Brevet FR2190570A1 — publié le 19740201

La présente invention a pour objet, d'une part, un procédé pour positionner (orienter, ou centrer) et souder des brides et des bagues, ayant des grandes tolérances de dimensions par rapport aux diamètres des tubes, sur les extrémités d'éléments de tubes ayant un diamètre intérieur nominal variable et des dimensions peu précises, et éventuellement d'éléments de tube d'axe légèrement courbe, et, d'autre part, des dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connatt déjà, pour la fabrication en série d'éléments de tubes pour réseaux de canalisations, des tettes de serrage, des dispositifs de centrage et des dispositifs auxiliaires qui permettent une réalisation plus rationnelle de travaux préparatoires sur les extrémités de tubes et de soudage ultérieur en lignes amnilaires. Dans ces disposatifs, au lieu des axes des extrémités de tubes et des brides, ou bagues, sont amenées en colncidence, ou bien par un travail d'enlèvement de copeaux sur la surface extérieure du tube, on arrive à obtenir une faible tolérance des mesures entre tube et bride. Généralement, les éléments de tube sont munis de deux brides et il est d'usage de centrer, fixer et souder simultanément les deux brides. Lorsqu'il s'agit d'éléments de tubes de grandes longueurs, l'élément de tube doit être soutenu au moins une fois sur sa longueur. Etant donné toutefois que les tubes destinés à être travaillés pour être utilisés dans des systèmes de canalisation peu coûteux ne présentent pas des dimensions précises, un réglage, ou centrage, exact des éléments de tubes entre les tubes de serrage est très compliqué et coûteux. le but de l'invention est, par conséquent, de procurer un procédé et un dispositif pour sa mise en oeuvre, qui permettent le positionnement, le maintien et le soudage ou le soudage d'attente de brides et de bagues ayant un jeu plus que suffisant par rapport au diamètre extérieur non usiné de tubes ayant un diamè tre intérieur nominal variable et des dimensions peu précises, ainsi que de tubes ayant éventuellement un axe légèrement courbe, ceci avec des frais minimes de main d'oeuvre et d'outillage. Conformément à l'invention, la solution à ce problème consiste à procéder comme suit : On immobilise,d'abord par sa surface extérieure, au moyen de dispositifs de serrage et de centrage montés oscillants ou basculants par rapport à l'horizontale,chaque extrémité libre de l'élément de tube reposant horizontalement sur des galets, on centre ensuite au moyen d'un cane de centrage déplacé horizontalement vers la surface frontale de l'élément de tube, la bride ou bague enfilée librement dessus, on relie ladite bride ou bague, par soudage d'attente, à l'extrémité du tube, pendant que le ctne de centrage exécute encore son approche, et on la soude enfin complètement, après retrait du cône de centrage et pendant la rotation de l'élément de tube. les avantages particuliers du procédé résident dans le fait que, lors du centrage des brides à présouder ou à souder dé finitivement, le tube continue à reposer sur les galets du dispositif-support dont au moins une paire de galets peut titre en tratnée pour faire tourner l'élément de tube en vue de 1 'exécu- tion des lignes de soudure annulaires et de la rectification des surfaces d'étanchéité sur les brides. les éléments de tubes ne sont donc pas portés par les totem de centrage et de serrage et il n'est pas nécessaire d'aligner les deux tétez de centrage et de serrage dans le sens axiale les axes des tettes de centrage et de serrage montées de manière à pouvoir basculer ou pivoter se règlent au contraire automatiquement par rapport à l'ase des éléments de tubes, cet axe de tube pouvant être légèrement courbe. Un centrage de la bride ou d'une bague a lieu, de préférence, d'après le diamètre extérieur non usiné du tube. Conforiéaent à l'invention, un réglage très précis de la perpendicularité de la surface frontale de la bride par rapport à l'axe de l'extrémité de tube est possible même lorsque les élé ments de tube présentent des dimensions très différentes les unes des autres. En raison de la construction simple d'une toute de centrage et de serrage, les deux têtes peuvent être montées coulissantes sur une plaque de base, ou socle, pour pouvoir s'adapter à des longueurs de tubes très variables. Sur le dessin annexé, on a représenté schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé et on va décrire maintenant, dans ce qui suit, l'opération de centrage des brides ou bagues sur les extrémités de tube. Sur ce dessin - les figures i, 2 et 3 sont, respectivement, des vues en élévation latérale, en plan et en bout du dispositif . Comme on le voit sur le dessin, le tube 1 repose sur les galets 2 d'un dispositif-support éventuellement agencé pour pouvoir titre soulevé et abaissé. Une paire de galets 2 peut entre actionnée de temps à f tre pour faire tourner l'élément de tube autour de son axe. chaque tette de serrage à centrer consiste en un châssis 8a, 8b qui est monté mobile par rapport au socle 10 fixé en position hcrizontale et éventuellement mobile horizontalement, dans le sens de l'axe du tube.Ce montage mobile est fait, soit autour d'un axe de pivotement perpendiculaire à l'axe du tube 1, par exemple une arête prismatique ou un rouleau 9' permettant un mouvement de pivotement, soit autour d'un point fixe 9 situé au-dessous de l'axe du tube et sous forme d'une articulation à rotule pour la production d'un mouvement oscillant. Plusieurs ressorts peuvent etre prévus pour le support élastique du châssis Sa, 8b par rapport au socle 10 (figure 1). les deux parties verticales 8b du châssis sont agencées sous forme d'un cadre évidé pour constituer un palier de glissement rectiligne destiné à recevoir, dans ses glissières, les coulisseaux t -, mobiles verticalement, d'une mâchoire de serrage inférieure et supérieure j, respectivement, dans laquelle sont, soit ménagés des évidements prismatiques, soit montés des galets. Ces évidements prismatiques des mâchoires de serrage 3 ont des dimensions telles que l'on puisse amener et serrer, sans perte de temps de changement, des tubes de petit et de grand diamètres (voir figure 3).Aux mâchoires de serrage 3, ou à leurs coulisseaux 3a, jb, sont reliés des parallélogrammes articulés 5a, 5b, par l'intermédiaire de deux paires d'arceaux 4a, 4b s'étendant dans la zone des extrémités de tubes, loin au-dessus et au-dessous. Ces parallélogrammes articulés forment, avec un cylindre 6 fendu suivant deux génératrices pour recevoir deux ergots de guidage, un guide parallèle pour la tige-support 7a d'un cone de centrage 7. Dans la vue schématique, en élévation, du dispositif selon la figure 1, on a représenté en traits pointillés uniquement la paire d'arceaux supérieurs 4a en position oblique écartée, arceaux qui entrafnent les parallélogrammes articulés, tandis que, dans cette vue on a renoncé, pour plus de simplicité, à indiquer la position écartée de la paire d'arceaux inférieurs correspondants 4b. De la géométrie des parallélogrammes articulés, il résulte que le cylindre 6 servant au guidage du cone de centrage 7 est constamment orienté sur l'axe du tube, indépendamment du mouvement de montée et de descente des coulisseaux de guidage 3a et 3b des mâchoires de serra ge 5. La bride Il à souder temporairement se laisse placer librement et sans difficulté sur l'extrémité de tube lorsque le cône de centrage 7 se trouve dans la position de fin de course extérieure, vers la droite, et ladite bride est tout d'abord supportée dans cette position par un dispositif de maintien 12. A cet effet, le dispositif de maintien 12 comprend par exemple un ou plusieurs tétons qui pénètrent dans les trous percés pré a lablement dans la bride.Sur la figure 1, on voit que l'ouverture centrale de la bride 11, ou d'une bague, à souder temporairement présente un åeu-sensible par rapport au diamètre extérieur du tube. Lorsque, au moyen du dispositif de maintien, le cône de centrage ayant été amené d'une manière liche contre l'extrémité frontale du tube, on procède à un déplacement parallèle de la bride, cette dernière se centre exclusivement sur le cone de centrage. Cette position, qui est représentée en traits pointillés sur la figure , montre que le jeu entre l'ouverture de la bride et le diamètre extérieur du tube est réparti uniformément. L'agencement susvisé du dispositif donne lieu au mode de mise en oeuvre suivant pour les opérations de centrage et de soudage temporaire consécutif de brides, ou de bagues d'extrémité La zone médiane de l'élément de tube 1 non usiné au préalable et devant recevoir une soudure temporaire à chacune des extrémités frontales est posée sur le support comportant les galets S et le dispositif de centrage est engagé, par déplacement du socle 10, sur l'extrémité de tube. les mâchoires de serrage 3 sont ici écartées l'une de l'autre, c'est-à-dire largement éloignées de la surface enveloppe du tube.Lorsque la bride 11 a été glissée sur l'extrémité de tube, les mâchoires de serrage 3 sont ramenées sur la surface extérieure du tube qui peut avoir un diamètre quelconque. le guidage rectiligne du cone de centrage 7 se règle ainsi automatiquement. L'application du cone de centrage 7 (contre le tube) fait que la bride 11 guidée, parallèlement à l'axe, vers l'extrémité frontale grâce au dispositif de maintien 12, est non seulement centrée par rapport à la surface extérieure de l'élément de tube non usinée, mais encore réglée en ce qui concerne sa perpendicularité par rapport à l'axe du tube, ce qui fait que l'on peut négliger toute courbure de l'axe du tube, courbure s'étendant sur toute la longueur de l'élément de tube. les arceaux 4a et 4b du dispositif de liaison à parallélogrammes articulés, arceaux pouvant s'écarter largement vers le haut et vers le bas, permettent d'effectuer tout d'abord un soudage temporaire (soudage d'attente) de la bride Il avec la paroi du tube et de réaliser ensuite, par rotation du tube et en appliquant un procédé de soudage quelconque, éventuellement automatique, par exemple un joint d'angle soudé et, sur l'extrémité frontale, une soudure d' étan- chéité. Pour un développement du procédé, le dispositif peut, en ce qui concerne son agencement, outre complété en ce sens, par exemple, que le cône de centrage 7 peut titre raplacé' ta- porairenent sur son axe 7a par des dispositifs d'usinage grtce auxquels peut titre usinée la surface frontale de la bride Il ou la couche de soudure déposée en cet endroit. Pour l'exécu- tion de ces opérations d'usinage complémentaire, l'axe 7a peut également être muni d'un dispositif de coniande produisant Sa rotation. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour le positionnement, le maintien et le soudage de brides et de bagues ayant de grandes tolérances de dimensions sur les extrémités d'éléments de tubes ayant un diamètre intérieur nominal variable et des dimensions peu précises et, éventuellement d'éléments de tubes ayant un axe légèrement courbe, caractérisé par le fait qu'on fixe d'abord par sa surface extérieure, par des moyens de serrage et de centrage oscillant en basculant par rapport à l'horizontale, chaque extrémité libre de l'élément de tube de diamètre quelconque et dont le milieu, dans le sens longitudinal, repose en position sensiblement horizontale sur des galets, indFpendw- ment du fait que les axes des extrémités de tube coincident, ou non, on centre ensuite la bride ou bague enfilée librement dessus, par des organes de centrage déplaçables horizontalement contre chaque face frontale de l'élément de tube, on r*- lie alors ladite bride ou bague, par soudage d'attento, à l'et- trémité du tube, pendant que l'organe de centrage exécute encore son mouvement d'approche, et on soude enfin complètement la bride ou bague, par rotation de l'élément de tube sur son sup- port à galets, l'organe de centrage ayant été retiré et les moyen de serrage desserrés. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour chaque extrémité de tube, un cbLssis monté oscillant ou basculant par rapport à un socle horizontal fixe et dans lequel sont guidées, à peu près perpendiculairement à l'axe du tube, des mchoires de serrage mobiles accouplées à un paraI lélogramme articulé auquel est relié un o8ne de centrage dé- plaçable horizontalement, un dispositif de maintien déplaçable horizontalevent étant en outre prévu pour la bride ou bague à souder temporairement et définitivement. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, dans lequel le chassie avec le parallélograne articulé et le c8ne de centrage sont montés oscillant par rapport au socle, autour d'un axe ou d'un galet horizontal disposé perpendioulairement au tube. 4.- Dispositif suivant la revendication 2, dans lequel le clitesis avec le parallélogramme articulé et le cdne de centrage sont montés, pr rapport au socle, de manière à pouvoir osciller en tous sens autour d'un point fixe agencé comme une articulation à rotule. 5.- Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le cône de centrage peut etre échangé temporairement contre des outils enlevant des copeaux ou des outils à rectifier ou à polir.