Brevet FR2391813A1 — publié le 19781222

L'invention a pour objet une machine à araser les cordons de soudure sur un tube cylindrique réalisé en tales roulées soudée. Les tubes d'acier, roulés et soudés, présentent aux joints soudés des surépaisseurs dues au bombé de la soudure. Après mise en forme et soudage il est nécessaire, pour la réception du tube, de soumettre celui-ci à une épreuve hydraulique de contrtle qui néces- site la mise en place de plaques d'obturation aux deux extrémités du tube. Pour réaliser une étanchéité correcte du tube, il est nécessaire d'araser la partie bombée du cordon de soudure sur la paroi interne du tube sur une longueur au moins égale à celle des dispositifs d'obturation de telle sorte que le joint d'étanchéité s'applique parfaitement le long de la paroi interne.D'autre part, il est parfois nécessaire d'araser également le cordon de soudure sur la paroi externe du tube, en particulier Si lton veut renforcer le tube par frettage, de façon que la frette s'applique parfaitement sur le tube. Si le frettage est réalisé au moyen dtune paroi extérieure ou d'un enroulement de fils jointifs, il faut même araser le cordon sur toute la longueur du tube. Jusqutà présent, ltopEration d'arasement des cordons de soudure était effectuée au moyen d'appareils guidés manuellement et portant une meule ou une fraise entraînée en rotation autour de son axe, Cette opération est assez pénible et toujours longue et onéreuse. L'invention a pour objet une machine permettant de réaliser automatiquement l'ara3ement des cordons de soudure à ltes+é- rieur et à l'intérieur de tubes et avec une grande précision. La machine selon l'invention comprend un levier de support de l'axe de la meule disposé le long d'un plan perpendiculaire à l'axe de la conduite et portant un moyen d'entraînement en rotation de la meule autour de son axe, un moyen de cotnmande dtun mouvement alternatif de rotation d'un point du levier le long d'un arc de cercle centré sur l'axe de la conduite, un moyen d'appui sur le levier dans le sens d'application de la meule sur la soudure et un moyen de déplacement relatif de la conduite par rapport au levier parallèlement à son axe avec maintien de la meule le long de la soudure. Selon un mode de réalfsation prbîéreceiel, le moyen de commande du mouvement alternatif de rotation comprend une rampe de guidage fixe disposée à 1' extérieur de la conduite et formant un arc de cercle centré sur l'axe de la conduite et sur laquelle s'appuie un coulisseau solidaire du levier et un moyen de commande deux mouvement d'oscillations du coulisseau le long de la rampe. Dans un premier mode de réalisation de l'invention le levier est placé à l'extérieur de la conduite, dans un plan trans- versal à l'axe de celle-ci, la meule s'appuyant sur la paroi externe de la conduite. Dans un second mode de réalisation, le levier est placé à proximité d'une extrémité de la conduite, dans un plan transversal à l'axe de celle-ci et l'axe de la meule supportée par le levier pénètre à l'intérieur de la conduite, la meule s'appuyant sur la paroi interne de la conduite. L'invention va maintenant être décrite, en se référant notamment à deux modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés. La figure 1 est un schéma de principe de 11 invention, en perspective, dans le cas de 11 arasement du cordon de soudure sur la paroi externe de la conduite. La figure 2 représente schématiquement une machine pour l'application du principe selon la figure 1. La figure 5 est un schéma de principe en perspective d'une machine selon l'invention pour 1'arasement d'un ###cordon de soudure sur la paroi interne d'une conduite. La figure 4 représente schématiquement une machine pour l'application du principe de la figure 3e Les figures 1 et 2 représentent une machine pour l'arasement de soudures sur la paroi externe du tube. Sur la figure 1, on a représenté le principe de l'invention. le tube cylindrique t est constitué d'une tôle roulée soudée en 2 le long d'une génératrice. Sur la soudure 2 est appliqué un outil rotatif de meulage 3 qui est entraîné en rotation autour de son axe par un moteur non représenté et est monté sur un levier 4. Le levier 4 est disposé dans un plan P perpendiculaire à l'axe 10 de la conduite. il s'appuie sur la conduite par l'intermédiaire d'un galet 41 d1ase parallèle à l'axe 10, et il passe d'autre part par un point 42 qui est assuJetti à se déplacer sur une circonférence Cj alternativement d'une extrémité à l'autre d'un arc BB, Le galet 41, au cours de ce déplacement, se déplace lui-môme le long dtun arc d'une circonférence C2 correspondant à la section de la conduite I par le plan P. il en résulte que, géométriquement, tous les points solidaires du levier 4 décrivent un arc de cercle centré sur l'axe 10 de la conduite, et notamment le point de contact de la meule 3 avec la conduite. Le galet 41 est relié au levier 4 par l'intermédiaire d'une tige 40 de longueur réglable qui permet de régler la position du levier de telle sorte que lorsque le point 42 se trouve à l'une ou l'autre extrémité de l'arc AB, la meule 3 est tangente à la conduite 1 d'un côté ou de l'autre de la soudure 2. D'autre part on donne au levier 4 un mouvement de translation parallèlement à lui-mOme d'ampli- tude CD; la combinaison des deux mouvements engendre une surface cylindrique usinée au diamètre extérieur du tube. Bien entendu, les mouvements sont relatifs et il est possible de déplacer la conduite le long de son axe, le levier restant dans le plan P. Lloutil de coupe 3 peut outre une meule ou une fraise de forme quelconque, par exemple cylindrique ou conique. L'axe de rotation de l'outil sera placé de telle sorte que sa périphérie et la paroi externe aient un plan tangent commun. Bien entendu, pour que le meulage soit efficace, il faudra exercer sur le levier un effort d'appui(f) dans le sens dtapplication de la meule sur la soudure. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement un exemple d'application du principe qui vient d'outre décrit. La conduite 1 est supportée en position horizontale par exemple au moyen de deux paires de galets 11 qui, dans exemple représenté, ont leurs axes orthogonaux à l'axe 10 de la conduite et sont inclinés symétriquement de part et d'autre du plan vertical passant par l'axe 10. La machine comprend un socle 50 sur lequel est monté un bras 5 qui a la forme d'une chape à l'intérieur de laquelle passe l'extrémité du levier 4. Sur les deux branches de la chape 5 sont ménagées des lisières 51 en forme d'arc de cercle et la machine est disposée de telle sorte que cet arc de cercle soit centré sur l'axe 10 de la conduite t.Ainsi, dans l'exemple représenté, les supports Il de la conduite sont disposés de telle sorte que le plan vertical passant par l'axe de la conduite soit à une distance constante du socle 50 quelle que soit la dissension de la conduite. Le bras 5 est monté coulissant verticalement sur le socle 50 et un volant 52 permet de régler sa position verticale en fonction du diamètre de la conduite de telle sorte que le centre des lunièress 51 se trouve sur l'axe de la conduite. On peut par exemple disposer sur le socle 50 une graduation permettant de régler la position du bras 5 en fonction du diamètre de la conduite. Les lumières 51 forment une rampe circulaire à l'intérieur de laquelle est guidé un coulisseau 43 articulé sur le bras 4 autour d'un axe 42. La longueur du coulisseau 43 est inférieure à celle de la rampe 51 de façon à permettre l'oscillation du coulisseau en va-et-vient le long de la rampe. Le mouvement d'oscillation peut 8trie déterminé par un dispositif mécanique quelconque, par exemple une came entraînée par un moteur 53 monté sur le bras 5. Dans l'exemple représenté, la meule 3 est montée sur le bras 4 autour d'un axe 30 parallèle à l'axe 10 de la conduite. La meule est entrainée en rotation par un moteur non représenté qui peut, par exemple, entre monté en porte-à-faux en bout de l'axe 30. Le bras 4 est prolongé an-deld de la meule et porte à son extrémité un alésage fileté intérieurement dans lequel se visse une tige filette 40 à l'extrémité de laquelle est fixé un galet 41 d'axe paral lèle à l'axe 10. enfin, un moyen d'appui élastique 54 tel qu'un ressort ou un vérin, prenant appui sur un prolongement 55 du bras 5, exerce une poussée sur le levier vers la conduite de façon à appliquer la meule sur la paroi externe. Après avoir mis en place la conduite 1 sur ses supports Il, on règle la machine de telle sorte que les rampes 51 soient centrées sur l'axe 10 et que, 12axe 42 étant au centre de la rampe, la meule 3 s'applique sur la soudure. La meale étant à ltarrtt, on fait venir le coulisseau 43 à une extrémité de la rampe 51 en agissant sur la came d'oscillation du levier 4 de telle sorte que la meule 5 se trouve sur un ctté de la soudure sur la paroi externe de la conduite. On règle alors la position du galet 41 pour que le levier 4 prenne appui sur celui-ci, la meule étant juste tangente à la paroi de la conduite1 sans pression sur celle-ci. On peut ensuite mettre la machine en route. Le coulisseau 43 oscille d'une extrémité à l'autre de la rampe 51 et la meule passe dtun côté à l'autre de la soudure. lorsque la meule passe sur la partie bombée, le levier 4 se soulève légèrement et la meule attaque la soudure. En revanche, lorsque la soudure a été arasée, le levier prend appui sur la conduite par le galet 41 et le bord d'attaque de la meule décrit un cylindre de diamètre égal à celui de la paroi externe de la conduite. Pour éviter les projections, il est utile de monter sur le levier 4 un carter 31 de protection entourant la meule. Pour exéouter ltarasement de Za soudure sur toute la longueur de celle-ci, il faut déplacer la meule le long de l'axe 10. Pour ceci, on peut monter le socle 50 sur une glissière parallèle à l'axe tO et déplacer lten- semble de la machine. Cependant, il est plus simple de déplacer la conduite 1 elle-meme, par exemple au moyen des galets supports 11, ceux-ci étant entraînés par un moteur autour de leur axe. Comme on l'a représenté sur la figure 1, il est également possible d'effectuer l'arasement d'une soudure hélicoIdale 20 sten- roulant autour de la conduite selon une hélice dont les tangentes sont inclinées d'un angle par rapport à l'axe 10. Dans ce cas, il faut combiner le mouvement longitudinal de la conduite à un mouvement de rotation autour de son axe. Ceci peut entre obtenu facilement en inclinant les axes des galets supports il du meme angle par rapport à l'axe 10. Lorsque la soudure raccorde deux éléments de conduite et se trouve alors dans un plan perpendiculaire à l'axe, il n'est plus nécessaire d'effectuer un déplacement axial et il suffit de faire tourner la conduite sur elle-m & e au moyen des galets supports dont l'axe est alors parallèle à l'axe 10. Bien entendu, il faut dans ce cas que le galet 41 soit légèrement décalé par rapport à la meule de façon à ne pas s'appuyer sur la soudure. Sur la figure 3, on a représenté en perspective le schéma de principe d'une machine permettant d'effectuer l'arasement de soudure sur la paroi interne d'une conduite cylindrique. Généralement, l'arasement de la soudure ntest nécessaire que sur une distance relativement courte, à son extrémité, pour permettre la bonne application d'un couvercle d'obturation, notamment lorsqu'on veut effectuer une mise en pression hydraulique de la conduite pour épreuve. Comme dans le cas précédent, la machine se compose essentiellement d'une meule 3 dont l'ase est monté sur un levier 4 qui passe par un point 42 animé d'un mouvement d'oscillation le long d'un arc de cercle AB centré au point de rencontre de l'axe 10 avec le plan Pperpendiculaire à cet axeldans lequel se trouve le levier 4. La conduite t est placée de façon que son extrémité arrive à une faible distance du plan P et le levier 4 eat dans ce plan, de façon à passer devant l'estrémité de la conduite. La meule 5 est montée au bout d'un axe 30 qui est prolonge transversalement au levier 4 vers l'intérieur de la conduite d'une longueur telle que, lorsque l'extrémité de la conduite se trouve à proximité du levier, la meule est déportée vers l'intérieur de la profondeur sur laquelle doit se faire l'arsement de la soudure. Le galet d'appui 41 est monté également sur un prolongement transversal 44 du bras 4, parallèle à l'axe 10 permettant au galet de s'appuyer sur la paroi interne de la conduite même lorsque la meule se trouve à l'extrémité dedecelle-ci. Comme prdoédemeent, le levier 4 est animé par rapport à la conduite d'un mouvement de déplacement axial sur une longueur CD au moins égale à la longueur sur laquelle on désire araser le cordon de soudure, ce mouvement de va-et-vient axial étant combiné à l'oscil- lation circulaire du point 42 entre les points A et B. Le mouvement de va-et-vient est généralement donné à la conduite 1 elle mee, le plan P du levier restant fixe. Dans l'exemple représenté, la conduite i est maintenue par plusieurs galets Il répartis régulièrement autour de l'axe 10 de façon à éviter un risque de désalignement de la conduite sous l'action de la meule. La figure 4 représente schématiquement une machine pour la mise en oeuvre du principe qui vient d'#tre décrit. Comme dans le cas précédent, le levier 4 est muni à son extrémité d'un coulisseau circulaire 43 qui peut se déplacer le long d'une rampe cylindrique 51, le mouvement d'oscillation étant produit par une came non représentée entraînée par un moteur 53. De meme, le galet 41 est monté à l'extrémité d'une tige de réglage 40 qui permet de contrôler la profondeur de meulage et également de compenser l'usure dc la meule au cours du fonctionnement de celle-ci. Le fonctionnement de la machine est tout-à-fait équivalent à celui déjà décrit dans le cas de ltarasement d'une soudure sur la paroi externe de la conduite. Là encore, selon la forme de l'outil de coupe, l'axe 30 sera orienté de telle sorte que l'outil de coupe 81 appuie sur la conduite le long d'une génératrice de celle-ci et décrive ainsi une surface cylindrique engendrée par les oscillations du levier 4. D'autre part, en combinant au mouvement axial de la conduite un mouvement de rotation autour de son axe, il est possible, comme précédemment, d'exécuter l'arasement de soudures hélicoIdales ou circulaires. La machine que l'on vient de décrire permet de faire l'arasement du bombé de la soudure sur la paroi interne de la conduite seulement sur une certaine longueur à ltextrémité de celle-ci, cette longueur étant limitée par le porte-à-faux que l'on peut donner à itaxe 30 de la meule. D'ailleurs, généralement, cette opération est suffisante. Cependant, si, pour certaines applications, il était nécessaire d'effectuer l'arasement sur toute la longueur de la conduite, ceci serait encore possible sur une virole relativement courte en utilisant deux leviers parallèles placés à proximité des deux extrémités de la virole et reliés par une tige parallèle à l'axe sur laquelle serait montée la meule. D'autres variantes pourraient évidemment titre imaginées dans le cadre de l'invention en utilisant des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Machine à araser les cordons de soudure sur un tube cylindrique au moyen d'un outil du genre meule, entraîné en rotation autour d'un axe dirigé de telle sorte que la partie active de l'ou- til soit tangente à la paroi du tube, caractérisée par le fait qu'elle comprend un levier de support de l'axe de l'outil, disposé le long d'un plan perpendiculaire à l'axe de la conduite, un moyen de commande d'un mouvement alternatif de rotation d'un point du levier le long d'un arc de cercle centré sur l'axe de la conduite, une butée réglable d'appui du levier sur la paroi de la conduite, un moyen de poussée sur le levier dans le sens d'application de l'outil sur la soudure et un moyen de déplacement relatif de la conduite par rapport au levier parallèlement à son axe avec maintien de ltoutil le long de la soudure0 2. Machine à araser eelon la revendication 1, caractérisée par le fait que la butée réglable est constituée d'un galet monté pivotant autour d'un axe parallèle à celui de la conduite et relié au levier par l'intermédiaire d'une tige de longueur réglable. 3. Machine à araser selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen de commande du mouvement alternatif de ro tation comprend une rampe de guidage fixe formant un arc de cercle centré sur l'axe de la conduite et sur laquelle s'appuie un coulisseau solidaire du levier et un moyen de commande d'un mouvement d'oscillation du coulisseau le long de la rampe. 4. Machine à araser selon l'une des revendications précé dents car & térisée par le fait que le levier est placé à l'exté- rieur de la conduite le long d'un plan perpendiculaire à l'axe de celle-ci, l'outil 'appuyant sur la paroi externe de la conduite. 5. Machine à araser selon l'une des revendications I à 3, caractérisée par le fait que le levier est placé lo long d'un plan perpendiculaire à l'ase de la conduite et passant à une faible distance de l'extrémité de celle-ci et que l'axe de l'outil supporté par le levier pénètre à l'intérieur de la conduite, l'outil et la butée réglable s' appuyant slr la paroi interne de la conduite. 6. Nachine à araser selon l'une des revendications précé Fentes, caractérisée par le fait que la conduite est supporthe par au moins deux galets dont les centres sont disposés symétriquement par rapport au plan vertical passant par l'axe de la conduite et dont les axes font un angle égal par rapport audit axe, lesdits galets étant entraînés en rotation autour de leurs axes et constituant le moyen de déplacement relatif de la conduite par rapport au levier. 7. Machine à araser selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les galets porteurs ont leurs axes parallèles à celui de la conduite, la soudure à araser étant dirigée selon une génératrice rectiligne de la conduite. 8. Machine à araser selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les galets porteurs ont leurs axes inclinés d'un angle égal par rapport à l'axe de la conduite, la soudure étant dirigée suivant une hélice dont les tangentes sont inclinées du mtme angle par rapport à l'axe de la conduite. 9. Machine à araser selon la revendication 3, caractérisée par le fait quelle comporte un socle fixe, un bras formant une chape dans laquelle passe l'extrémité du levier de support de ltou- til, les deux branches de la chape étant munies de lumières allongées cylindriques formant la rampe de guidage dans laquelle s'engage un coulisseau en forme d'arc de cercle articulé sur l'extrémité du levier autour d'un axe parallèle à celui de la conduite. 10. Machine à araser selon la revendication 9, caracté- risée par le fait que le bras portant la rampe de guidage a une position réglable verticalement au socle fixe.