Brevet FR2348006A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le découpage de l'extrémité d'un tube le long de sa courbe de pénétration avec la surface d'un autre corps cylindrique dont l'axe intersecte celui du tube, ce découpage étant effectué au moyen d'un chalumeau coupant. Des procédés de ce type sont adoptés par exemple lorsqu'un tube débouche dans un autre tube, par exemple dans un tube d'un plus grand diamètre, auquel il doit ensuite etre fixé par soudage; dans ce cas, il peut s'agir de conduites tubulaires ou également de constructions tubulaires. Lorsque l'épaisseur de paroi du tube introduit est importante, par exemple lorsqu'elle atteint plusieurs centimètres, il est souhaitable de couper son extrémité de telle sorte que le cordon de soudure soit d'une bonne qualité uniforme sur toute sa périphérie. Lorsqu'on-coupe un tube de ce type au moyen d'un chalumeau coupant dont l'axe est perpendiculaire à celui du tube comme le montre la figure 1, si l'axe Ar du tube R est sous un angle a par rapport à l'axe Ak du corps cylindrique K, on a alors, entre la surface Ok du corps cylindrique K, un espace disponible pour le cordon de soudure, cet espace ayant, dans la section diagonale du tube R, la forme d'un triangle abc. Au point de la périphérie du tube R qui est désigné par 0 , la paroi extérieure A du tube R repose sur la surface Ok du corps cylindrique K et l'angle B situé au point de contact entre le tube R et le corps K,et formé entre la surface Ok du corps K et la surface de coupe du tube R, a la dimension 90-a; au point opposé de la périphérie du tube R qui est désigné par 1800, la paroi intérieure I du tube R repose sur la surface Ok. Si le tube R a un diamètre suffisant, la surface Fo,délimitée par les points a, b, c, peut être remplie avec la matière de soudage par la face intérieure du tube R, tandis que la surface F 180 est remplie avec cette matière de soudage par l'extérieur. Dans le développement du bord du tubeR, représenté en figure 2 (on ne représente que la périphérie entre 0 et 600 ainsi qu'entre 3200 et 3600, 0" indiquant le point où l'angle formé entre la paroi intérieure du tube et la surface du corps cylindrique est le plus petit dans le plan passant par l'axe du tube et du corps cylindrique vers l'intérieur du tube), les lignes Ok croisant la paroi du tube R indiquent la position de la surface du corps cylindrique K aux points du tube R désignés par les nombres pairs de la périphérie. En un point de la zone située entre 35 et 400, ainsi qu'entre 320 et 3250 de la périphérie du tube R, la surface Ok est perpendiculaire à l'axe du tube R.En conséquence, dans les zones situées entre environ 250 et 450, ainsi qu'entre 315 et 335", il est généralement impossible de placer une quantité suffisante de matière de soudage entre la surface de coupe du tube R et la surface Ok du corps cylindrique K. La dimension des zones précitées dépend de l'angle a sous lequel les axes Ak et Ar s'intersectent, ainsi que du rapport entre le diamètre du tube R et le diamètre du corps K. Sur la figure 2, on suppose que l'angle a est d'environ 400 et que, par conséquent, l'angle ss est de 90 - a = 500. La présente invention a pour objet de couper l'extrémité du tube, de telle sorte qu'il y ait, en tous points de la périphérie de ce dernier, une surface essentiellement égale pour l'introduction de la matière de soudage, tandis que l'angle formé entre la surface de coupe du tube R et la face supérieure Ok du corps cylindrique K soit supérieur à 150. Suivant l'invention, on réalise cet objet en guidant le chalumeau au cours de son-mouvement, de telle sorte que, dans une première zone de la périphérie du tube, qui englobe le point où l'angle formé entre la paroi intérieure du tube et la surface du corps cylindrique est le plus petit dans le plan passant par l'axe du tube et du corps cylindrique vers l'intérieur du tube, de même que la partie adjacente de part et d'autre de la périphérie du tube jusqu'à environ 20-400, la toute du chalumeau passe sur la face extérieure A du tube R et que, dans une zone opposée à la première zone U1, elle soit située entre environ 40 et 200 de la périphérie en étant guidée sur la paroi intérieure du tube et d'une paroi à l'autre du tube R dans la troisième et la quatrième zone intermédiaire, tandis que, dans la première, la troisième et la quatrième zone, ainsi qu'entre environ 60 et 300 de la deuxième zone, la direction de l'axe du chalumeau s'écarte de 10 maximum vis-à-vis de la perpendiculaire à l'axe du tube et, sur la partie de la périphérie située entre environ 40 et 60", ainsi qu'entre environ 300 et 3200, elle s'écarte de la perpendiculaire à l'axe du tube d'un angle tel que, dans le plan diagonal du tube, l'angle formé entre la surface de coupe ainsi obtenue à l'extrémlté du tube et la surface du corps cylindrique soit supérieur à 15 , alors que; dans la troisième et la quatrième zone, l'extrémité du tube est, en outre, coupée par le chalumeau que l'on fait pivoter autour de sa tete sous un certain angle par rapport à la perpendiculaire, ce chalumeau formant un angle de plus de 150 avec la surface du corps cylindrique. Lorsqu'on fait pivoter le chalumeau, on peut faire tourner le tube sur son axe ou on peut faire passer le chalumeau coupant autour du tube restant fixe. Sur la figure 3, les positions prises par les axes du chalumeau coupant D aux différents point9de la périphérie du tube R sont représentées par des lignes partant du chalumeau représenté et désigné per la référence B et un nombre correspondant à l'angle périphérique du tube R sur lequel agit le chalumeau. La tette du chalumeau est désignée par la référence D, ainsi que par un nombre correspondant à chaque angle périphérique. La figure 3 montre que, dans la'zone U3 > la tette du chalumeau voyage de la paroi intérieure I vers la paroi extérieure A sur une ligne L-L et que, dans la zone U4, elle voyage de la paroi extérieure A vers la paroi intérieure.Cette figure montre également qu'à l'exception de la zone située entre environ 350 et 450 (il en est évidemment de mdme pour la zone située entre environ 315 et 325 0), la direction du jet du chalumeau est partout perpendiculaire à l'axe du tube R, c 'est-a-dire dans le plan perpendiculaire du tube R et que, par exemple, dans le cas d'un angle périphérique de 40 , ce jet du chalumeau s'écarte d'environ 200 de cette direction, si bien que, dans ce cas, l'angle formé entre la surface de coupe du tube R et la surface Ok du corps K est d'environ 25 , car la surface Ok est sous un angle B d'environ 50 par rapport au plan perpendiculaire du tube R. Dans les zones U3 et U4, dans lesquelles l'angle formé entre la surface Ok et les plan perpendiculaire du tube R est inférieur à 20 , le tube est coupé non seulement dans ce plan perpendiculaire (positions B25, B30, B35 du chalumeau), mais également en déplaçant la eau duchalumeau (D25 > D30 > D35) de la paroi extérieure A vers la paroi intérieure I du tube, dans un plan incliné par rapport à ce plan perpen diculaire (chalumeau B'25 > B'30, B'B'35),de sorte que chacune des deux surfaces de coupe forme, avec la surface Ok du corps X, un coin pour la matière de soudage devant etre introduite, ce coin ayant des dimensions telles que la surface totale de deux coins de ce type dans le plan diagonal du tube R ne s'écarte pas trop fortement de la dimension des surfaces F et F180 (voir figure 1). o La figure 2 représente schématiquement un dispositif suivant l'invention. Par un moteur 2 et au moyen d'une tringle 1, un chalumeau coupant peut hêtre déplacé dans une direction située sur un rayon du tube R qui doit autre coupé suivant une courbe de pénétration avec un corps cylindrique qui n'est pas présent lors de ce découpage. Le chalumeau B et le moteur 2 reposent sur un chariot 3 qui, au moyen d'un arbre 4, peut être déplacé dans une direction parallèle à l'axe Ar du tube R. Cet arbre est entratné par un moteur 6 via un train d'engrenages coniques 5. Au moyen d'un moteur 7, le chalumeau B peut tourner vis-à-vis de la tringle 1 sur un axe passant par la t8te de ce chalumeau et situé perpendiculairement au plan diagonal du tube parallèle à la tringle 1. Le tube R est maintenu par un support 8 au moyen duquel il peut être entratné en rotation sur son axe Ar par un moteur 11 via un train d'engrenage 10 et un arbre 9. Les moteurs 2, 6, 7, 11 sont commandés par un ordinateur 12. Cette commande est prévue de telle sorte que la tête du chalumeau soit guidée sur la courbe de pénétration du tube R et du corps cylindrique K, cette tête du chalumeau passant sur la paroi extérieure A du tube lors de la rotation de 0 à environ 25 , tandis qu'elle passe de la paroi extérieure A vers la paroi intérieure I lors d'une rotation entre 25 et 40", pour continuer ensuite à se déplacer sur la paroi intérieure. Au cours de la rotation entre 25 et 40 , au moyen du moteur 2, le chalumeau B est continuellement déplacé autour de l'épaisseur de paroi du tube R en direction de l'axe de ce dernier. Dans la zone périphérique située entre environ 250 et environ 400, c'est- -dire dans la zone U3 et dans une partie adjacente de la zone U2, une découpe supplémentaire est effectuée par le chalumeau B qui, au moyen du moteur 7, est entratné en rotation-sur un angle qui, à 250 de la périphérie du tube, n'est pas sensiblement inférieur à 900 vis-à-vis du plan perpendiculaire du tube R et qui, jusqu'à 450 de la péri périe du tube, revient dans le plan perpendiculaire, si bien que, aux points 300 et 350, le chalumeau occupe les positions angulaires représentées par B'30 et B'35 sur la figure 3. Dans la zone périphérique du tube R située entre 25 et 400 > et dans laquelle la tette du chalumeau B passe de la paroi extérieure A à la paroi intérieure I sur la ligne L (voir figure 3), l'extrémité du tube est, par conséquent, découpée en deux phases opératoires successives. Alors que, au cours de la première phase opératoire pendant laquelle toute la périphérie du tube R est coupée dans le plan perpendiculaire de ce dernier, par le chalumeau coupant, ce dernier est dirigé perpendiculairement à l'axe du tube R, au cours de la deuxième phase opératoire, cette périphérie est coupée sous un certain angle par rapport au plan perpendiculaire, la tête D du chalumeau B se déplaçant sur la ligne L-L de la paroi extérieure A vers la paroi intérieure I du tube. En conséquence, dans la zone périphérique d'environ 25 à 400, l'extrémité du tube R est délimitée par deux surfaces disposées sous un certain angle l'une par rapport à l'autre, ces surfaces formant, en coupe diagonale du tube R avec la surface Ok et les surfaces de la paroi extérieure A ou de la paroi intérieure I du tube, des surfaces triangulaires qui, ensemble, sont à peu près aussi grandes que les surfaces triangulaires délimitées sur le reste de la périphérie du tube R par la surface Ok et la surface de la paroi extérieure A ou de la paroi intérieure I du tube R. Afin de montrer la forme de l'extrémité du tube aux différents points de la périphérie de ce dernier, sur la figure 3, les extrémités du tube sont représentées par des hachures allant de droite en haut vers la gauche en bas. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour la coupe de l'extrémité d'un tube le long de sa courbe d'intersection avec la surface d'un autre corps cylindrique dont l'axe coupe celui du tube sous un certain angle, au moyen d'un chalumeau coupant dont la flamme est déplacée essentiellement sur la courbe d'intersection du tube et du corps cylindrique, caractérisé en ce que, pendant une première coupe, l'axe du chalumeau est orienté radialement par rapport au tube, avec une tolérance de - 10 , et le chalumeau est guidé, au cours de son déplacement mentionné, de manière que, dans la première zone de la périphérie du tube, qui englobe le point où l'angle formé entre le côté extérieur du tube et la surface du corps cylindrique est le plus petit dans le plan commun des axes du tube et du corps cylindorique, de meme que les deux parties adjacentes, situées de part et d'autre de ce point de la périphérie du tube, la tête du chalumeau passe sur le cOté extérieur du tube, que, dans une deuxième zone opposée à cette première zone et située entre environ 40 et 20 de la périphérie, la tette du chalumeau passe sur le cOté intérieur du tube et que, dans la troisième et la quatrième zone, situées entre les deux premières, la tete du chalumeau passe de l'un à l'autre coté du tube et en ce que, pendant une coupe supplémentaire, la partie du tube située entre environ 40 et 600 et entre environ 300 et 3200 est coupée par un chalumeau tourné autour de sa tête, par rapport à la direction radiale, de manière qu'il forme un angle de plus de 150 avec la surface du corps cylindrique. 2. Dispositif pour la réalisation du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur un chariot pouvant se déplacer longitudinalement et parallèlement à l'axe du tube, est prévu un chalumeau coupant pouvant pivoter sur un axe perpendiculaire à l'axe du tube et au sens du déplacement du chariot et que l'on peut également faire passer en face de ce dernier dans une direction essentiellement perpendiculaire à l'axe du tube, tandis que l'on prévoit un ordinateur pour actionner la commande d'un dispositif faisant tourner le tube sur son axe ou guidant le chalumeau sur un parcours circulaire autour de cet ase, de meme que la commande du chariot, la commande de déplacement du chalumeau vis-à-vis de l'axe du tube et la commande prévue pour la rotation du chalumeau et son axe de pivotement.