Brevet FR2445746A1 — publié le 19800801

La présente invention est relative à un dispositif de traction de corps tubulaires,du type comprenant un jeu de leviers uniformément répartis autour d'un axe de traction , articulés à une extrémité et portant un morsd'accrochage à l'autre extrémité, et des moyens pour écarter simultanément dans le sens radial tous les leviers. L'invention s'applique particulièrement mais non exclusivement a l'extraction de tuyaux en fonte coulés en coquille dans une machine a centrifuger. Elle s'applique également a l'entratnement par traction hors de leur presse de cintrage des tubes en acier cintrés en C. L'invention a pour but de fournir un dispositif de ce type qui, même avec un petit nombre de leviers, par exemple avec seulement deux leviers, évite de façon efficace le glissement des mors sur la paroi interne du corps tubulaire a tirer, quel que soit l'état de la surface de la paroi interne du corps - tubulaire (géométrie de la section transversale du corps tubulaire plus ou moins circulaire, éventuellement légère- ment ovalisée, épaisseur plus ou moins uniforme du corps tubulaire, surface lisse ou légèrement rugueuse). L'invention a pour objet, à cet effet, un dispositif du type précité, caractérisé en ce que chaque mors est reçu avec jeu dans une échancrure du levier correspondant, les fond de l'échancrure ou la surface en regard du mors étant bombée et le levier étant muni d'organes amovibles de retenue du mors dans l'échancrure. Dans un mode de réalisation préférentiel, le mors possède des parties extérieures qui dépassent de l'échancrure et sont situées de part et d'autre du levier, de façon que le mors chevauche le levier. Si de plus le mors a la forme générale d'un bloc dont la face opposée au levier présente une série de dents ainsi qu'un évidement longitudinal qui partage ces dents en deux parties, les- forces de serrage se répartissent bien sur la périphérie du corps tubulaire, de sorte que le dispositif ne provoque pas de déformation de la section ou des sections transversales du tuyau sur laquelle ou sur lesquelles les mors sont en prise. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 est une vue schématique en élévation et en coupe d'un dispositif d'extraction suivant l'invention, en position de repos; les Fig. 2 et 3 sont des vues en coupe prises respectivement suivant les lignes 2-2 et 3-3 de la Fig. 1; la Fig. 4 est une vue en perspective d'un mors du dispositif de la Fig. 1; la Fig. 5 est une vue analogue à la Fig. 1 du dispositif d'extraction en position de préhension d'un corps tubulaire venant d'être centrifugé; la Fig. 6 est une vue partielle de détail en coupe axiale, à plus grande échelle que la Fig. 5, du dispositif de cette figure, l'un des mors étant représenté en coupe et l'autre en vue extérieure; la Fig. 7 est une vue prise en coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6. Suivant l'exemple d'éxécution représenté aux Fig. 1 à 3, l'invention est appliquée à un dispositif 1 d'extraction ou extracteur d'un tuyau 2 en fonte hors de son moule métallique ou coquille 3 également tubulaire, d'axe X-X à peu près horizontal, dans lequel ce tuyau a été centrifugé. L'extracteur 1 est dans l'ensemble d'un type connu décrit dans le brevet FR 2 091 866. Cet extracteur comprend un chariot 4 qui peut être animé d'un mouvement de translation suivant la direction de l'axe X-X. Ce chariot porte un vérin 5 dont le piston 6 est solidaire d'une tige de commande 7 d'axe général X-X. Cette tige 7 est constituée de deux barres plates parallèles 8 comportant près de leur extrémité libre une partie de plus fai ble hauteur 9 puis une partie 10 de hauteur intermédiaire. Les deux barres 8 sont réunies, dans la région adjacente au piston 6, par une entretoise 11 de hauteur égale à celle des barres puis décroissante jusqu'à une pointe 12 située sur l'axe X-X. Les deux parties 10 sont également réunies par une broche transversale et horizontale 13 sur laquelle oscille un bloc 14 convergent en pointe vers l'entretoise il. La pointe du bloc 14 est prolongée par une broche axiale 15. Le dispositif d'extraction comporte de plus une pince 16 constituée par une paire de leviers longitudinaux 17 articulés sur des axes horizontaux 18 prévus sur le corps du vérin 5 et portant chacun à leur extrémité libre un mors de préhension 19. Chaque levier 17, qui est contenu dans l'ensemble dans un plan vertical passant par l'axe X-X, comprend, à partir de l'axe 18, une partie coudée 20 de forme analogue àla surface supérieure ou inférieure de l'entretoise 11 jusqu'à la pointe 12, puis une partie rectiligne 21 adjacente à l'axe X-X qui s'étend entre les deux barres 8 jusqu'au bloc articulé 14. Les deux parties 20 des leviers 17 sont traversées par des goupilles horizontales 22 entre lesquelles, de chaque côté de la tige de commande 7, est tendu un ressort 23. Ces ressorts 23 tendent à rapprocher l'un de l'autre les leviers 17, donc à refermer la pince 16 dans la position de repos de la Fig. 1. L'extrémité des leviers 17 présente un pan coupé intérieur 24.Dans la position de la Fig.l ,la broche 15 du bloc 14 bute sur le pan 24 du levier inférieur, ce qui limite le débattement angulaire de ce bloc 14. Extérieurement, l'extrémité libre de chaque levier 17 est évidée suivant une échancrure rectangulaire 25 destinée à recevoir un mors 19. En outre, cette extrémité est traversée par deux goupilles horizontales 26 amovibles et perpendiculaires à l'axe X-X. Chaque goupille 26 est voisine d'un coin extérieur de l'échancrure 25 associée. Chaque mors 19 est un bloc, de préférence en fonte si le tuyau 2 est en fonte, de forme générale paral lélépipédique, et est destiné à prendre place avec jeu dans une échancrure 25 d'un levier 17. Ce bloc, dans la position représentée à la Fig. 4 qui est celle du mors supérieur de la Fig. 1, comporte quatre faces verticales planes parallèles 27 perpendiculaires deux à deux, une surface inférieure cylindrique 28 d'axe perpendiculaire à l'axe X-X et de rayDnrelativement grand, et une surface supérieure constituée de dents 29. La surface inférieure 28 est destinée à prendre appui sur le fond plan 30 de l'échancrure 25, tandis que les dents 29 sont destinées à agripper la paroi interne du tuyau 2 à extraire de sa coquille 3. Cesdents 29 ont un profil incurvé et des arêtes courbes 31 en arc de cercle, perpendiculaires à l'axe X-X, de rayon à peu près égal à celui de la paroi interne du tuyau 2. Les arêtes 31 sont par conséquent situées dans des plans parallèles entre eux qui sont orthogonaux au fond 30 de l'échancrure 25 et aux faces longitudinales verticales des leviers 17, et elles appartiennent toutes à un même cylindre d'axe parallèle à l'axe x-x. Les dents 29 sont de plus interrompues sur environ le tiers de Ieury-longueur par un évidement longitudinal médian 32 à section rectangulaire plus profond que les dents 29, et chaque mors 19 est complété par deux paires de pattes 33 d'extrémité en saillie par rapport aux faces 27 transversales du mors 19. Ces pattes 33 ont une forme de prisme droit ayant comme base un triangle rectangle et une hauteur orientée transversalement.Les côtés de l'angle droit de ce triangle sont représentés respectivement horizontaloet vertical et son hypoténuse est tournée vers le haut et inclinée à 450. A chaque extrémité longitudinale du mors, les pattes 33 d'une paire, qui sont alignées sont écartées l'une de l'autre d'une distance d légèrement supérieure à l'épaisseur e du levier 17 (Fig. 7) pour permettre le libre chevauchement de ce levier par le mors 19 avec deux pattes 33 de chaque côté. Dans cet exemple, les deux pattes 33 destinées à se trouver d'un même côté du levier 17 se rejoignent par un prolongement 34 de faible épaisseur du côté infE- rieur de l'angle droit de leur profil en triangle rectangle; ce prolongement 34 est à peu près parallèle à l'axe X-X et fait saillie sous la surface courbe 28, de manière à accroître la surface de retenue latérale du mors lorsque celui-ci chevauche le. levier 17. La présence - des - prolongements 34 n'est pas obligatoire; par contre, il est obligatoire que la distance L entre les extrémités des pattes 33 soit supérieure à la distance I entre les axes des goupilles 26 traversant chaque levier 17. Par ailleurs, la dimension longitudinale 11 du mors 19 est légèrement inférieure à celle L1 de l'échancrure 25 (Fig. 5). Pour mettre en place un mors 19, il suffit d'enlever les deux goupilles 26 correspondantes, de mettre le mors à cheval dans l'échancrure 25, et de remettre en place les deux goupilles; celles-ci retiennent le mors car elles se trouvent au droit des pattes 33. Lorsque la pince 26 est fermée (Fig. 1), le mors supérieur est en appui sur le fond de son échancrure 25, avec un certain jeu axial et une possibilité de débattement angulaire autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe X-X, et ces pattes 33 se trouvent nettement audessous des goupilles 26; Le mors inférieur est en appui par l'hypoténuse de ses pattes 33 sur les goupilles 26, tandis que sa surface 28 est nettement espacée vers le bas par rapport au fond 30 de l'échancrure 25. Ceci correspond à l'état de repos de l'extracteur, pour lequel la tige de commande 7 est repoussée au maximum vers la gauche de la Fig. 1 par le vérin 5. Le coin 14 n'est pas interposé entre les extrémités des leviers 17, de sorte que ceux-ci sont rapprochés par les ressorts 23 et en appui sur la partie convergente de l'entretoise 11.La pince d'extraction est referme, et les mors 19, rapprochés de l'axe X-X, peuvent pénétrer librement dans le tuyau 2. Pour extraire le tuyau 2 de la coquille 3, on amène vers la gauche le chariot 4 dans la position de la Fig. 1, où les mors 19 sont à l'intérieur du tuyau 2, prêts à agir. Ensuite, le vérin 5 est alimenté pour tirer vers la droite la tige de commande 7, ce qui engage le coin 14 entre les extrémités des leviers 17 et écarte ces leviers de l'axe X-X en appliquant les deux mors 19 sur la paroi interne du tuyau 2. Les dents 29 des mors agrippent le tuyau. La pince d'extraction est alors ouverte. Puis le chariot 4 recule vers la droite, c'est-à-dire s-'éloigne de la coquille 3, et il entraîne le tuyau 2 hors de cette coquille. Au cours de l'écartement de la pince 16, le mors inférieur arrive en premier au contact du tuyau 3 par l'ensemble de ses arêtes 31. Puis le jeu radial entre la face bombée 28 de ce mors et le fond de l'échancrure 25 s'absorbe, et le contact avec le fond 30 de celle-ci a lieu en même temps que le contact entre les arêtes 31 du mors supérieur avec le tuyau 2. La pince est alors ouverte, dansla position représentée aux Fig. 5 à 7. Si la paroi interne du tuyau 2 présente quelques irrégularités de surface (corps étrangers dans la fonte, irrégularités géométriques de courbure ou d'épaisseur), grâce à leur montage flottant, c'est-à-dire grâce au jeu longitudinal Ll-ll et latéral d-e entre les mors 19 et leur logement 25 et grâce à la combinaison de la surface courbe 28 et du fond plan du logement 25, chaque mors 19 s'adapte à ces irrégularités de surface par déplacement et/ou basculement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe X-X et agrippe toujours les arêtes 31 de ses dents 29 à la paroi interne du tuyau 2. De plus, grâce à leur évidement médian 32, les mors 19 agrippent la paroi interne du tuyau 2 (Fig.7) en répartissant les efforts F de serrage en quatre zones ou plages S1, 2i S3 et S4 diamétralement opposées deux à deux de la section circulaire de la paroi interne du tuyau 2 qui est attaquée par la pince 16.Chaque plage 81 à S4 intéresse par exemple 22,50 de la circonférence, et les r.ilieux de deux plages voisines telleS que 81 et 82 se trouvent par exemple à 5a0 l'une de l'autre. Ceci limite ou supprime les risques de déformation et d'ovalisation du tuyau 2.De plus, les mors 19 sont toujours équilibrés en position de serrage, car les forces F sont égales et opposées deux à deux, de sorte que la tige de commande 7 et les leviers 17 ne sont soumis à aucun effort de flexion. rl est à noter également que grâce au montage flottant de chaque mors 19, lorsque les mors sont gorgés de sable provenant du noyau d'emboltement éventuel du tuyau 2, les risques de coincement de ces mors sont réduits. Le montage et le démontage des mors sont très faciles: les goupilles 26 étant enlevées, il suffit d'engager dans chaque logement 25 (pour le montage) ou de dégager de ce logement (pour le démontage) le mors 19, puis de remettre en place les goupilles 26 (pour le montage). Si le jeu axial L1 -l 1 entre le mors 19 et l'échancrure 25 est important, sensiblement supérieur à celui qui est illustré à la Fig. 5, on peut même envisager de ne retirer qu'une seule goupille 26 et de placer le mors en position oblique par rapport au levier 17 pour la mise en place ou l'enlèvement du mors. Au cours de l'opération, une paire de pattes se trouve alors au droit de la goupille 26 restante. On peut donc changer rapidement de mors sans interrompre le cycle de fabrication de la machine. Les formes incurvées (surface 28 et dents 29)évidées (évidement 32) et inclinées (dents 29, faces latérales 32a de l'évidement 32 et face inclinée du part tes 33) du mors 19 ne présentent aucune contre-dépouille. Ce mors est donc facilement moulable, en fonte par exemple, sans noyau. C'est ainsi que même en cours de fabrication, c'est-à-dire de moulage d'un tuyau 2 en fonte, on peut remplacer le ou les mors 19. I1 est facile en effet de disposer d'un moule pour mors à proximité de l'installation de centrifugation,de mouler un mors 19, de le refroidir et de le mettre à la place d'un mors usé ou à dents 29 cassées. Le moule peut être en sable si l'on souhaite obtenir des dents 29 non trempées, sans arêtes vives; il peut aussi être métallique si l'on souhaite obtenir des dents 29 trempées, dures, à- arêtes vives. En variante, au lieu d'être moulés en fonte, les mors 19 peuvent être moulés en tout matériau dur tel que l'acier réfractaire, la céramique, les carbures métalliques, les cermets ou les métaux frittés. En variante dgalement,la surface 28 peut être une surface cylindrique d'axe longitudinal; dans ce cas, lors de l'ouverture de la pince, le mors peut basculer autour de deux axes parallèles à l'axe X-X et voisins des zones de contact 81 à S4 associées, pour s'adapter à la forme intérieure du tuyau 2. On peut aussi envisager une forme sphérique pour la surface 28, auquel cas ces deux basculements s'ajoutent à celui décrit en regard du mode de réalisation représenté. Bien entendu, ce peut être le fond 30 de l'échancrure qui est bombé et la face 28 du mors qui est plane. I1 peut encore être prévu trois mors 19 espa cés angulairement de 1200 et trois leviers 17. Dans ce cas, les extrémités desleviers 17 offrent trois faces d'appui à 600 a un coin articulé tel que le coin 14 mais ayant une section transversale en triangle équilatéral. L'invention est également applicable à la préhension de tubes d'acier fabriqués sur une presse de cintrage de tôles en vue de les tirer ou de les extraire hors de cette presse, par exemple lorsqu'ils viennent d'être cintrés et que les parois du tube sont plus ou moins serrées sur une matrice ou une enclume de formage. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif de traction de corps tubulaires, du type comprenant un jeu de leviers uniformément répartis autour d'un axe de traction, articulés à une extrémité et portant un mors de serrage à l'autre extrémité, et des moyens pour écarter simultanément dans le sens radial tous les leviers, caractérisé en ce que chaque mors (19) est reçu avec jeu (L1-lll-e) dans une échancrure (25) du levier (17) correspondant, le fond (30) de l'échancrure ou la surface en regard (28) du mors étant bombée et le levier étant muni d'organes amovibles (26) de retenue du mors dans l'échancrure. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mors (19) possède des parties extérieures (33-34) qui dépassent de l'échancrure (25) et sont situées de part et d'autre du levier (17), de façon que le mors chevauche le levier. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de retenue (26)sont des goupilles transversales traversant le levier (17) et situées au droit desdites parties extérieures (33-34) du mors (19). 4.- Dispositif suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdites parties extérieures du mors comprennent quatre pattes (33) en saillie axiale par rapport aux faces transversales (27) du mors (19) et adjacentes à la surface (28) du mors (19) située en regard du fond (30) de l'échancrure (25). 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque patte axiale (33) a une forme triangulaire et présente une face oblique tournée radialement vers l'extérieur. 6. - Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdites parties extérieures du mors (19) comprennent deux voiles (34) réunissant chacun les deux pattes (33) du mors situées d'un même côté du levier (17). 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'écartement transversal (d) entre les parties extérieures (33-34) du mors (19) situées d'un côté du levier (17) et celles situées de l'autre coté est supérieure à l'épaisseur (e) de ce levier. 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la longueur axiale (11) du mors (19) est inférieure à celle (L1) de l'échancrure (25). 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mors (19) a la forme générale d'un bloc dont la face opposée au levier (17) présente une série de dents (29) ainsi qu'un évidement longitudinal (32) qui partage ces dents en deux parties. 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le mors (19) ne présente que des surfaces (27 à 33) dépourvues de contre-dépouille. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le mors (19) est moulé en un matériau dur choisi parmi la fonte, l'acier, les cermets, la céramique, les carbures métalliques et les métaux frittés.