Brevet FR2197700A1 — publié le 19740329

La présente invention cen@erne. @s machines d'usinage de tuyaux. Plus particulierement elle cor@emne une @c@@@ machine auto-centreuse, qui peut être mase e@ @@@@@e pot@ d@verse@ opérations de façonnage de tuyaux, telles qu@une découpe, @@ chanfreinage, un soudage. un meulage, @@ ferag@ qu@ @@ ex@men @@x rayons X. Il est courant que, pendant qu'une ca@alisation est en service, un élément de tuyaux doive être "façonné" $ou usiné, par exemple outil doive autre découpé à la longueur volue, son extrémité toise autre chafreinée pour autre préparée à une opération de soudage ultérieure ou bien que son extrémité doive subir an u6-1n-'gr spécial, paz exemple par meulage, pour d'autres raisons particulières. La longueur des éléments de tuyaux est d'habitude de 12 mètres et leur diamètre peut atteindre 1,20 m ou plus, suivant le type de serice auquel le tuyau est destiné. Du fait de l'encombrement de ces éléments de tuyau et du fait qutil est impossible de déterminer à l'avance les opérations qui doivent être prévues pour chacun des éléments voisins, le façonnage des tuyaux s'effectue en général sur son site d'utilisation ou a proximité de celui-ci. En conséquence, il est souhaitable de disposer d'un appareil de façonnage qui soit portatif et qui puisse être utilisé soi@ sur place, soit sur un chantier etqui puisse être adapté fac@@ement à l'opération particulière voulue afin de permettre des économies considérables de temps et de main-d'oeuvre. L'invention concerne donc une machine d'usinage de tuyaux, de f@@@tionnement efficace, d'uti@isation facile et de fabrication p@u coûyeuse. Elle peut être adaptée facilement à des tuyaux de d@@e@sions diverses. Elle peut executer des operations multiples, Elle peut être mise en pe@ltion précise sur un tuyau. la machine @ut-ce@treu@e d'@@@age @@@@ l'invention peut être mise facilement, @apidem@n@ et avec pré@@@@ion on position sur un elément de toyau et peut se mo@ter sur des tuyaux de dimensions di@er@es.Elle est ppévue @ou@ le support d'un outil de façonnage destiné à exécute@ un mouvement periphérique autour d'un tuyau. Le mouvement périphérique de l'outil autour du tuyau peut être commandé soit à la main, soit mécaniquement. l'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une élévation d'une machine d'usinage de tuyaux selon l'invention la figure 2 est une vue de face de la machine selon l'invention, suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une vue.arrière de la machine selon l'invention, suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ; la figure 4 est une élévation d'un autre mode de réalisation d'une machine de façonnage de tuyaux selon l'invention, semblable à la machine de la figure 1 la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 2 ; et la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 2. Une machine auto-centreuse de façonnage de tuyaux selon l'invention comprend un cadre circulaire, un ensemble à bague ouvrante, rotative sur le cadre circulaire, un dispositif de serrage auto-centreur fixé sur le cadre circulaire et pouvant autre serré sur un élément de tuyau à façonner, un support d'ou- til monté sur la bague et un mécanisme d'entratnement en en rota- tion de la bague sur le cadre. Une caractéristique importante de l'invention réside dans la possibilité du dispositif de serrage à centrer avec précision l'appareil, lorsque ses éléments de serrage portent contre la surface d'un élément de tuyau, de manière que l'outil qui peut autre un chalumeau de découpe, un élément de meulage ou de polissage ou tout autre outil voulu soit disposé avec précision par rapport à la partie du tuyau qui doit être fa çonnée et exécute un mouvement orbital autour de celui-ci. En conséquence, cette machine peut autre serrée et centrée facilement et rapidement. Une autre caractéristique importante de la machine selon l'invention réside dans la possibilité d'ouverture de la bague et dans le centrage automatique du dispositif de serrage. Il est possible de comprendre l'importance de ces caractéristiques lorsqu'on examine les autres appareils connus. le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 146 959 décrit un appareil de découpe de tuyaux qui comprend plusieurs éléments de serrage destinés à placer le tuyau concentriquement par rapport à son ouverture centrale. Cependant, comme on l'indique dans ce brevet, il faut glisser l'appareil au-dessus de l'extrémité du tuyau et le déplacer Jusqu'au point où doit autre effectuée l'opération, lorsqu'on veut le mettre en fonctionnement, car il ne peut autre ouvert afin autre placé rapidement et directement à la position où l'opération doit autre effectuée. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 2 086 764, n0 2 364 963 et n0 2 637 880 décrivent des appareils comportant des bagues ouvrantes qui peuvent autre disposées autour d'une partie d'un élément de tuyau afin de déplacer un appareil d'usinage ou de façonnage autour de sa périphérie. Cependant, dans aucun cas, l'ensemble à bague ni, en conséquence, l'appareil de façonnage ne se centre automatiquement. Dans chaque cas, le dispositif destiné à régler la position de la bague concentriquement à l'élément de tuyau, doit autre réglé indépendamment du dispositif qui fixe l'appareil sur celui-ci. Sur les dessins, la figure 1 représente un appareil 10 de façonnage de tayauiselon l'invention, dans la position qu'il occuperait sur un élément de tuyau 12, afin d'y maintenir un outil en position, par exemple un chalumeau 14 de découpe. le chalumeau 14 doit être maintenu en position appropriée afin de tourner autour de la périphérie de l'élément .12, de découper l'élément de tuyau à la longueur voulue, d'y préparer un bord chanfreiné ou d'y former un bord lisse. le chalumeau de découpe 14 n'est représenté en position qu'à titre d'exemple et il va de soi que d'autres outils de façonnage pourraient autre disposés de la mme manière, par exemple un outil de meulage, un outil de forage ou tout autre outil spécial destiné à tourner autour de la périphérie du tuyau.L'appareil de façonnage comprend un cadre 16, de forme en section de cercle et une bague ouvrante 18 à deux éléments constitués essentiellement par un premier élément 20 et un second élément 22. Le cadre 16 comporte une gorge annulaire 24 représentée sur la figure 5 et l'élément 20 de la bague, une baguette 26 destinée à coulisser circonférentiellement dans la gorge 24. Une languette 28 du second élément 22 de la bague prolonge la languette 26 et coulisse dans la gorge 24 lorsque la bague 18 tourne autour du cadre 16, pendant le fonctionnement de l'appareil. Les éléments 20 et 22 de la bague peuvent autre usinés avec précision afin de buter l'un contre l'autre de la façon prévue et de permettre aux languettes 26 et 28 de se déplacer avec douceur dans la gorge 24. La figure 6 montre en détail comment le second élément 22 de la bague est articulé sur le premier élément 20 par une broche 30 disposée dans une douille 32 placée dans une ouverture 34 du premier élément 20. L'articulation comporte des plaques 36 et 38 fixées au second élément 22 par des boulons à machine 40 qui passent par des ouvertures 42 de la plaque 36 et des ouvertures 44 de l'élément 22. Les boulons sont vissés dans des parties taraudées 46 de la plaque 38. La seconde partie 22 de la bague est logée et peut autre verrouillée contre la première partie 20 par un dispositif de verrouillage comprenant des plaques 48 et 50, des boulons 52 qui passent par des ouvertures 54 de la plaque 48 et par des ouvertures 56 de l'élément 22 de la bague et qui sont vissés dans des ouvertures 58 de la plaque 50.Le dispositif comprend également un verrou 60 dont une partie filetée est logée dans les filets intérieurs d'un écrou 62 fixé à la plaque 48, qui passe par une ouverture 64 de la plaque 48, une ouverture 66 de l'élément 20 de la bague et qui est vissée dans une ouverture 68 de la plaque 50. De ce fait, lorsque l'élément 22 de la bague est en position et bute contre l'élément 20, le verrou 60 peut autre vissé et mis en position afin d'aligner les éléments 20 et 22 de la bague. Cependant, le verrou 60 peut prendre diverses formes et au lieu autre vissé dans l'ouverture 48 il peut passer par celle-ci et autre vissé dans un écrou à machine séparé ou bien il peut titre en forme de broche poussée par un ressort dans les ouvertures 64, 66 et 68. Le déverrouillage du verrou 60 pernet ainsi à l'élément 22 de la bague de pivoter sur son articulation et de s1 ouvrir afin de permettre à tout ltenseilqble 18 18 de la bague autre disposé autour d'un élément de tuyau afin d'y serrer l'appareil de façonnage. La figure 3 représente un châssis de support 70 fixé sur le cadre 16 par un boulon 72 afin de supporter les éléments de serrage de l'appareil de façonnage. Une bague de guidage 74 et une vis sans fin 76 d1entratnement sont disposées sur le chts- sis de support 70. ta barre de guidage 74, dont la surface est lisse, est disposée dans des alésages 78, 80 et elle est maintenue en position par une vis de calage classique 82, vissée dans un élément de support 84. La vis sans fin 76 est logée et supportée dans des paliers 86 et 88 comportant des filets de vis extérieurs 90 et 92 qui coopèrent avec des filets de vis intérieurs 94 et 96 d'alésages 98 et 100 du chassie de support 70. Il est également possible d'effectuer des réglages fins du dispositif de serrage à l'aide des paliers 86 et 88.Des livets à pa; à gauche 102 et des filets appas à droite 104 de la vis 76 coopèrent avec des filets de vis intérieurs 106 et 108 des éléments de serrage 110 et 112 afin de rapprocher et dtécarter ceux-ci, l'un par rapport à l'autre, lorsque la vis sans fin d'entratneent 76 tourne. Les paliers 86 et 88 peuvent autre déplacés dans les alésages 98 et 100 afin de permettre, à volonté, un léger réglage latéral de la position de la vis 76 et un ré glane précis du centrage des éléments de serrage 110-et 112 et de permettre également un déplacement précis de l'outil de façonnage pendant sa rotation autour de l'élément de tuyau, sur la bague 18.Les paliers 86 et 88 peuvent ttre mis facilement en position dans les alésages 98 et 100 par une clé à griffes appropriée, conçue de manière à s'ajuster dans des creux 114 et 116. Une vis 119, à titre htlen,eut être vissée dans un alésage ta-raudé 118 du chassie de support 70, afin de porter contre la surface 121, découpée par dessons,d' plier 86 et de conzti- tuer une butée empêchant tout mouvement indésirable de ce der- nier. Un alesarre taraudé 112 semblable, est prévu pour une vis à tête Allen 132 portant des filets de vis 124 et qui e,t disposée de manière à porter de force contre une surface1découpée par dessous,125 du palier 88, afin d'empocher tout déplacement indésirable de celui-ci. La barre de guidage 74 coulisse dans des alésages 126 et 128 des éléments de serrage 110 et 112. La barre 74 qui est sensiblement parallèle à la vis 76, est destinée à stabiliser et à guider les éléments de serrage 110 et 112 pendant leur déplacement le long de la vis d'entratnement 76. Une manivelle permet de faire tourner la vis d'entraînement 76 à l'aide d'une roue 130. Bien que la roue d'entraînement 130 et le bras de manivelle 132 permettent de faire tourner la vis 76, cette rotation peut autre provoquée par exemple par un moteur électrique ou hydraulique. Comme on le voit sur la figure 1, des gorges 134 et 136 des éléments 20 et 22 de la bague sont destinés à guider un galet d'entraînement 138 dont la surface périphérique, en matière élastique 140, porte îekong de la surface inférieure des gorges 134 et 136. Comme on le voit sur la figure 1, les gorges comportent des surfaces moletées 142 et 143 qui constituent un dispositif dtentratnement par friction de la bague 18. La matière élastique 140 peut autre du caoutchouc, du "Nylon", du "Téflon" ou tout autre matière analogue, légèrement élastique, afin de constituer un dispositif d t entratnement non glissant de la bague. Il est préférable de prévoir une surface élastique, plu tat que deux surfaces métalliques dures, sur la bague 18 et la roue dtentratnement 138, bien que des périphéries métalliques puissent être également utilisées sur ces éléments. La roue d'entratnement 138 est montée sur un arbre 144 qui est relié par des engrenages à un ensemble de transmission 146 entratné en rotation par l'arbre 148 et la manivelle à main 150. L'ensemble de transmission 146 peut être de modèle classique et peut comporter entre l'arbre 148 et l'arbre 144 un rapport d'engrenage approprié qui convient le mieux pour ltapplication particulière à laquelle est destiné l'appareil de façonnage. L'arbre 148 peut aussi autre relié à un moteur électrique ou hydraulique convenable qui fottrnit la force motrice d'entrafnement. L'ensemble de transmission 146 est fixé au châssis de support 70 qui, comme on l'a indiqué plus haut, est monté sur le cadre 16. De ce fait, la force d'entrainement exercée sur la roue 138 permet à la bague 16 de tourner autour de l'élément de tuyau sur lequel est serré l'appareil de façonnage. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, un chassies de support d'outil réglable peut autre assujetti à la bague 18. Il comprend un chtssis de support 152 dont des fentes 154 logent des vis de calage 156 qui sont vissées, de plus, dans le premier élément 20 de la bague. La position d'un collier 160 supportant outil de façonnage peut autre réglée sur une barre 158 fixée au chassies de support 152. Le collier 160 peut etre mis en position longitudinalement par rapport à la barre 158 et fixé à la position angulaire voulue sur celle-ci, par le serrage d'une vis de calage 162 dans le collier 160. La figure 1 représente un chalumeau de découpe classique maintenu en position sur le collier 160, bien que, comme on lta indiqué plus haut, il soit possible d'utiliser des outils de façonnage de types différents. La figure 4 représente un autre mode de réalisation de ~appareil de façonnage selon l'invention. Ce mode de réalisation comprend un dispositif différent pour l'entratnement de la bague 18. Au lieu des surfaces moletées 142, 143 et des gorges 134, 136, une channe 164 est placée dans la gorge 134 et une channe semblable 166 dans la gorge 136. Une broche 168 passant dans un maillon d'extrémité de la channe 164 et dans un alésage 170 proche de l'extrémité de l'élément 20 de la bague, maintient la channe 164 en position. Une broche 172 passant par un maillon d'extrémité de la channe 166 et dans un alésage 174 de l'élément 22 de la bague maintient la channe 166 en position sur celui-ci. Des éléments de fixation semblables sont disposés aux autres extrémités des channes 164 et 166.Les dents 178 pignon 176 fixé sur l'arbre 144 sont en prise avec les maillons des chatnes 164 et 166 afin d'ectralner la bague 18 de cette variante. Les chatnes 164 et 166 sont disposées sur les éléments 20 et 22 de la bague, de manière qu'il n'y ait aucune perte de chemin lorsque les dents 178 du pignon stenga- gent successivement dans des parties individuelles des chatnes 164 et 166. Pour mettre la machine de l'invention en fonctionnement, le verrou fileté 60 est dévissé de manière à dégager le second élément 22 de la bague de la position dans laquelle il est rapproché du premier élément 20. En conséquence, la bague -18 est ouverte et l'appareil de façonnage peut autre disposé transversalement par rapport à l'élément de tuyau, tandis que les éléments de serrage 110 et 112 sont initialement en position d'extension, de sorte que l'élément de tuyau peut passer entre eux. Le second élément 22 de la bague est mis ensuite en position à proximité de l'élément 20 et le verrou 60 est serré. En conséquence, une piste ou surface de guidage lisse et continue est offerte à l'outil de façonnage qui peut autre mis ensuite en position sur la barre 158.Après avoir disposé un élément de tuyau entre les éléments de serrage 110 et 112, on fait tourner le bras de manivelle 132 de manière que les éléments de serrage 110 et 112 se rapprochent du tuyau et viennent finalement en contact avec ce dernier afin de le serrer. Du fait des possibilités de réglage précis de l'appareil de façonnage selon linvention, lorsqu'il est serré sur un élément de tuyau, ce dernier est maintenu rigidement et concentriquement à la circonférence de la bague 18. La position d'un outil de façonnage, tel que le chalumeau de découpe 14, peut alors être réglée à volonté sur le dispositif de serrage 160. Par la manoeuvre de la manivelle 150, il est possible de faire tourner la roue nement 138 et en conséquence de faire tourner la bague 18 de manière à régler avec précision la position du chalumeau 14, concentriquement et autour de l'élément de tuyau. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent autre appotéeàlprei décrit et représenté sans sortir du cadre de elinven ion. REVENDICATIONS 1. Archine de façonnage de tuyaux, caractérisée en ce qu'cule conprend un cadre annulaire sur lequel peut tourner un ensemble à bague ouvrante et sur lequel est fixé un dispositif de serrage aute-centreur, les élénents dc ce dispositif étant placés face à face sur une vis de manière à autre mobiles vers l'intérieur oc vers l'extérieur lorsque ladite vis tourne et pouvant être serrés sur un élément de tuyau à façonner, un sup port d'outil étant monté sur l'ensemble à bague qu'un mécanisme d'entraînement peut faire tourner sur le cadre. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de serrage comprend deux éléments de serrage disposés face à face sur une vis afin de se déplacer vers l'in térieur ou vers l'extérieur sur celle-ci lorsqutelle tourne, les éléments de serrage pouvant, de plus, coulisser sur un élément de guidage parallèle à ladite vis. 3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l t ensemble à bague ouvrante est relié à la périphérie du cadre par un dispositif à languette et gorge et comprend un organe qui permet de le verrouiller sur le cadre. 4. Nadine suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'un élément en forme de channe est fixé à la périphérie de l'ensemble à bague ouvrante, le mécanisme d'entratnement com prenant des engrenages montés sur le châssis et comportant de 'plus un pignon coopérant avec l'élément en forme de chaîne afin d'entratner ladite bague. 5. Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la périphérie de la bague ouvrante est moletée, le méca nisme d'entraînement comprenant des engrenages montés sur le chassies et comportant de plus une roue dont la surface périphé rique en matière élastique peut etre mise en contact d'entrat- nement avec ] adite bague. 6. Machine suivant l'une des revendications 4 et 5, ca ractérisée en ce que la vis comporte un organe qui permet de la régler à volonté. 7. Machine suivant les revendications 5 et 6 prises en semble, caractérisée en ce que la surface périphérique de la bague ouvrante est en matière élastique, le mécanisme d'entraf- nement con;prenant ces engrenages montés sur le chassies et comportant de plus une roue dont la surface periphérique moletée peut outre mise en contact d'entratnenent avec ladite bague. 8. Machine de façonnage de tuyaux, caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre annulaire sur lequel peut tourner un ensemble à bague ouvrante et auquel est fixé un dispositif de mise en position auto-centreur, les éléments de ce dispositif étant placés face à face sur une vis afin de se déplacer vers l'intérieur et vers ltextérieur sur celle-ci lorsqu'elle tourne, ledit dispositif pouvant autre mis en position sur un élément de tuyau, un mécanisme étant destiné à entratner en rotation autour du cadre l'ensemble à bague sur lequel est monté un support d'outils. 9. Machine de façonnage des tuyaux,caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre annulaire, un ensemble à bague ouvrante comprenant un élément de surface périphérique pouvant être mené de manière à faire tourner cet ensemble sur le cadre, un dispositif de mise en position auto-centreur,fixé au eadre,compor- tant un organe extensible lui permettant de se déplacer vers l'intérieur et vers l'extérieur afin de mettre ladite machine en position sur un élément de tuyau, un support d'outil étant monté sur l'ensemble à bague et un mécanisme d'entraînement comprenant une roue comportant un élément de surface périphérique en contact d'entrainement avec la surface périphérique de la bague pour la faire tourner sur le cadre, l'une desdites surfaces périphérique étant une surface moletée. 10. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que la première surface périphérique correspond à l'élément de surface périphérique de l'ensemble à bague ouvrante, l'élément de surface périphérique de la roue étant en matière élastique. 11. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que ladite première surface périphérique correspond à l'élé- ment de surface périphérique de la roue, ltélément de surface périphérique de l'ensemble à bague ouvrante étant en matière élastique. 12. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que autre élément de surface périphérique est en matière élastique, l'organe extensible comprenant un dispositif de serrage dont les élément a disposés face à face sur une vis sont mobiles vers l'intérieur et vers l'extérieur lorsque ladite vis se tourne.