Brevet FR2471251A1 — publié le 19810619

La présente invention concerne un procédé d'accostage de deux pièces cylindriques faites en un matériau de faible épaisseur suffisamment malléable pour se déformer sous l'effet d'une contrainte mécani- que et destinées à être assemblées bord à bord pour former un élément unique, par exemple une virole et un fond circulaires en t8le, destinés à être soudés par leur rebord de façon à former un récipient, cuve ou ana- logue, les sections de ces deux pièces dans le plan des dits bords à assembler présentant des différences dimensionnelles empêchant une co!ncidence rigoureuse et totale d'un bord avec l'autre. L'accostage de deux pièces, c'est-à-dire la mise en regard de leurs rebords à assembler, par exem- ple l'accostage d'un fond et d'une virole en t8le le long de leurs rebords à souder, doit être réalisé avec une précision suffisante pour ne pas créer, entre les bords, une dénivellation susceptible d'entraîner la formation de zones de moindre résistance mécanique dans la pièce finale. Dans le cas notamment de la fabrication de récipients, cuves ou analogues de section circulaire en tôle d'acier inoxydable, les épaisseurs des t8les peuvent varier de trois à six millimètres et les diamè- tres des récipients de 1,5 m à 6 m. Les tolérances de fabrication sur les diamètres sont généralement de l'or- dre de 1/1000 pour le fond et 1/1000 ou 0,5/1000 pour la virole, ce qui représente pour un diamètre de 2 m par exemple, une variation dimensionnelle de 2 mm pour le fond et 1 ou 2 mm pour la virole, variations di- meneionnelles qui peuvent d'ailleurs s'additionner. Même si on s'efforce de répartir exactement ces différences de diamètre sur toute la périphérie, il n'en reste pas moins vrai que, pour une citerne de deux mètres-de diamètre et une épaisseur de t8le de 3 mm, on peut avoir une différence entre les diamètres, ce qui correspond à une dénivellation de 1,5 mm entre les pièces à souder. Une telle dénivellation entraine une zone de moindre résistance mécanique et n'est pas compatible avec une fabrication de qualité. La solution qui consisterait à amener les bords des deux pièces en coincidence en soumettant la plus. grande des deux à une déformation par rétreint sur-la totalité de son diamètre, par exemple à ré- treindre le fond dans le cas de la fabrication d'un récipient, mettrait en jeu des forces considérables qu'aucune technologie ne permet de réaliser actuel- lement. La présente invention a pour objet de paler les inconvénients sus-mentionnés et d'apporter une so- lution à un problème qui, actuellement, n'en comporte pas et propose à cet effet un procédé d'accostage qui consiste à amener les bords à assembler dans un même plan et en face l'un de l'autre, à exercer localement sur l'un d'eux une contrainte mécanique qui tend à le rétreindre de façon à l'amener en coincidence avec l'autre--berd, à rendre les bords ainsi amenés en coin- cidence localement solidaires:l'un de l'autre, à re- lâcher la contrainte mécanique puis à exercer succes- sivement et de proche en proche de telles contraintes mécaniques et de telles opérations de solidarisation sur la totalité du pourtour des dites pièces. Il est évident que la réalisation d'un ré- treint local exige des efforts beaucoup moins impor- tants que la réalisation d'un rétreint fait sur la to- talité d'une pièce. On choisira bien entendu de re- treindre celle des deux pièces qui-présente le plus de malléabilité (en général le fond dans le cas d'un récipient), l'autre pièce (en général la virole) étant simplement maintenue à sa forme définitive, par exemple circulaire. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les bords précités sont rendus solidaires l'un de l'autre par soudage par points. Ce soudage peut être effectué à l'arc élec- trique avec apport de métal d'appoint. On obtient ainsi. une solidarisation locale et provisoire des deux pièces. Selon encore une autre caractéristique, le soudage par points précité est effectué de l'intérieur des pièces. Les opérations de pointage s'en trouvent grandement facilitées en raison de la plus grande faci- lité d'accès aux lèvres à souder. Toujours selon l'invention, on entralne les deux pièces, une fois rendues solidaires l'une de l'au- tre, en rotation d'un angle donné entre deux opéra- tions successives de rétreint et de solidarisation, de façon à effectuer les-dites opérations en un endroit fixe donné. Les différentes phases opératoires, en par- ticulier les opérations de soudageqpar points, peuvent être ainsi effectuées à poste fixe. On sait, par ailleurs, que les dispositifs d'accostage actuellement connus, utilisés pour la fa- brication de récipients' cylindriques, comportent deux anneaux rigides destinés à encercler les deux pièces -30 (le fond et la virole) et formé chacun de deux élé- ments semi-circulaires rigides articulés à l'une de leurs extrémités et munis, à leurs autres extrémités, d'un vérin hydraulique de serrage. Ces dispositifs servent à maintenir les deux pièces lors des opérations 24712S1 de pointage mais ne sont nullement prévus pour ré- treindre une pièce par rapport à l'autre, de sorte qu' ils ne permettent pas de réduire les dénivellations pouvant se produire entre les deux lèvres à souder. -5 - L'invention vise également un dispositif d'accostage pour la mise en oeuvre du procédé précité, ce dispositif comportant, comme les dispositifs con- nus, un anneau d'accostage destiné à être placé autour du bord de l'une des pièces et constitué par des élé- ments rigides présentant un profil correspondant à la section de la dite pièce et un organe de serrage au moins agissant sur deux des dits éléments pour les forcer en direction l'un de l'autre. Le dispositif d'accostage selon l'invention se distingue toutefois des dispositifs connus par le fait qu'il comporte également un second anneau d'ac- costage destiné à être placé autour du bord de l'autre pièce et constitué par des éléments présentant un-pro- fil correspondant à la section de ladite autre pièce, l'un aumoins des dits éléments étant en partie élas- tiquement déformable et au moins un organe de serrage agissant sur celui des dits éléments qui est partiel- lement déformable pour le forcer en direction des au- tres éléments, de sorte que ledit élément partielle- - ment déformable, en sedéformant, déforme localement le rebord de la dite autre pièce. - On réalise ainsi une déformation locale qui permet d'amener en coïncidence exacte deux bords ou rives à rendre solidaires l'une de l'autre,- sans mise en jeu de forces excessives, ceci en raison de la con- centration de l'effort de serrage sur une zone réduite. Selon une autre caractéristique de 1'inven- - tion, le second anneau précité est formé de deux élé- ments, tous deux partiellement déformables, articulés l'un à l'autre par l'une de leurs extrémités et soums, à leurs autres extrémités, à l'organe de serrage précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif: - la figure 1 représente, de façon schématique, l'ac- costage d'une virole et d'un fond pour la fabrica- tion d'un récipient avant rétreint local du fond; - la figure 2 correspond à la figure 1 mais après ré- treint local du fond; - la figure 3 représente, en coupe selon la ligne III-III de la figure l, un dispositif d'accostage se- lon un mode de réalisation de l'invention. En se référant aux figures 1 et 2, on voit une virole V et un fond F, en tôle d'acier et de sec- tion circulaire, qui doivent être accostés puis rendus solidaires l'un de l'autre le long de leurs bords Bv, Bf, respectivement pour former, après soudage définitif, un récipient ou analogue. Le dispositif d'accostage selon l'invention, désigné d'une façon générale par la référence 1, com- porte deux anneaux représentés schématiquement en 2 et 3 encerclant respectivement la virole V et le fond F. L'anneau 2, de forme connue, c'est-à-dire non déforma- ble, sert simplement à maintenir la virole V tandis que l'anneau 3, partiellement déformable, permet une défor- mation locale du fond F de façon à amener le bord du- dit fond en coincidence exacte avec le bord de la vi- role, supprimant ainsi toute dénivellation entre les- dits bords. En se référant à la figure 3, qui montre de façon détaillée le dispositif d'accostage-1, l'anneau 2 est supposé constitué, de façon classique, par deux éléments rigides semi-circulaires 2a et 2b, articulés l'un à l'autre à leur partie supérieure (non représen- tée) et munis à leur partie inférieure, d'un vérin de serrage (non représenté) qui tend à les rapprocher -l'un de l'autre. L'anneau 3 est constitué, selon le mode de réalisation représenté, par deux éléments 3a lO et 3b, de forme également sensiblement semi-circulai- re, articulés l'un à l'autre à leurs extrémités supé- rieures par une goupille ou analogue 4. Chacun des éléments 3a et 3b est formé de deux parties rigides 3'a, 3"a et 3'b, 3"b séparées par une zone de moindre résistance mécanique 5a, 5b élastiquement déformable, cette zone de moindre résistance mécanique résultant de la présence d'une échancrure 6a, 6b ménagée sur le bord externe de l'élément, qui diminue localement son épaisseur dans le sens radial. Chaque élément semi circulaire 3a et 3b est muni en outre, dans la région correspondant aux parties 3"a et 3"b, d'un talon ou analogue 7a,-7b présentant une face plane 8a, 8b, grâce à laquelle ledit anneau repose sur des appuis fixes 9a, 9b. Chacun des éléments 3a, 3b, est muni en outre, à son extrémité inférieure, d'oreilles lOa, l0b auxquelles est articulé en lla, llb, un vérin de ser- rage hydraulique 12. On voit qu'en actionnant le vérin 12 de fa- çon qu'il rapproche l'une de l'autre les extrémités inférieures des éléments 3a, 3b, il se produit une dé- formation partielle de chacun des dits éléments au niveau des régions 5a et 5b; c'est-à-dire que les parties 3'a et 3'b restent fixes tandis que les par- ties 3"a et 3nb sont entraînées par le vérin, passant -2471251 de la position représentée à gauche (3"a) à la posi- tion représentée à droite (3"b).. Cette déformation par- tielle de l'anneau 3 crée une contrainte mécanique lo- cale et par conséquent un rétreint local du bord Bf du fond F; cette déformation et ce rétreint sont contrS- lés par-l'action sur le vérin 12 de façon à amener en coincidence exacte les deux lèvres à souder comme re- présenté à la figure 2. On peut alors procéder au soudage par points de ces deux lèvres de façon à les rendre solidaires l'une de l'autre. Ce pointage peut être effectué de préférence par l'intérieur du récipient plus accessi- ble que l'extérieur en raison de la présence des.an- neaux de serrage. Il suffit ensuite de faire tourner, après desserrage des anneaux, l'ensemble de la virole et du fond pour permettre' un nouvel accostage et un nouveau pointage partiel et ainsi de suite jusqu'à avoir réa- lisé les accostages et pointages sur la totalité du pourtour des deux pièces. La pratique montre qué ces opérations peuvent être effectuées par quatre rotations successives, de environ chacune. Bien entendu le soudage par points de la'vi- ne role et du fond/constitue qu'une-solidarisation provi- soire, un soudage ultérieur, par exemple à l'arc élec- trique, devant être effectué ensuite, après enlèvement du dispositif d'accostage, pour l'obtention du réci- pient définitif. Bien entendu l'invention n'est nullement li- mitée aux modes de réalisation décrits et représentés - qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. - C'est ainsi par exemple que chaque anneau au lieu d'être constitué de deux éléments semi-circu- 2471251 ' laires:pourrait être constitué par une pluralité d'élé-' ments en forme d'arc de cercle d'ouverture quelconque, de même la zone de moindre résistance mécanique pour- rait résulter, au lieu d'une échancrure, d'une moindre épaisseur de l'élément dans le sens longitudinal. REVNDICATI0NS 1. - Procédé -d-'accostage de deux pièces cy- lindriques faites en un matériau de faible épaisseur suffisamment malléable pour se déformer sous l'effet d'une contrainte mécanique et destinées à être assem- blées bord à bord pour former un élément unique, par exemple une virole et un fond circulaire en tôle des- tinés à être soudés par leurs rebords de façon à former un récipient, cuve ou analogue, les sections de ces deux pièces dans le plan des dits bords à assembler présentant des différences dimensionnelles empêchant une coïncidence rigoureuse et totale d'un bord avec l'autre, caractérisé en ce qu'il consiste à amener les bords à assembler dans un même plan puis en face l'un de l'autre, à exercer localement sur l'un d'eux une contrainte mécanique qui tend à le rétreindre de façon à l'amener en coïncidence avec l'autre bord, à rendre les dits bords, ainsi amenés en coïncidence, locale- ment solidaires l'un de l'autre, à'relacher la con- trainte mécanique puis à exercer successivement et de proche en proche, de telles contraintes mécaniques et de telles opérations de solidarisation sur la totalité de pourtour des dites pièces. 2. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les bords précités sont rendus soli- daires l'un de l'autre par soudage par points. 3. - Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le soudage par points est effectué de l'intérieur des pièces. 4. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'on entraîne les deux pièces rendues solidaires localement l'une de l'autre en rotation d'un angle donné entre deux opérations successives de rétreint et de solidarisation, de façon à effectuer les dites opérations en un endroit fixe donné. 5. - Dispositif d'accostage de deux pièces cylindriques faites en un matériau de faible épais- seur suffisamment malléable pour se déformer sous l'ef- fet d'une contrainte mécanique et destinées à être as- semblées bord à bord pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 4 du type comportant un anneau d'accostage destiné à être placé autour du bord de l'une des pièces et constitué par des éléments ri- gides présentant un profil correspondant à la section de ladite pièce et un organe de serrage au moins agis-, sant sur les dits éléments pour les forcer en direc- tion l'un de l'autre, ledit dispositif étant caracté- risé en ce qu'il comporte également un second anneau d'accostage (3), destiné à être placé autour du bord de l'autre pièce, et constitué par des éléments (3a, 3b) présentant un profil correspondant à la section de ladite autre pièce, l'un au moins des dits éléments étant en partie élastiquement déformable, au moins un organe de serrage (12) agissant sur celui des dits éléments (3a, 3b) qui est partiellement déformable pour le forcer en direction des autres éléments, de sorte que ledit élément partiellement déformable, en se dé- formant, déforme localement le rebord de ladite autre pièce. 6. - Dispositif selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que le second anneau (3) précité est formé de deux éléments (3a, 3b) tous deux partielle- ment déformables, articulés l'un à l'autre par l'une de leurs extrémités, et soumis, à leurs autres extré- mités, à l'organe de serrage (12) précité. 7. - Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que chacun des deux éléments (3a, 3b) précités, comporte deux parties rigides (3'a, 3"a; il 3'b, 3"b) séparées par une zone de moindre résistance mécanique (5a, 5b) élastiquement déformable. 8. - Dispositif selon la revendication 7, ca- ractérisé en ce que la zone de moindre résistance méca- nique précitée (5a, 5b) résulte de la présence d'une échancrure (6a, 6b) qui diminue localement l'épaisseur dans le sens radial, dudit élément semi-circulaire (3e, 3b). ractérisé formables laire. y. - Dlspositif se on a revenltcatlon 8, ca- en ce que les deux éléments partiellement dé- précités (3a, 3b) sont de forme semi-circu- 10. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de serrage (12) pré- cités sont constitués par des vérins hydrauliques.