Brevet FR2388625A1 — publié le 19781124

La présente invention a pour objet une machine destinée à tronçonner les tubes et,plus spécialement, les tubes nécessitant un aspect et une tolérance de coupe très élaborés Pour les petits diamètres de tubes, il existe plusieurs dispositifs tels que fraises,scies traditionnelles, coupe à l'outil, coupe au couteau (système Pines) qui donnent des cadences et des qualités largement suffisantes. Par contre,dans le domaine des coupes pour gros diamètres, les systèmes actuels énumérés ci-dessus s'avèrent lents, coûteux et manquant parfois de précision. Seul le procédé à trois couteaux plongeant dans le tube à la manière d'outils de tour donne de bons résultats, mais il est beaucoup trop lent pour pouvoir être employé dans l'industrie du tube. Seuls les utilisateurs ayant à réaliser des séries moyennes peuvent utiliser ce genre de coupe. Si l'on considère une scie circulaire classique,le diamètre de la lame est obligatoirement très important,par exemple au minimum égal à 800 mm pour scier un tube de 300 mm de diamètre. En raison de ses dimensions, cette lame conduit à une machine encombrante, est coûteuse et peut fléchir,notamment-lorsqu'elle commence à présenter des signes d'usure,si bien que la perpendicularité de la coupe n'est pas toujours respectée, et que des vibrations apparaissent au-détriment de la qualité de la coupe. En outre, la section à couper est variable tout au long du cycle de coupe, et par suite,dans les scies circulaires de forte capacité,il est nécessaire de prévoir un réducteur conséquent;dans bien des cas, il faut réaliser un réducteur à plusieurs trains d'engrenages pour pouvoir utiliser toute la hauteur de la lame. La présente invention vise à remédier à 1 t ensemble de ces inconvénients. Â cet effet, elle a pour objet une machine destinée à tronçonner les tubes qui comprend essentiellement une " scie.annulaire# formée d'éléments de coupe concaves réalisant une couronne à denture intérieure traversée par le tube à sectionner, des moyens aptes à entraîner ladite 11scie annulaire " en rotation autour de son axe, ainsi que d'autres moyens aptes à faire décrire à ladite scie annulaire " un mouvement de satellite autour du tube à sectionner. lies avantages de ce dispositif utilisant une scie annulaire" -animée d'un double mouvement de rotation autour de son propre axe et de satellite autour du tube à sectionner,par rapport aux dispositifs existants rappelés en introduction, sont nombreux et surtout sensibles pour les machines de grande capacité; La " scie annulaire",comme il est facile de le comprendre, peut présenter des éléments de coupe de hauteur très faible,par exemple 2 fois 1/2 l'épaisseur des tubes à sectionner.Par conséquent, elle ne fléchit pas et, quel que soit son degré d'usure, la perpendicularité de la coupe sera garantie et les bords du tube tronçonné resteront nets, d'autant plus que le point d'appui de la n scie annulaire " situé à tout instant très près de la surface à couper élimine les vibrations. La section à couper reste constante tout au long d'un cycle de coupe, correspondant à une révolution de la " scie annulaire autour du tube, ce qui supprime les à-coups entraînant des usures prématurées et diminue la puissance nécessaire, tout en réduisant considérablement le temps de coupe. On peut espérer obtenir,avec la machine selon l'invention, un temps de coupe 10 à 20 fois moins élevé que celui nécessaire avec les moyens de sciage traditionnels, selon les diamètres,tout en conservant pour cette " scie annulaire " une vitesse qui reste dans les normes du sciage par scie circulaire standard, cette vitesse pouvant être légèrement plus élevée lorsque les éléments de coupe sont des segments en carbure de tungstène. Au point de vue de la conception générale de la machine,on obtient une réduction importante de l'encombrement et du coût de l'ensemble. La " scie annulaire n peut avoir un diamètre seulement légèrement supérieur à celui du tube à sectionner,par exemple 400 à 500 mm pour un tube de 300 mm, les dimensions du bâti peuvent en conséquence être elles aussi diminuées sensiblement de moitié par rapport aux scies traditionnelles, et le fonctionnement nécessite un mécanisme relativement précis mais simple : en plus des moyens permettant de faire décrire à la "scie annulaire " son mouvement de rotation et son mouvement de satellite, il suffit de monter en outre celle-ci sur un support apte à etre déplacé en direction du tube ou éloigné de celui-ci, pour faciliter l'introduction du tube et l'évacuation du tronçon coupé.Par ailleurs, la machine présente une grande souplesse d'utilisation, l'outil de coupe pouvant être changé instantanément suivant les diamètres des tubes, et sa conception permet- de l'équiper de la commande numérique.Cette machine est donc d'une grande rentabilité. De plus,le dispositif selon l'invention permet de tronçonner un tube quelle que soit la longueur désirée, puisqu'aucun mandrin n'est nécessaire à l'intérieur de ce dernier,le tube étant simplement tenu par des étaux serrés de part et d'autre de l'outil de coupe.Il présente,comme autre avantage, la possibilité d'obtenir des tronçons de tube avec des chanfreins à tous les angles désirés, en taillant à la demande des éléments de coupe possédant une-forme spécifique. Sur le plan de la propreté,le principe de coupe selon l'invention permet de mettre en oeuvre aisément un système d'aspiration qui absorberait la totalité des copeaux et filtrerait les liquides de lubrification. Enfin, sur le plan de la sécurité, la " scie annulaire n selon l'invention ne présente aucun danger pour l'utilisateur, les éléments de coupe étant,par suite de leur disposition, inaccessibles pour la main de l'opérateur en cours de fonctionnement, alors que les scies actuelles bénéficient de moyens de protection précaires. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cette machine destinée à tronçonner les tubes Figure 1 est une vue de face de la machine, représentée dans une position de la n scie annulaire n permettant l'intro- duction du tube à sectionner; Figure 2 est une vue similaire à figure 1,dans une position oh la " scie annulaire " a été amenée au contact du tube à sectionner; Figures 3 à 6 sont d'autres vues similaires aux précédentes, montrant la tt scie annulaire " dans diverses positions successives de son mouvement de satellite autour du tube à sectionner; ; Figure 7 est une dernière vue similaire aux précédentes, montrant la"scie annulaire n éloignée du tube entiérement sectionné; Figure 8 est une vue en plan par dessus de la machine. La machine représentée sur la figure 1 comprend,au-dessus d'un socle 1, une chape 2 sur laquelle est artic-ulée,autour d'un axe horizontal Z, une extreité d'un support 4.L'autre extrémité du support 4 est articuléé,aut#ur d'un axe horizontal 5sà la tige d'un vérin hydraulique 6 dont le corps est lui-même articulé au socle 1 autour d'un axe horizontal 7. Sur le support 4 est monté un baati 8 en forme -générale de losange, situé dans un plan vertical et présentant dans sa partie centrale une ouverture circulaire 9.Le bâti 8 est relié aux deux extrémités du support 4 par l'intermédiaire de biellettes ou de vilebrequins 10 et Il, disposés parallèlement et ayant le avale entraxe, qui permettent au bâti 8 de décrire un mouvement circulaire dans son plan vertical, en restant parallèle à lui-mSme.Dans l'exemple particulier représenté au dessin, l1entraineient en rotation des biellettes 10 et Il est obtenu au moyen d'un premier moteur électrique 12,fixé sur le support 4, qui est relié aux dites biellettes par l'interiédiai- re d'un rédacteur 13 et de deux channes sans fin, respective xent 14 et 15* Le bâti 8 porte un bottier en forme de couronne 16, fixé sur le tord de son ouverture centrale circulaire 9. l l'inté- rieur de ce boîtier 16 est montée une n scie annulaire n 17 forgée d'un anneau guidé en rotation autour de son axe,sur le bord intérieur duquel sont fixés dus éléments de coupe concaves, en acier HSS ou en carbure de tungstène ,dont l' ensemble constitue en quelque sorts une couronne dentée à denture intérieure 18. L'entraînement en rotation de la"scie annulaire "17 autour de son axe est obtenu au moyen d'un second moteur élec- trique 19,par l'intermédiaire d'un réducteur 20 fixé sur le b ti 8. Le tuhe 21 à sectionner est placé horizontaleient,de manière à traverser l'ouverture 9 perpendiculairement au plan de celleci, et est maintenu dans cette position par des étaux non représentes, serrés de part et d'autre du bâti 8. Pour permet tre l'introduction du tube 21, la " scie annulaire " 17 occupe initialement la position représentée sur la figure 1, dans laquelle sa denture 18 reste à distance de la paroi du tube 21. Après lise en place du tube 21 à sectionner,le moteur 19 est lis en marche,de manière à entraîner en rotation lanscie annulaire "17, et le vérin hydraulique 6 est actionné dans le sens indiqué par une flèche 22 sur la figure 1, de manière à faire pivoter le support 4 autour de son axe 3 dans un sens correspondant à la montée du bâti 8. Ce mouvement préliminaire fait pénétrer la denture 18 de la " scie annulaire " 17 dans l'épaisseur du tube 21 dans la région inférieure de celui-ci, comme le montre la figure 2. Au moment où la paroi du tube 21 est crevée, le moteur 12 est aussi mis en marche de manière que le bâti 8 commence à décrire un mouvement circulaire autour du tube 21. La "scie annulaire It 17 décrit alors un double mouvement de rotation autour de son axe, suivant la flèche 22, et de satellite autour du tube 21, les biellettes 10 et Il étant par exemple entraînées en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre,comme indiqué par des flèches respectives 23 et 24, les figures 3,4,5 et 6 montrant les positions successives du bâti 8 après des rotations de 900,1800, 2700 et 3600 à partir de la position initiale de la figure 2. L'entraxe des biellettes Il et 12 est choisi sensiblement égal à la différence des rayons de la denture l & et du tube 21, de manière que durant tout le mouvement de rotation la denture 18 de la " scie annulaire It 17 pénètre dans#l#épais5eur du tube 21. Ainsi, lorsqu'une révolution complète aura été effectuée autour du tube 21, une saignée sera faite sur toute la circonférence de celui-ci et la coupe sera terminée. Après la coupe, en fin de cycle, le vérin hydraulique 6 est actionné dans le sens indiqué par une flèche 25 sur la figure 6, de manière à faire pivoter le support 4 autour de son axe 3 dans un sens correspondant à la descente du bâti 8.La denture 18 de la scie annulaire " 17 est alors dégagée du tube 21 sectionné,comme le montre la figure 7. La partie coupée.pourra être éjectée et le restant du tube pourra être avancé sans difficulté,pour couper un nouveau tronçon. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cette machine à tronçonner les tubes qui a été décrite ci-dessus à titre d'exemple;elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes comportant des. moyens équivalents.C'est ainsi notamment que la disposition des moteurs et des moyens de transmission peut être modifiée sans que l'on s'éloigne de l'esprit de l'invention. De même, en.ce qui concerne les applications de l'invention, il est à noter que celle-ci est essentiellement destinée aux tubes ronds mais reste aussi adaptable à des tubes de section différente,tels que dés tubes carrés. -REVENDICATIONS 1.- Machine destinée à tronçonner les tubes,caractérisée en ce quelle comprend essentiellement une n scie annulaire formée d'éléments de coupe concaves réalisant une couronne à denture intérieure traversée par le tube à sectionner, des moyens aptes à entraîner ladite "scie annulaire " en rotation autour de son axe, ainsi que d'autres moyens aptes à faire décrire à ladite "scie annulaire 't un mouvement de satellite autour du tube à sectionner. 2.- Machine selon ia revendication 1,caractérisée en ce que la "scie annulaire " est montée dans l'ouverture centrale circulaire d'un bâti relié,par l'intermédiaire de biellettes ou de vilebrequins autorisant le mouvement de satellite autour du tube à sectionner, à un support apte à être déplacé en direction du tube ou éloigné de celui-ci. 3.- Machine selon la revendication 2,caractérisée en ce que le support précité est articulé au socle de la machine et également relié à celui-ci par l'intermédiaire d'un vérin permettant de commander la montée ou la descente du support et,avec lui, du bâti portant la " scie annulaire". 4.- Machine selon la revendication 2 ou 3,caractérisée en ce qu'elle comprend un premier moto-réducteur porté par le bâti précité et apte à entraîner la n scie annulaire " en rotation autour de son axe,et un second moto-réducteur porté par le support précité et apte à entraîner en rotation les biellettes ou vilebrequins pour l'obtention du mouvement de satellite.