Brevet FR2271485A1 — publié le 19751212

La présente invention est relative aux appareils de montage de brides, collerettes ou collets sur des corps tubulaires. Pour raccorder entre eux certains tubes qu'il est difficile ou peu économique obtenir industriellement dans une forme plus complexe que la simple forme cylindrique, par exemple les tubes en matière plastique-renforeée de fibres de-verre, il est de pratique courante de rapporter sur leurs extrémités cylindri- ques une bride, collerette, ou collet. Dans la suite du texte, cette pièce rapportée sera désignée par le terme générique de collet. La pose de tels collets peut être faite en usine de fagon plus ou moins mécanisée. Cependant, l'installation des tuyauteries sur les chantiers rend souvent inévitable la coupe de certains tuyaux tout équipés, ce qui détermine l'apparition de nouveaux bouts unis qu'il est alors nécessaire d'équiper des mêmes collets que les tuyaux d'origine. L'invention a pour but de fournir un appareil permettant de réaliser in sitù la pose de collets sur des tuyaux avec la même qualité pour le produit fini que celle obtenue en usine. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil de montage de collets sur des corps tubulaires, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un mandrin-support dont une première partie est expansible et est destinée à être introduite dans le tuyau et dont une seconde partie est munie dlun filetage, et d'autre part un dispositif de dressage de la tranche d'extrémité du tuyau, un dispositif d'usinage de la surface extérieure de ce tuyau et un dispositif de positionnement du collet, ces trois dispositifs étant destinés à eztre montés de façon amovible sur ladite seconde partie du mandrin-support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exempie non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels les Figs. 1 à 3 illustrent, en coupe diamétrale, le montage d'un collet sur un corps tubulaire au moyen d'un premier mode de réalisation de l'invention ; les Figs. 4 à 6 illustrent, également en vue diamétrale, le montage d'un collet sur un corps tubulaire au moyen d'un second mode de réalisation de l'invention. L'appareil représenté aux Figs. I à 3 comprend un -support commun 1 sur lequel peuvent être adaptés successivement un dispositif 2 de dressage de la tranche d'extrémité du corps tubulaire (Fig. 1), un dispositif 3 d'usinage de l'extrémité de ce corps (Fig. 2), et un dispositif 4 de positionnement du collet sur la surface ainsi préparée (Fig. 3). L'appareil représenté est destiné à la pose d'un collet C (Fig. 3) sur l'extrémité lisse d'un tuyau T qui est par exemple un tube en matière plastique renforcée de fibres de verre. Pour la commodité de la description, on supposera que l'on équipe l'extré- mité droite du tuyau T (en considérant les dessins), dont l'axe X-X est horizontal. Le support 1 a dans son ensemble la forme d'un mandrin de révolution monté sur une tige filetée 5. Un manchon rigide 6 est porté par deux disques 7 et 8 montés sur la tige 5 Le disque 7 est fixé par vissage à l'extrémité de cette tige, tandis que le disque 8 est monté coulissant sur celle-ci. Chacun des disques 7 et 8 présente, tourné vers l'autre, un épaulement 9, 10 sur la face axiale duquel repose une extrémité du manchon 6. Entre les faces d'extrémités de ce manchon et les faces radiales des épaulements 9 et 10 est disposée une garniture élastique expansible 11. Le disque d'extrémité 7 présente un chanfrein 12 opposé à son épaule ment9, tandis que la face du disque 8 opposée à son épaulement 10 est plane. Le diamètre extérieur des disques 7 et 8, comme celui du manchon 6, est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tuyau T. L'autre extrémité de la tige 5 porte, fixée sur elle par vissage, une douille 13. Un corps 14 cylindrique est monté sur la tige 5. Ce corps 14 est muni d'une collerette intérieure 15 d'extrémité qui est en appui sur la face plane du disque 8 et dont la paroi interne peut coulisser sur la tige 5, tandis que son autre extrémité est unie et peut coulisser sur la douille 13. Le diamètre extérieur du corps 14 est nettement inférieur au diamètre intérieur du tuyau T. La douille 13 dépasse de l'extrémité de la tige 5 et est traversée transversalement par un orifice 16 dans lequel est monté un tourillon cylindrique 17 dont la longueur est égale au diamètre de la douille 13. Ce tourillon 17 porte, sur chacune de ses faces d'extrémité, une saillie excentrique 18 dont la hauteur est égale à l'épaisseur du corps 14.Sur le tourillon 17 est fixé un levier 19 qui peut prendre deux positions : lorsque ce levier 19 est dans le prolongement de la tige 5, les deux excentriques 18 se trouvent dans le plan de l'axe de cette tige, du eôté du corps 14. ils appuient alors sur ce dernier, qui, par sa collerette d'extrémité 15, tend à rapprocher le disque 8 du disque 7. Ce mouvement provoque l'expansion radiale des garnitures 11, pressées axialement eontre les faces d'extrémité du manchon 6 et les faces radiales des épaulements 9 et 10.Grâce à une encoche radiale prévue dans la douille 13, le levier 19 peut également prendre une position de repos, perpendiculaire à l'axe de la tige 5, dans laquelle les excentriques 18 se rapprochent de 1'extrémlté libre de la douille 13 en supprimant leur pression sur le corps 14, ce qui permet au disque 8 de s'écarter légèrement du disque 7 et aux garnitures 11 de se rétracter radialement. Enfin, la douille 13 est munie d'encoches d'accrochage du type baïonnette dont le roule apparaîtra plus loin. La surface externe du corps 14 est munie d'un filetage 20. Ce filetage s'étend à peu près à partir du milieu du corps 14, en direction de la douille 13, sur une faible longueur axiale inférieure par exemple au tiers du diamètre nominal du tuyau T. Le support 1 peut porter successivement les trois dispositifs 2, 3 et 4 qui vont être maintenant décrits Le dispositif 2 de dressage comprend essentiellement une douille cylindrique 21 dont une extrémité est munie intérieurement d'une bague à frottement doux 22, par exemple en polyéthylène, et dont l'autre extrémité présente une collerette extérieure 23 venue de matière sur laquelle peut entre fixée, au moyen de vis 24, une plaquette 25 de même diamètres intérieur et extérieur que la collerette 23 et sur la face libre de laquelle est fixé ' un disque abrasif 26. La douille 21 et la collerette 25 sont intérieurement lisses. Une bavette souple 27 en forme de couronne,de diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du corps 14, est serrée entre la collerette 23 et la plaquette 25. A l'outil 2 sont associés un ressort hélicoïdal 28 porté par un volant de poussée 28a et une bague d'appui 29, dont le rôle apparaîtra plus loin. Le dispositif d'usinage 3 comprend un porte-outils de révolution 30 composé de deux parties tubulaires coaxiales 31 et 32. La partie intérieure 31 est taraudée intérieurement au même pas que le filetage 20 et a une surface extdrieure cylindrique lisse de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur du tuyau T. La partie extérieure 32 du porte-outils 30 est de diamètre intérieur nettement plus grand que le diamètre extérieur du tuyau T, est dans son ensemble cylindrique et se raccorde à une de ses extrémités à la partie intérieure 31 par un pied annulaire 33. La face d'extrémité de la partie extérieure 32 est légèrement en retrait par rapport à celle de la partie intérieure 31, et ces deux parties délimitent entre elles un évidement annulaire 34 dont le fond 35 est rigoureusement perpendiculaire à l'axe du porte-outils 30. Contre la face d'extrémité de la partie extérieure 32 peut être fixée, au moyen d'une bague 36 et de vis 37, une bague portelames 38. Celle-ci est munie intérieurement de lumières radiales régulièrement réparties sur son pourtour et destinées à recevoir des outils coupants d'usinage 39.Les outils 39 peuvent entre par exemple au nombre de 6, répartis en trois groupes de deux espacés angulairement de 120O des uns des autres. Dans l'exemple représen té,#.8es#plaquettes 39 situées le plus près du fond de ltévidement 34 sont en saillie radiale vers l'intérieur par rapport aux trois autres. La distance séparant les lumières du fond de l'évidement 34 correspond à la distance sur laquelle l'extrémité du tuyau T doit être usinée. Des poignées radiales 40 fixées sur la surface périphérique extérieure du dispositif 3 permettent la manoeuvre de ce dernier. Le dispositif 4depositionnement du collet (Fig 3) est également destiné à Rtre vissé surle corps 14 et comporte à cet effet une douille tubulaire 41 taraudée intérieurement. Une colle rette radiale extérieure 42 est munie de poignées radiales 43 et définit avec la surface extérieure de la douille, dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tuyau T, un paulement 44 contre lequel est disposé un gabarit annulaire 45 qui présente une saillie annulaire centrale, avec interposition d'une bague 46 à frottement doux, par exemple en polyéthylène. La face libre du gabarit 45 définit le profil du joint à réaliser, comme on le verra par la suite. Dans l'exemple représenté, le collet C à monter sur le tuyau T comporte une partie 47 extérieurement cylindrique et intérieurement conique, et une collerette extérieure d'extrémité 48. Le diamètre intérieur minimal du collet C se trouve du cSté de la collerette 48. Celle-ci présente une face d'extrémité plane 49 dont la position axiale doit être parfaitement définie par rapport à la tranche d'extrémité t du tuyau T. (Fig. 3). Le montage du collet C sur l'extrémité droite du tuyau T s'opère de la façon suivante On introduit tout d'abord le support 1 dans le tuyau T, coaxialement à ce dernier, le levier 19 étant dans sa position perpendiculaire à l'axe X-X On arrête cette introduction, qui est facilitée par le chanfrein 12 du disque 7, lorsque la tranche d'extrémité t du tuyau T se trouve à l'aplomb d'une marque portée par le corps 14 légèrement en avant du filetage de ce dernier. On amène alors le levier 19 dans sa position axiale, ce qui provoque l'expansion radiale des garnitures 11, comme expliqué plus haut. Le support 1 tient alors de lui-mEme à l'intérieur du tuyau T par appui radial des garnitures ll contre la paroi interne de ce dernier. On enfile sur le corps 14 le dispositif 2 jusqu'à ce que le disque abrasif 26 bute contre la face d'extrémité t du tuyau T. La bague à frottement doux 22 est alors portée par le corps 14 légèrement à droite du filetage 20. On enfile ensuite la bague d'appui 29 sur la douille cylindrique 21,-puis le ressort hélicoïdal 28, qui vient en appui contre cette bague 29, et on comprime ce a ressort au moyen de la poignée 28 , dont des goupilles radiales 28b pénètrent dans les encoches du type baionnette prévues à cet effet dans la douille 13. Le dispositif 2 est alors fortement pres a sé contre le tuyau T. Au moyen de poignées radiales 23 fixées sur le pourtour de la collerette 23, on imprime au dispositif 2 des mouvements de va-et-vient qui produisent, grâce au disque abrasif 26, une abrasion de la face d'extrémité t . Pendant cette opération, la bavette 27 protège le filetage 20 du corps 14 contre la pénétration de particules.Lorsque le disque abrasif 26 porte sur toute la face d'extrémité du tuyau T, on libère le verrouillage à baronnette de la poignée 28a, et on retire successivement vers la droite cette poignée et le ressort qu'elle porte puis le dispositif 2. On procède ensuite à l'usinage de la surface périphérique de 1 t extrémité du tuyau T en enfilant sur le support 14 le dispositif d'usinage 3, après avoir vérifié le réglage des outils coupants 39 au moyen d'un gabarit (non représenté). On visse le dispositif 3 sur le filetage 20 du corps 14 au moyen des poignées 40, ce qui a pour résultat la pénétration dans le tuyau T de la partie intérieure 31 de ce dispositif, pendant que les deux séries d'outils coupants 39 entament la surface extérieure du tuyau T. On poursuit le vissage jussutå ce que la face d'extrémité t du tuyau T vienne en butée contre le fond 35 de l'évidement 34 du dispositif 3. On dévisse alors ce dispositif et on le retire vers la droite. Lorsque le dispositif 3 est retiré, le tuyau T présente, sur une certaine longueur, une surface extérieure usinée. Etant donné la différence de saillie radiale des deux Jeux d'outils coupants 39 dans l'évidement annulaire 34, l'extrémité gauche de la partie usinée du tuyau présente deux petits créneaux. Le diamètre externe courant du tuyau T et son diamètre extérieur à son extrémité correspondent respectivement au plus grand et au plus petit diamètres intérieurs du collet C. On apprête alors la surface usinée du tuyau T et la surface intérieure du collet C par nettoyage, dépolissage et enduction de colle sur les deux surfaces. On dispose alors le collet C sur le tuyau T, sans forcer et sans faire tourner ce dernier, qui doit dépasser nettement de l'extrémité du tuyau. Tout en empêchant le collet C de tourner, de façon à ne pas détruire la structure de la colle, on visse alors sur le corps 14 le dispositif de positionnement 4, qui vient pousser le collet C sur le tuyau, et ce jusqu a ce que la saillie annulaire centrale du gabarit 45 bute contre la tranche d'extrémité t du tuyau. Le collet est alors parfaitement positionné. Il ne reste plus qu'à dévisser le dispositif de position nement 4, à faire reprendre au levier 19 sa position initiale per~ pendiculaire à l'axe X-X, ce qui libère les garnitures de fixation 11, à extraire le support 1 du tuyau T et à nettoyer l'extrémité du tuyau et les diverses pièces de l'appareil, en particulier en enlevant les excès de colle. Le mode de réalisation des Figs. 4 à 6 diffère du précédent en ce que sur le support 1, qui est analogue à celui déjà décrit, peut #tre monté un unique porte-outils 50 permettant d'opérer successivement les trois opérations de dressage de la face d'extrémité t du tuyau T, d'usinage de la surface extérieure de ce tuyau et de positionnement du collet C au moyen des trois dispositifs Sa, na et 4a, dont la conception est dans l'ensemble la même que précédemment. Le porte-outils 50 comprend essentiellement un corps tubulaire 51 taraudé intérieurement au pas du filetage 20 du corps 14 du support 1, et ce corps tubulaire 51 porte, près de son milieu, une collerette radiale 52 dirigée vers l'extérieur et munie de poignées radiales 52a. Sur une face de cette collerette sont plaquées successivement un disque à frottement doux 53, un gabarit 54 analogue au gabarit 45 du mode de réalisation précédent (dispositif et et une bague 55 munie sur son pourtour de poignées 56 et, sur sa face libre, d'un disque abrasif 57 (dispositif 2a). Un manchon à frottement doux 55a est interposé entre le corps 51 et les éléments 53, 54 et 55.Entre le gabarit 54 et un épaulement prévu sur la face de la bague 55 opposée au disque 57, une rondelle élastique 58 joue le r81e du ressort 28 du premier mode de réalisation. Les éléments 54 à 58 sont amovibles. A l'autre extrémité du porte-outils 50, une bague 59, munie de fentes radiales dans lesquelles sont logés des outils coupants 60, est serrée entre deux bagues 61 et 62, l'ensemble étant vissé sur la collerette 52 au moyen de vis 65 avec interposition d'entretoises tubulaires 64 entre cette collerette 52 et la bague 61. Ce dispositif 3a est monté à poste fixe sur le porteoutils 50, 'tandis que le gabarit 54, la bague 55 et la rondelle 58 sont amovibles. Le montage du collet C sur le tuyau T se fait aux moyens de trois opérations successives analogues dans leur ensemble à celles qui ont été décrites en regard du premier mode--de réalisation, et les manipulations du porte-outils 50 sont les suivantes Pour le dressage de la tranche d'extrémité t du tuyau T (Fig. 4), on visse le porte-outils 50 sur lequel sont disposés le gabarit 54, la rondelle élastique 58 et le dispositif d'abrasion 55, sur le corps 14, jusqu'à ce que le disque d'abrasion 57 soit fortement pressé, à l'aide de la rondelle 58, contre la face d'extrémité t du tuyau. On manoeuvre alors ltoutil 55 aux moyens des leviers 58, en lui imprimant un mouvement rotatif de va-et-vient Jusqu'd ce que le disque abrasif 57 porte sur la totalité de la tranche d'extrémité du tuyau. On dévisse ensuite le porte-outils 50, et on en retire la bague 55 et la rondelle 58. On retourne bout pour bout le porteoutils 50, et on le revisse sur le corps 14 du support 1. Les outils coupants 60 entrent en contact avec la surface externe du tuyau T pendant que le corps tubulaire 51 pénètre à l'intérieur de ce tuyau. On continue à visser jusqu'à ce que la face d'extrémité du tuyau vienne en butée contre la collerette 52, qui définit la distance súr laquelle le tuyau doit outre usiné (Fig. 5). On dévisse de nouveau le porte-outils 50, et on prépare comme précédemment les surfaces du collet C et du tuyau T destinées à venir en regard. On enfile le collet sur l'extrémité du tuyau en le laissant dépasser largement, et sans lui imprimer de mouvements de rotation, puis on revisse le porte-outils 50 sur le corps 14 du support l après Xi'avoir de nouveau retourné bout pour bout. Le gabarit 54 pousse ainsi progressivement le collet C sur le tuyau T Jusqu'd ce qu'il vienne en contact avec. la face d'extrémité t de ce dernier. Comme précédemment, pendant toute cette opération, on empêche le collet de tourner pour éviter de détruire la structure de la colle (Fig. 6). Enfin, on dévisse le porte-outils 50, on met le levier 19 dans sa position perpendiculaire à l'axe X-X, ce qui libère le support 1, que l'on extrait du tuyau T. il ne reste plus qu'à débarrasser des excès de colle le tuyau équipé de son collet et les diverses parties de l'appareil. L'invention permet ainsi de réaliser sur un chantier, de façon très simple, un montage de collet sur un tuyau avec la double assurance que le collet est disposé de façon parfaitement cow axiale au tuyau et également que ce collet est axialement position né par rapport au tuyau de la façon exactement désirée. La première assurance est donnée par la solidarisation de l'appareil et du tuyau au moyen d'un mandrin expansible engagé relativement loin dans le tuyau ; la rigidité d'ensemble de 1 'ap- pareil contribue aussi à garantir ce parfait alignement. La seconde assurance est donnée par le positionnement exact des outils de coupe par rapport au relief radial 35 ou 52 qui vient en butée contre la tranche d'extrémité du tuyau à la fin de l'usinage et par le profil de la face avant du gabarit de positionnement 45 ou 54, qui est tel que la poussée exercée sur la face d'extrémité du collet soit stoppée lorsque la saillie annulaire que ce gabarit porte en son centre rencontre la tranche d'extrémité du tuyau. - REVENDICATIONS 1. - Appareil de montage d'un collet sur une extrémité d'un tuyau, caractérisé en ce qui comprend d'une part un mandrinsupport (1) dont une première partie est expansible et est destinée à Etre introduite dans le tuyau (T) et dont une seconde partie (14) est munie dtun filetage (20), et d'autre part un dispositif (2, 2 de dressage de la tranche d'extrémité (t) du tuyau, un dispositif (3, 3 ) d'usinage de la surface extérieure de ce tuyau et un dispositif (4, 4a) de positionnement du collet (C), ces trois dispositifs étant destinés à etre montés de façon amovible sur ladite seconde partie (14) du mandrin-support. 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois dispositifs (2-3-4, 2 - 3a - 4a) comprennent chacun un support-tubulaire (2l-31.-41, 55-51), le support (21, 55) du dispositif de dressage (2, 2a) étant intérieurement lisse et ceux (31- 41, 51) des deux autres dispositifs étant taraudés intérieure- ment au pas du filetage (20) du mandrin-support (1), 3. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les trois supports tubulaires (21-31-41) sont séparés et destinés à entre montés successivement sur le mandrin-support (1). 4. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les supports tubulaires des dispositifs d'usinages (3a) et et de positionnement (4a )formentune seule pièce (51) sur laquelle peut être monté de façon amovible le support (553 du dispositif de dressage (2 ). 5. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite pièce 51 présente dans sa partie médiane une saillie radiale (52), le dispositif d'usinage ) et le dispositif de positionnement (4a) étant disposés à poste fixe de part et d'autre de cette saillie et le dispositif de dressage (2 ) étant adapté pour eAtre monté du côté du dispositif de positionnement. 6. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le support tubulaire (21, 55) du dispositif de dressage (2, 2 ) est muni d'un disque abrasif (26, 57) et en ce qu'il est prévu des organes élastiques (28, 58) de poussée axiale de ce disque contre la face d'extrémité (t) du tuyau (T). 7. - - Appareil selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de la revendication 3, caractérisé en ce que les organes élastiques de poussée comprennent un ressort hélicoidal (28) associé à un volant (28 ) muni de moyens dtaccrochage (28b ) sur l'extrémi- té du mandrin-support (i). 8. - Appareil selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de la revendication 5, caractérisé en ce que les organes élastiques de poussée comprennent un anneau élastique (58) interposé entre ladite saillie radiale (52) et le dispositif de dressage (2a). 9. - AppareIl selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le support tubulaire (31, 51) du dispositif d'usinage (3, 3a) est de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du tuyau (T) et en ce que ce dispositif d'usinage comporte une pièce annulaire (38, 59) coaxiale à ce support tubulaire et de diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur du tuyau, cette pièce annulaire portant des outils d'usinage (39, 60) dirigés à peu près radialement vers l'intérieur et régulièrement répartis sur la périphérie de cette pièce, et une butée radiale (35, 52) pour la tranche d'extrémité (t) du tuyau délimitant axialement l'espace annulaire compris entre la pièce annulaire et le support tubulaire. 10. - Appareil selon la revendication 9, destiné au montage d'un collet intérieurement conique, caractérisé en ce que le dispositif d'usinage (3, 3#) comprend deux groupes d'outils d'usinage (39, 60), chaque groupe se trouvant dans un plan radial et les outils du groupe le plus proche de ladite butée radiale (35, 52) étant en saillie radiale vers l'intérieur par rapport à ceux de l'autre groupe. 11. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support tubulaire (41, 51) du dispositif (4, 4a > de positionnement du collet porte un gabarit de positionnement (45, 54) dont le profil définit la position relative désirée des faces d'extrémité du collet (C) et du tuyau (T).