est liée à de gros efforts physiques. Pour la construction d'éléments de coques ayant la forme de surfaces incurvées, il est besoin de marbres spéciaux ou mannequins à la forme correspondante. Si l'on doit fabriquer des é- léments de coques de formes différentes, il faut disposer d'un nombre correspondant de mannequins ou encore d'un mannequin réglable. De tels mannequins sont toutefois très coûteux. Il est également connu d'effectuer une fabrication d'éléments de coques plans par étapes successives Les tôles sont alors assemblées à un premier poste de soudage pour former un plan sur lequel on pose ensuite les raidisseurs à un autre poste de soudage au moyen d'un dispositif spécial. Après chaque opération de soudure, l'assemblage plan de tôles est avancé à l'étape suivante. Bien que les opérations soient largement mécanisées, le temps nécessaire à la fabrication d'un élément de coque est considérable du fait que les opérations s'effectuent toujours les unes après les autres. Un autre inconvénient est le grand encombrement de l'installation. Ceci est vrai également d'une autre installation connue pour la construction d'éléments de coques ayant la forme de surfaces incurvées, avec laquelle les diverses opérations sont réalisées à six postes de travail successifs. Du fait des nombreux postes de travail et des supports d'appareils qui sont nécessaires, les frais sont très élevés. Les nombreux transports intermédiaires qui sont nécessaires pour passer d'un poste de travail au suivant allongent considérablement le temps de la construction. Le but de l'invention est d'abaisser la dépense de temps et de travail dans la fabrication d'éléments de coques. Le problème à la base de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif, convenant à la mise en oeuvre dudit procédé, qui permettent la fabrication d'éléments de coques de forme quelconque, les diverses opérations devant, dans une très large mesure, être commandées et se dérouler simultanément. Le problème est résolu suivant l'invention par le fait que les tôles nécessaires à la fabrication de l'élément de coque et mises à la forme correspondante sont suspendues à des dispositifs d'accrochage, dégauchies et fixées par des dispositifs de positionnement situés dans au moins deux plans superposés et sont soudées bord à bord de bas en haut en continu au moyen de têtes soudeuses mobiles sur chariots ; qu'après exécution d'une longueur de soudure déterminée, lesdites tôles sont abaissées avec lesdites têtes soudeuses, et qu'après chacun de ces mouvements d'abaissement, en même temps que se poursuit la soudure bord à bord des tôles, un ou plusieurs éléments raidisseurs sont posés horizontalement sur la partie déjà assemblée par soudure desdites tôles et y sont soudés par soudures d'angle avec des têtes soudeuses mobiles sur chariots le long de ces éléments. Suivant une autre caractéristique-du procédé, après pose d' un certain nombre d'éléments raidisseurs horizontaux, on place à chaque fois par-dessus ceux-ci des éléments raidisseurs verticaux munis d'encoches correspandantes et on les fixe par soudure. Pour la mise en oeuvre du procédé, on se sert d'un dispositif dans lequel, au-dessous de dispositifs d'accrochage mobiles horizontalement et verticalement pour les tôles, il est prévu, dans des plans superposés, au moins deux cadres de positionnement mobiles verticalement et portant des dispositifs de positionnement réglables dans le plan dudit cadre ou parallèlement à celui-ci pour aligner entre elles les tôles suspendues, avec, au-dessous desdits cadres de positionnement, un autre cadre qui est muni de dispositifs de soudure mobiles le long des bords des tôles et de dispositifs de préhension et d'appui pour la pose d'éléments raidisseurs horizontaux sur la partie déjà soudée desdites tôles, ainsi que de têtes soudeuses mobiles sur chariots le long des raccordements desdites tôles,et au-dessus et au-dessous duquel sont disposées des têtes soudeuses mobiles horizontalement sur chariots le long desdits éléments raidisseurs horizontaux, pour effectuer les soudures d'angle supérieure et inférieure. Pour la pose d'éléments raidisseurs verticaux, il est prévu deux autres cadres, également mobiles verticalement, qui portent des dispositifs de montage mobiles avec organes de préhension et d'appui, ainsi qu'avec des têtes soudeuses pour placer et souder les éléments raidisseurs verticaux et qui sont, en outre, munis d'organes de préhension et d'appui pour maintenir fixe la partie inférieure de l'élément de coque. Les divers cadres peuvent pivoter autour de leurs axes longitudinaux respectifs, si bien que les éléments raidisseurs horizontaux peuvent toujours être appliqués sur les tôles sous l'angle désiré. Les éléments raidisseurs horizontaux et verticaux peuvent être amenés à leurs dispositifs de préhension et d'appui respectifs par des dispositifs de transport portés par les cadres correspondants. Les déplacements des dispositifs d'accrochage des tôles, des cadres, ainsi que des dispositifs de positionnement, de soudure, de préhension et d'appui, qui peuvent, par exemple, être à entraînement mécanique, électrique ou hydraulique, peuvent être commandés par des dispositifs de commande adéquats, connus en soi, d'après un programme donné à l'avance, essentiellement à partir du plan de construction de l'élément de coque et des vitesses de travail possibles des têtes soudeuses. L'invention permet ainsi une fabrication mécanisée et largement programmée d'éléments de coques de forme quelconque sur une faible surface de production et sans grosses dépenses pour des gabarits et dispositifs auxiliaires spéciaux. Comme les diverses opérations s'effectuent dans une large mesure simultanément, le temps nécessaire à la fabrication d'un élément de coque est réduit. On comprendra mieux l'invention à partir de la description détaillée qui suit, en se référant aux dessins annexés, donnés ici surtout à titre d'exemple illustratif et sans aucun caractère limitatif, dans lesquels La fig. 1 montre schématiquement le dispositif avec des tôles qui y sont suspendues et qui sont partiellement assemblées par soudure la fig. 2 est une vue latérale complétant la fig. 1 ; et la fig. 3 représente le dispositif de la fig. 1 à un instant ultérieur, avec des éléments raidisseurs horizontaux et verticaux déjà soudés sur les tôles. Le dispositif comporte un élément porteur principal en forme de cadre 3, qui peut se déplacer en étant guidé sur des chemins de roulement horizontaux 2 portés par une charpente 1, et sur lequel reposent des poutres également roulantes 4 avec des palans monorails 5 auxquels sont suspendus des dispositifs d'accrochage 6 pour des tôles 7. Au-dessous sont disposés dans un guidage vertical 8, en deux plans superposés, des cadres de positionnement 9 et 10 qui portent des dispositifs de positionnement 11, lesquels sont constitués par un grand nombre de vérins opposés deux à deux pour le dégauchissage des tôles 7 et peuvent se- déplacer en hauteur. Immédiatement au-dessous du cadre de positionnement 10 se trouve un cadre 14 avec des dispositifs de préhension et d'appui 15 pour la pose d'éléments raidisseurs horizontaux 13 sur les tôles 7.Le cadre 14 porte en outre les têtes soudeuses 17 pour la soudure bout à bout des tôles 7. Sur deux autres cadres 18 et 25, disposés plus en bas et également mobiles verticalement dans le guidage 8, sont portés des dispositifs de préhension et d'appui 19 et 26, pour maintenir fixe la partie inférieure de l'élément de coque, ainsi que des dispositifs de montage 21 et 21' avec des organes de préhension et d'appui 22 et 22', ainsi que des têtes soudeuses 24 et 24'. Les têtes soudeuses 12 et 20, qui servent à réaliser les soudures d'angle fixant les éléments raidisseurs horizontaux 13, sont respectivement fixées aux vérins des dispositifs de positionnement 11 du cadre de positionnement 10 et à ceux des dispositifs de préhension et d'appui 19 du cadre 18. Suivant les cordons de soudure à exécuter, les têtes soudeuses 17, 24, 24' sont portées par des chariots mobiles dans des plans verticaux et les têtes soudeuses 12 et 20 par des chariots mobiles dans des plans horizontaux. Les têtes soudeuses 12 et 20 sont en outre réglables verticalement. Le cadre 14 est muni d'un dispositif de transport 16 constitué, par exemple, par un transporteur à chaine mobile longitudinalement et réglable en hauteur, par lequel les éléments raidisseurs 13 peuvent être amenés aux dispositifs de préhension et d'appui 15. Un tel dispositif de transport 16 équipe également le cadre inférieur 25, mais n'est pas représenté sur les figures. Les tôles 7 sont prises par les dispositifs d'accrochage 6 sur une aire de préparation, également non représentée, amenées par l'élément porteur principal en forme de cadre 3 au-dessus de l'ouverture des cadres de positionnement 9 et î0,qui sont abaissés en conséquence,et,par le déplacement des poutres 4 et des palans monorails 5, ainsi que par les mouvements de levage et de descente des dispositifs d'accrochage 6, on dégrossit le réglage de leurs positions relatives. Ensuite, on fait monter les cadres de positionnement 9 et 10 et, au moyen des dispositifs de positionnement 11, on dégauchit et fixe les tôles 7 conformément à la section que doit avoir l#lément de coque dans chacun de ces plans.Aussitôt après, on met les têtes soudeuses 17 en position de travail à l'extrémité inférieure des tôles 7 pour la soudure bord à bord de celles-ci, et l'opération de soudage commence. Après avoir soudé une longueur déterminée de ces cordons de soudure, on abaisse les deux cadres de positionnement 9 et 10 avec les tôles 7 et les têtes soudeuses 17 jusqu'à ce que le plan prévu pour la pose du premier élément raidisseur 13 coinci- de avec le plan des dispositifs de préhension et d'appui 15 du cadre fixe 14. Avec le dispositif de transport 16, on prend un élément raidisseur 13 sur un dispositif d'amenée non représenté et l'amène au-dessus de l'ouverture du cadre tout près devant les tôles 7, puis on abaisse le dispositif transporteur 16, en sorte que l'élément raidisseur 13 se trouve pris par les dispositifs de préhension et d'appui 15 et pressé contre les tôles 7. Ensuite, on met en position de travail les têtes soudeuses 12 et 20 et soude l'élément raidisseur 13 sur les tôles.Pendant que s'effectue le soudage de l'élément raidisseur 13, on déplace vers le haut le cadre de positionnement inférieur 10, après rétraction des vérins de son dispositif de positionnement 11, d'une distance égale à l'espacement prévu entre les éléments raidisseurs horizontaux, on déplace vers le haut les dispositifs de positionnement 11 d'une distance égale à l'espacement prévu entre les éléments raidisseurs horizontaux, et on amène à nouveau les dispositifs de positionnement 11 contre les tôles 7.Après achèvement des soudures d'angle et desserrage des dispositifs de préhension et d'appui 15 du cadre 14, on abaisse solidairement les deux cadres de positionnement 9 et 10 avec les tôles 7 pour la pose de l'élément raidisseur horizontal 13 suivant et le cycle de travail précédemment décrit se répète sans qu'il y ait d'interruption de l'opération de soudure effectuée. par les têtes soudeuses 17. La partie de l'élément de coque, qui est munie des éléments raidisseurs horizontaux 13 et dépasse au-dessous du cadre 14, est d'abord prise, de façon à assurer une fixation supplémentaire, par les dispositifs de préhension et d'appui 19 du cadre 18 qui se déplace verticalement au même rythme que le cadre de positionnement inférieur 10 et finalement, quand la longueur est suffisante, elle se trouve également prise par les dispositifs de préhension 26 et d'appui du cadre inférieur 25. D'une manière analogue au transport des éléments raidisseurs horizontaux 13 sur le cadre 14, des éléments raidisseurs verticaux 23 sont transportés sur le cadre 25 vers les organes de préhension et d'appui 22' du dispositif de montage 21' qui les saisissent par une extrémité et les basculent en position verticale, après quoi ils sont pris à leur autre extrémité -par les organes de préhension et d'appui 22 du dispositif de montage 21 porté par le cadre 18. Ainsi tenu, l'élément raidisseur vertical 23 est pressé contre# l'élément de coque auquel il est soudé par les têtes soudeuses 24 et 24', respectivement portées par les dispositifs de montage 21 et 21'. La mise en place et la fixation par soudure d'un élément raidisseur vertical 23 se font toujours en même temps que celles d'un élément raidisseur horizontal 13. Tous les cadres sont disposés pivotants autour de leurs axes longitudinaux respectifs dans le guidage 8, et on les règle suivant la pente que doit avoir le plan des éléments raidisseurs horizontaux 13. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'éléments de coques, en particulier pour la construction navale, caractérisé par le fait que les tôles (7),nécessaires à la fabrication de l'élément de coque, sont suspendues à des dispositifs d'accrochage (6), dégauchies et fixées par des dispositifs de positionnement (11) disposés dans au moins deux plans superposés et soudées bord à bord, de bas en haut, en continu au moyen de têtes soudeuses (17) mobiles sur chariots ; qu'après exécution d'une longueur de soudure déterminée, lesdites tôles (7) et lesdites têtes soudeuses (17) sont abaissées et qu'après chacun de ces mouvements d'abaissement, un ou plusieurs éléments raidisseurs (13) sont posés horizontalement sur la partie déjà assemblée par soudures desdites tôles (7) et y sont soudés avec des têtes soudeuses (12,20) mobiles sur chariots. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après pose d'un certain nombre d'éléments raidisseurs horizontaux (13), on place à chaque fois par-dessus ceux-ci des éléments raidisseurs verticaux (23) munis d'encoches et les fixe par soudure. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au-dessous de dispositifs.d'accrochage (6) mobiles horizontalement et verticalement pour les tôles (7), il est prévu, dans des plans superposés, au moins deux cadres de positionnement (9,10) mobiles verticalement dans un guidage (8) et portant des dispositifs de positionnement (11) réglables dans le plan dudit cadre ou parallèlement à céluici, avec, au-dessous desdits cadres de positionnement, un autre cadre (14) muni de dispositifs de préhension et d'appui (15) pour la pose d'éléments raidisseurs horizontaux (13) sur lesdites tôles (7), ainsi que de têtes soudeuses (17) mobiles sur chariots verticalement et horizontalement pour la soudure bord à bord desdites tôles (7), et au-dessus et au-dessous duquel sont disposées des têtes soudeuses (12,20) mobiles horizontalement sur chariots pour effectuer les soudures d'angle desdits éléments raidisseurs horizontaux (13). 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'au-dessous du cadre (14) servant à la pose des éléments raidisseurs horizontaux (13), sont disposés deux autres cadres (18,25) mobiles verticalement dans ledit guidage (8) avec des organes de préhension et de serrage (19,26) pour maintenir fixe la partie inférieure de la section de coque. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que, sur les deux cadres inférieurs (18,25), il est prévu des dispositifs de montage (21,21') avec des organes de préhension et d'appui (22,22') mobiles en translation et en rotation pour la pose d'éléments raidisseurs verticaux (23), ainsi que des têtes soudeuses (24,24') mobiles sur chariots horizontalement et verticalement pour l'exécution de soudures d'angle. 6. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que les cadres (9,10,14,18,25) sont agencés pour pouvoir pivoter autour de leurs axes longitudinaux respectifs. 7. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que, pour amener les éléments raidisseurs horizontaux et verticaux (13,23) auxdits organes de préhension et d'appui (25), il est prévu des dispositifs de transport (16) réglables longitudinalement et en hauteur. 8. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdites têtes soudeuses (12,20) pour souder les éléments raidisseurs (13) posés avec le cadre (14) sont disposées sur les cadres (10,18) voisins dudit cadre (14). 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdites têtes soudeuses (12,20) sont portées mobiles sur chariots par les vérins des dispositifs de positionnement (11) et par ceux des dispositifs de préhension et d'appui (19). 10. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que, sur un élément porteur principal (3) en forme de cadre, sont disposées des poutres (4), mobiles les unes par rapport aux autres, sur lesquelles se trouvent des palans monorails (5) agencés pour recevoir les dispositifs de suspension (6) pour tôles (7) et par le fait que l'élément porteur principal (3) en forme de cadre est agencé pour pouvoir se déplacer sur des chemins de roulement (2) au-dessus du cadre de positionnement supérieur (9) et d'une aire de préparation des tôles (7).