Brevet FR2069845A1 — publié le 19710910

La présente invention est relative à une machine pour ltas- semblage de viroles de chaudronnerie, notamment pour la fabrication de réservoirs. On sait que les viroles de chaudronnerie doivent être soudées bout à bout pour constituer, soit une tuyauterie, soit un ré- servoir si on les referme aux extrémités. Lrassemblage de ces viroles s'effectue habituellement à l'aide d'anneaux d'accostage dont le prix est très élevé. Les deux viroles à rabouter sont serrées chacune dans un anneau, puis on les -présente face à face et un ouvrier les positionne en pratiquant des points de soudure. Ensuite, on ouvre les anneaux et les deux viroles accostées doivent entre placées sur un vireur pour effectuer sur toute leur pe- riphérie un cordon de soudage continu. Ce procédé connu offre de graves inconvénients. Tout d'abord, il oblige à n'utiliser que des viroles dont la circonférence présente exactement la longueur voulue S'il en est autrement, notamment si le développé de la virole est trop grand, on observe une déformation lorsqu'en la serre dans l'anneau dtaccostave On presente donc face à face deux viroles dont les bords n'ont pas un profil exactement circulaire et cela conduit à un mauvais aspect de la ligne de soudage. Par ailleurs, l'emploi d'un tel anneau dtaccostage connu en trois pièces ne permet pas de positionner correctement la partie cylindrique droite de certains fonds de chaudronnerie. On sait que ces fonds sont des produits du commerce que le chaudronnier achète tels quels. Le fond a une partie centrale bombée définie par un "rayon de fond raccordée à sa périphérie par un rayon de carre à une partie cylindrique droite.Cette partie cylindrique est très courte sur les fonds désormais utilisés dans l'industrie, et et il devient impossible de la saisir avec les anneaux d'accostage clas siques, en la laissant dépasser suffisamment pour le pointage par points de soudure. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant une machine d'un type nouveau qui garantit le serrage, le centrage et la mise au rond des viroles quel quen soit le diamètre exact. Une machine de chandronnerie selon l'ilnvei}ti3ll est caracterisée en ce qu'elle comprend deux diaphragmes dont le diamètre intérieur variable permet le serrage au rond dtun fond ou d'une virole, ces deux diaphragmes étant placés face à face parallèlenent l'un à l'autre et et munis de moyens permettant de les rapprocher tout en laissant entre eux un interstice suffisant pour souder les fonds ou viroles ainsi raboutés. Suivant une première caractéristique de 11 invention, chaque diaphragme est formé dfun cercle intérieur fixe où sont articulés des bras ou sabots et d'un cercle extérieur concentrique tournant sur lequel sont articulées en nombre égal des bielles reliées à ces bras ou sabots, si bien que la rotation du cercle extérieur dans un sens ou dans l'autre provoque l'ouverture ou la fermeture du diaphragme0 Chaque sabot peut comporter une face d'appui en arc de cercle destinée à s'appliquer correctement sur la virole ou Sur la partie cylindrique du fond0 On peut également munir l'axe d'articulation de chaque bras sur sa biellette, d'un galet qui est utilisé pour le serrage de la virole ou du fond0 Dans ce cas, il n'est plus nécessaire d'effectuer un soudage par points avant de transférer les viroles sur un vireur, car la rotation de ltensem- ble en vue d'un soudage continu peut s'effectuer sur place, pen dant serrage à l'intérieur des diaphragmes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, qui con viens plus particulièrement a' la fabrication de réservoirs, on prévoit de part et d'autre des diaphragmes deux bras articulés com mandés par lrcrins, dcnt chacun est muni~d'un caisson dtaspiration susceptible de recevoir un fond posé à l'horizontale, puis de présenter ce fond verticalement avec un positionnement exact, face à la virole sur laquelle on doit le souder0 Le positionnement exact du fond s'effectue Sréférablement a laide de cliquets munis de ressorts de rappel disposés aoutour des points de Serrage du diaphragme considéré, ces cliquets s'écartant lorsqu'on présente le fond mal centré, puis effectuant automatiquement le centrage sous la poussée de leurs ressorts dès qat on relâche la dépression dans le dcaissen Le desserrai des cliquets qui doivent s'écarter quand on présents le fond sur la virole, peut s'effectuer, soit automatiquement en rencontrang des mutées du diaphragme de serrage de la virole, suit sous l'action dan vérin qui provoque la compression Lu ressort Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. t est une vue latérale d'une machine d'assemblage- selon l'invention. Fig. 2 en est une vue de face suivant la direction de la flèche Il (fig. 1). Fig. 3 est une vue de face de l'un des deux diaphragmes équipé de galets pour permettre le virage des viroles. Fig. 4 est une vue analogue d'une variante où le serrage s'effectue par des sabots immobilisant la virole en rotation. Fig. 5 à 12 illustrent les phases successives de la fabrication d'un réservoir à deux fonds et deux viroles munis de soyages. Fig. 13 est une vue schématique en coupe axiale du réservoir terminée. Fig. 14 est une vue en élévation avec demi-coupe axiale d'une variante où les viroles et les fonds sont dépourvus de soyages. Fig. 15 illustre une canalisation fabriquée sur une machine selon l'invention, par mise bout à bout de plusieurs viroles. Fig. 16, 17 et 18 illustrent la façon dont les cliquets de centrage du fond s'écartent automatiquement par présentation sur la virole. Fig. 19 est une vue analogue pour la variante où ltécar- tement des cliquets est commandé par vérin. On a représenté sur les dessins une machine selon ltinvention qui comprend deux diaphragmes verticaux 1 et 2 disposés face à face et coaxialement. Chacun de ces diaphragmes est réalisé conformément à l'une des deux variantes représentées sur les fig. 3 et 4. Dans tous les cas, un diaphragme 1 ou 2 comprend un cercle immobile en rotation et composé de deux flasques 3 et 4. Entre ces deux flasques est monté un disque tournant 5 muni d'une patte latérale 6 grace à laquelle un vérin 7 peut commander sa rotation0 Lorsqu'on dilate le vérin 7, le cercle 5 tourne dans le sens de la flèche 8. Si l'on contracte le vérin 7, la rotation du cercle 5 s'effectue en sens inverse (flèche 9). Des galets-guides 80 assurent le centrage de chaque cercle 5 sur ses flasques fixes. Le vérin 7 peut Qtre hydraulique, pneumatique ou à vis. Entre les deux flasques 3 et 4 d'un meme cercle fixe, sont montés des axes dtarticulation 10 répartis régulièrement sur la périphérie. Un nombre égal d'axes 11 équipe le cercle tournant 5. Sur chaque axe 11 est articulé un bras 12 dont l'extrémité opposée porte un axe d'articulation 13. Dans la variante de la fig. 3, on réunit chaque axe 13 à l'axe 10 correspondant, par une bielle ou balancier 14, tandis qu'un galet 15 est monté fou sur l'axe 13. Dans ces conditions, on comprend que si l'on fait tourner le cercle 5 dans le sens de la flèche 8, tous les galets 15 s'éloignent simultanément du centre 16 du diaphragme. -Par contre, si l'on contracte le vérin 7 pour faire tourner le cercle 5 dans le sens de la flèche 9, tous les galets 15 se rapprochent du centre 16, ce qui permet par exemple de les serrer sur une virole de chaudronnerie 17, quel que soit le diamètre exact de celle-ci. La virole 17 est ainsi centrée avec précision et on est sûr qu'elle conserve un profil rigoureusement circulaire.Enfin, bien que serrée (fig. 3) la virole 17 peut tourner sur elle-mme (flèche double 18) en roulant entre les galets 15. Au contraire, dans la variante de la fig. 4, on réunit directement chaque axe 10 à l'axe 13 correspondant par un sabot 19 muni d'une face interne 20 en arc de cercle. Les sabots 19 oscillent autour des axes fixes 10 quand on fait tourner le cercle 5 dans un sens ou dans l'autre. La rotation du cercle 5 dans le sens de la flèche 8 écarte du centre 16 les faces 20 des sabots 19. Ces faces 20 se rapprochent au contraire du centre 16 si l'on fait tourner le cercle 5 dans le sens de la flèche 9. Les flasques 3, 4 du cercle fixe du diaphragme 1 sont fixe au bati de la machine. Ils sont solidaires de quatre paliers 21 dans chacun desquels coulisse une colonne horizontale 22. Cette dernière est solidaire du cercle 3, 4 du diaphragme 2 (fig. 1). Â lTopposé, chaque colonne 22 comporte un galet 23 sous lequel peut prendre appui la face inclinée 24 d'un coulisseau 25. On a supposé sur la fig. 1 que la machine comprend deux coulisseaux 25 dont chacun est muni de deux rampes inclinées 24, chaque coulisseau 25 actionnant ainsi deux colonnes 22. A son sommet, chaque coulisseau 25 est relié par une bielle articulée 26 à un levier oscillant 27 que commande un vérin 28. Lorsquton contracte le vérin 28, chaque coulisseau 25 est soulevé dans le sens de la flèche 29, les cames 24 s'engagent sous les galets 23 et l'ensemble du diaphragme 2 se rapproche du diaphragme 1 (flèche 30). Le mouvement se déroule en sens inverse sous l'effet de moyens de rappel connus et non représentés (par exemple des ressorts) lorsqu'on laisse le vérin 28 se dilater. Dans ce cas (abaissement des coulisseaux 25 dans le sens de la flèche 31), le diaphragme 2 s'éloigne du diaphragme 1 (flèche 32) avec coulissement des colonnes 22 dans les paliers fixes 21. Bien entendu, le syst ème de rapprochement 23, 24, 25, 26, 27, 28 qui vient d'être décrit pourrait être remplacé par un dispositif connu quelconque, par exomple à vis @@ à vérins. A gauche dans le cas de la fig. 1, la machine comporte des gnalets 33 montés 7 la manière connue sur des axes inelinés 34 pour permettre à la fois le centrage des #iroles 17 et leur roulement (flèche 30 ou 31). A droite du diaphragme 2, en prévoit un axe trausversal horizontal 35 (fig. 1) sur lequel est aiticulée l'extrémité inférieure d'un bras 36. L'autre extrémité de ce bras compporte 11n caisson 37 qu'une canalisation 38 relie à une source de vide de type connu non représentée. Le caisson 37 s'ouvre vers le haut à l'intérieur d'une lèvre périphérique 39 en caoutchoue ou en un matérieau soupt analogue Lorsqu'on poso sur 15 aisson 37 la bras rabatta (position ou traits pleins sur la fig. 1) la parei bombée d'un fend de chaudreonnerie 40 de type connu, la lèvre 39 assure l'étanchéicé. Ainsi. le vide maintenu dans le caisson 37 par le cau@lisation 3P fixe le fend 40 sur l'ensemble 36, 37. Un volant 41 - commande mannelle permet de régler avec préecision le bautour du fond 40 sur le bras 36. Désormais, si l'on relève le bras 36 (plèche 42) en contractant un vérin 43 oui relie un exe d'artioulation 44 da bras 36 à un exe fixe 45, le fond 40 reste solldaire du esisson 37 jusqu'7 venir occuper la position Oa illustrée sur la fig. 1. A cette position. des vbras divergonis 46 soliduires des flasques 3 et 4 du diaphragme 2 assurent gressièrement le centrage du fond 40 pour le présenter entre les galets 15 ou les s#tets 19 de ce diaphragme 2. Si l'on roursuit la centraction eu vérin 43, le fond 40 s'avance davantage dans le sous de la fibche 3e et, aulelà de la position 40a (fig. 1) il pénètre entre des eliquets 47 répartie autour du diaphragme 2. Chaque eliquet est articulé sur un axe 48 et un ressort 49 tond 7 le rappoler dans le sens de bisculement indiqué sur la fig. 16 par la flèche 50. Ainsi, les eliquets 47 ont tendance a se rapprocher tous de l'axe central 16 de la machine.Quand le fond de chaudrennerie 40 vient se présenter entre eux (fig. 16), les eliquets 47 s'écartent à l'encontre de leurs ressorts 49. La quantité dont bascule chaque cliquet 47 varie d'un cliquet à l'autre étant donné que le fond 40, initialement posé sans précautions sur le caisson à vide 37 (figo 1), n' est pas rigoureusement centré. Quand la partie eylindrique droite 51 du fond 40 est ainsi en appui sur les becs 52 des cliquets k7 (fig. 16), on coupe mo0 mentanément le vide dans la canalisation 38 et dans le caisson 37. Ainsi, le fond 40 ceste d'être solidaire du caisson 37 et, soumis soulement à l'action des cliquets 47 et de leurs ressorts de rapepl 49, il se recentre automatiquement grâce à l'effet combiné de ces cliquets. TTne fois le fond 40 centré, on applique à nouveau le vide dans la canalisation 38 et dans le caisson 37 dont le fond 40 @edevient solidaire, avec cette fuis une position bien précise. L'écartoment des cliquets 47 pout s'effectuer, soit automatiquement par butée de leur extrémité avait inclinée 53 sur un galet prévu su les flasques 3 et 4 du cercle fixe du diaphragme 1, soit lorsqu'on envoie la pression (fig. 19, flèche 55) dans un vé- rin 56 peur provoquer la compression du ressort de rappel 49. poui compléter la machine, on prévoit à gauche du diaphragme liii mécanisme analogue qui comprend un bras oscillant 57 commandé par un vérin 58 et muni d'un caisson a-vide 59. Le fonctionnement est le suivant On a sapposé sur les fig. 5 à 13 qu'on se propose de fabriquer une cave ou eiterne par soudage de deux viroles 60 et 61 et de deux fonds 62 et 63 On sait que la difficulté vient de ce que, ras sonvent, les dian8tres des viroles 60, 61 et ceux des parties cylindriques droites 51 (fig. 1-6) des fonds 40, 62 ou 63 ne sont pas rigemreusement identiques. de plus, lorsqu'une virole de tole 17, 60 ou 61 est ADos e isoliément au sol, elle 2 tendance a se déformer sous son propre poids. Par conséquent, le soudeur doit assembler des éléments 0, 61, 62, 63 dont le contour n'est pas exactement eireulaire et dont les diem8tres diffèrent légèrement. dans l'exempte illestré sur Les fig. 5 . 13 et 16 N 19, on a supposé que les viroles 17, 60 et 61 comportent à la manière connue un ou plusieurs soyages 64. dans une promière phase (fig. 5), on eugage l'extrémité gaucha de la vllele 60 ertre les more écartés du diaphragme 2. Pendant de @omps, les mors du disphragme 1 sont eux aussi écartés. Pour la commedité du langage, on atilise le terme de more pour désigner aussi bien les galets 15 de la variante de la fig. 3 ou les sabots 19 de la fig. 4. On pose le fond 62 à l'horizontale sur le caisson 59 du bras 57 placé en position d'attentez Dans une deuxième phase (fig. 6) on ferme le diaphragme 2 dont les mors viennent serrer la virole 60 dont on assure ainsi automatiquement le centrage et la mise au rond. On relève le bras 57 (flèche 64) pour présenter le fond 62 entre les bras obliques 46 (fig. 1) et les cliquets 47 (fig. 16) du diaphragme 1 dont les mors sont toujours écartés. Ensuite, on procède à la manoeuvre déjà décrite à l'occasion de la fig. 16, c'est-à-dire qu'on relâche le vide dans le caisson 59 pour laisser le fond 62 se centrer exactement entre ses cliquets 47, puis on met à nouveau le caisson 59 sous vide et à l'aide du bras 57 on pousse le fond 62 sur le soyage 64 de la virole 60. La position des différents organes est alors analogue à celle qui a été illustrée sur la fig. 18 pour la virole 17 et le fond 40. Les cliquets 47 s'écartent automatiquement, soit en montant sur le soyage de la virole 60 (cas de la fig. 18), soit en butant sur des galets 54 (cas de la fig. 17), soit sous l'action des vérins 56 (cas de la fig. 19). On serre les mors du diaphragme 1 pour immobiliser le fond 62 à cette position.Désormais, le fond 62 et la virole 60 étant centres et accosté on peut procéder entre les deux diaphragmes 1 et 2, au soudage de ces deux éléments 60 et 62. Si les mors des diaphragmes 1 et 2 sont constitués par des sabots 19 (cas de la fig. 4), on procède à la manière habituelle en pratiquant quelques points de soudure répartis sur la périphérie du fond 62 de la virole 60. Plus tard, l'ensemble étant posé sur un vireur de type également connu, on le fait tourner pour pratiquer un cordon de soudure continu et étanche. Par contre, si la machine selon l'invention comporte pour les diaphragmes 1 et 2 des mors de serrage constitués par les galets 15 de la fig. 3, on voit que le soudage continu et définitif du fond 62 sur la virole 60 peut être effectué dès Le stade de la fig. 6, quand le fond 62 est serré dans le diaphragme 1, la virole 60 étant à son tour serrée dans le diaphragme 2. De toutes façons, pendant ltopération de soudage ou de pointage, les deux diaphragmes 1 et 2 sont pressés en direction l'un de l'autre par le vérin 28 du mécanisme 23, 24 (fig. 1). A la phase suivante (fig. 7), on ouvre simultanément le diaphragme 1 et 2 et on fait avancer l'ensemble 60, 62 (flèche 65). On abaisse le bras 57 qui reste désormais éclipsé (fig. 8), puis on referme les mors du diaphragme 1 près de l'extrémité opposée de la virole 60. On engage la seconde virole 61 entre les mors ouverts du diaphragme 2, puis on referme ce diaphragme. En contractant le vérin 28 de chaque coulisseau 25 on rapproche les diaphragmes serrés 1 et 2 (fig. 9, flèches 66 et 67), ce qui accoste exactement les viroles 60 et 61, par exemple enengageant le soyage 68 de la virole 61 à l'intérieur de la virole 60. Ici encore, le soudage s'effectue entre les deux mors serrés et rapprochés 1 et 2, soit par points (variante de la fig. 4), soit directement à l'aide d'un cordon de soudage continu (cas de la fig. 3). A la phe suivante (fig. 10), on ouvre simultanément les mors des deux diaphragmes 1 et 2, puis on fait avancer l'ensemble 60, 61, 62 dans le sens de la flèche 69 et on présente le fond 63 sur le caisson 37, alors à lthorizontale, du du bras 36. On serre les mors du diaphragme 1 (fig. 11) de manière à laisser libre le soyage arrière 70 de la virole 61, puis on relève le bras 36 (flèche 71) pour présenter le fond 63 entre les mors ouverts du diaphragme 2. Après serrage des diaphragmes 1 et 2 (flèches 72 et 73) et rapprochement de ces deux diaphragmes (flèches 74 et 75), on soude le fond 63 sur la virole 61, soit par points (cas de la fig. 4), soit directement en continu (cas de la fig. 3). Lorsqu'elle sort de la machine, la cuve ou citerne 60, 61, 62, 63 se présente comme illustré sur la fig. 13. Bien entendu, la même machine pourrait autre utilisée pourfa- briquer une conduite de grande longueur, comme illustré sur la fig. 15. Une telle conduite est obtenue en juxtaposant un nombre quelconque de viroles telles que 60, 61, 76, 77, etc... Enfin, la machine peut également entre utilisée pour le soudage de viroles dépourvues de soyages. Dans ce cas, onobtient par exemple une cuve dont les fonds 62, 63 et les viroles 78, 79 (fig. 14) sont soudés bord à bord, Parmi les avantages de la machine selon l'invention, on voit que l'emploi des diaphragmes 1 et 2 permet de travailler sur des viroles dont les diamètres varient d'un jour à l'autre, sans qu'il soit nécessaire de changer dtoutillage, comme cela était obligatoire avec les anneaux ou colliers de type connu. REVENDICATIONS 1- Machine, pour l'assemblage de viroles de chaudronnerie, onractérisée en ce quelle comprend deux diaphragmes dont le diamètre intérieur variable permet le serrage au rond dtun fond ou d'une virole, ces deux diaphragmes étant placés face à face pa- rallèlement l'un à l'autre et muais de moyens permettant de les rapprocher tout en laissant entre eux un interstice suffisant pour souder les fonds ou viroles ainsi raboutés. 2- Machine de chaudronnerie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque diaphragme est formé d'un cercle intérieur fixe où sont articulés des bras ou sabots et d'un cercle extérieur concentrique tournant sur lequel sont articule, on nombre égal des bielles reliées à ces bras ou sabots, si bien que la rota- tion du cercle estérie-1r dans un sens ou dans l'autre provoque l'ouverture ou la fermeture du diaphragme. 3- Machine de chaudronnerie suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque sabot comporte une face d'appui en arc de cercle destinée a s'appliquer correctement sur la virole ou sur la partie cylIndrique du fond. 4- Machine de chaudronnerie suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans claque diaphragme, l'axe d'arti- culation de chaque bras sur sa biellette ost équipé d un valut tournant fou. 5- Machien de chaudronnerie suivant l'une quelconque des re 1, 2, 3, et 4 vendications, caractérisée en ce qu'elle comporte de part et d'autre des diaphragmes, deux bras articules commandés par vérins dont chacun est muni d'un caisson d'aspiration susceptible de recevoir un fond posé à l'horizontale, puis de présenter ce fond vorticalement avec un positionnement exact, face à la vilole sur laquelle on doit le souder. 6- Machine de chaudronnerie suivant la revendication 5, caractérisée on se que le positionnement exact du fond dans son diaphragme s'effoctue à l'aide de cliquete munis de ressufte #e rappel disposés n\autour des points de setrage du diaphragme coneitré, ces cliquets d'écartant loersqu'on pléseste le Sund nel contré, fois effectuant nutomutiquement le centrage sons la ponssée de leurs ressorts da's qu'on rèlûche la dépression dans I caisson. 7- Machine de chaudrunerie suivant les rovendications 5 et 6, caractérisée an ce que le desserrage des cliquets s'effectue automatiquement en rencontrant la virole sur laquelle on se propose de souder le fond. 8- Machine de chaudronnerie suivant les revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le desserrage des cliquets s'effectue automatiquement en rencontrant des butées du diaphragme de serrage de la virole 9- Machine de chaudronnerle suivant les revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le desserrage des cliquets s'effectue sous l'nction d'un vérin qui provoque la compression du ressort. 10- machine de chaudronnerie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de rapprochement des deux diahragmes comprennent des colonnes de coulissement orientées axinlement et solidaires de l'un d'eux, ces colonnes coulissant dans des paliers de l'autre alors qu'à leurs extrémitée elles comportent dos galets soumis à inaction de cames dont les déplacements sont trou uses par au moins un vérin. 11- Machine de chaudronnerie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que claque cercle de commande d'un diaphragme est muni d'une patte latérale sur laquelle est articulé un vérin de déclenchement.