Brevet FR2485974A2 — publié le 19820108

FR 2485974 A2 19820108 FR 8014611 A 19800701 Le présent perfectitnement concerne un dispositif pour ajuster les parties terminales de deux éléments tubulaires à assembler, comprenant selon le brevet principal un corps à surface circulaire doté à sa périphérie d'une pluralité de vérins orientés radialement susceptibles d'expansion à partir d'une position rétractée, ledit corps étant annulaire avec deux faces latérales auxquelles sont associées des jambes de support orientables, aptes à amener en coincidence l'axe du corps avec l'axe d'une virole ou les deux viroles placées bout-à-bout. De tels dispositifs servent notamment à relier deux éléments tubulaires tels que-des viroles ou enveloppes destinées à la réalisation de conduites forcées, notamment dans les installations hydro-électriques; plus généralement, ils peuvent être appliqués à la mise en forme de l'extrémité des enveloppes de grand diamètre, réalisées en tôles d'acier de forte ou moyenne épaisseur; ajustées par un tel dispositif, les deux extrémités à souder doivent être concentriques, donc présenter un éventuel décalage transversal régulier qui a pour origine les tolérances de fabrication. Ainsi par exemple, une extrémité ovalisée en fabrication peut être ramenée à une forme circulaire. Cependant, le dispositif doit pouvoir également mettre en vis-à-vis des enveloppes qui ne sont pas circulaires. Dans le dispositif du brevet principal, il a été constaté qu'une conception de l'anneau sous forme monobloc, avec des vérins susceptiblea d'expansion par rapport à 1' anneau, présentait une grande simplicité facilitant beaucoup les opérations préparatoires à un soudage dans de bonnes conditions, mais n'allait pas sans inconvénients, tels qu'un réglage malaisé des vérins sur la périphérie de l'anneau et un temps de mise en oeuvre relativement long, notamment en ce qui concerne la durée des ajustages, dans le cas d'un travail sur de fortes pentes, ce qui est parfois le cas lors de la réalisation de conduites forcées pour les installations hydro-électriques. Le présent perfectionnement a pour but de remédier à ces inconvénients, et notamment de créer un dispositif pour ajuster les parties terminales de deux éléments tubulaires à assembler qui soit rapide et facile à mettre en oeuvre et à utiliser tout en restant d'une relative simplicité, en particulier pour des raisons de rapidité de construction et de mise au point ainsi que de fiabilité. Â cet effet, le perfectionnement concerne les dispositifs pour ajuster les parties terminales de deux éléments tubulaires à assembler comprenant selon le brevet principal, un corps à surface circulaire doté à sa périphérie d'une pluralité de vérins orientés radialement susceptibles d' expansion à partir d'une position rétractée, ledit corps étant annulaire avec deux faces latérales auxquelles sont associées des jambes de support orientables aptes à amener en coincidence l'axe du corps avec l'axe d'une virole, ou les deux viroles placées bout-à-bout, perfectionnement caractérisé en ce que le corps annulaire est en deux parties, toutes deux annulalres, reliées par des moyens de solidarisation et de déplacement des deux parties l'une par rapport à l'autre, portant chacune une pluralité de vérins orientés radialement susceptibles d'expansion, tandis qu'à au moins une face latérale dudit corps sont associés des moyens de support sous la forme d'un chariot supportant notamment les deux parties annulaires du corps et une centrale électrohydraulique pour actionner en synchronisme lesdits vérins orientés radialement, Le fait que deux parties annulaires portant chacune des vérins orientés radialement susceptibles d'expansion puissent être déplacées l'une par rapport à l'autre, permet de supprimer le réglage desdits vérins sur la périphérie du corps, puisque chaque extrémité d'élément tubulaire à ajuster reçoit une partie annulaire du corps, et que les moyens de solidarisation et de déplacement de ces deux parties permettent le rapprochement de ces deux éléments tubulaires. Selon des caractéristiques avantageuses de l'invention, le chariot comporte des rallonges interchangeables pour les roues de supportage et pour une roulette de supportage et de direction, et les vérins sont munis d'une rallonge interchangeable pour rallonger leur tête, afin de les adapter à des enveloppes de plus grand diamètre, Ainsi, il peut être possible de couvrir sans discontinuité la gamme de diamètres d'enveloppe par exemple de 3 mètres à 6 mètres. Le perfectionnement concerne également un procédé pour ajuster les parties terminales de deux éléments tubulaires à assembler à l'aide d'un tel dispositif, caractérisé en ce que l'on met en place l'un des deux éléments et on introduit à l'intérieur ledit dispositif, les vérins des deux parties annulaires de celui-ci étant rétractés, on approche le second élément en regard du premier à quelques centimètres de celui-ci, on positionne le dispositif de telle sorte que les tiges des vérins des parties annulaires soient perpendiculaires à l'axe des deux éléments, les tiges des vérins de la partie annulaire du côté du second élément étant à quelques centimètres de l'extrémité du premier, on expanse les vérins de la partie annulaire correspondant au premier élément afin de l'arrondir et l'ajuster, on éloigne de celle-ci, grâce aux vérins des broches, la partie annulaire correspondant au second élément afin qu'elle se trouve à 1' intérieur dudit second élément, on en expanse les vérins pour arrondir et ajuster le second élément, et enfin.o# rapproche ledit second élément du premier à quelques millimètres de celui-ci grâce aux vérins des broches, afin de laisser entre les deux éléments un espace pour la. soudure. Ainsi, après roulage du dispositif dans une des enve-- loppes pour amener les deux parties annulaires de part et d'autre de la soudure i réaliser, l'ajustement de l'extré- mité des éléments tubulaires peut être effectué en une minute environ seulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en élévation longitudinale montrant un dispositif selon le perfectionnement à l'intérieur de deux éléments tubulaires avant leur rapprochement; - la figure 2 est une vue schématique partielle du même dispositif après rapprochement des éléments tubulaires; - la figure 3 est une vue schématique de gauche du dispositif des figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue schématique en élévation longitudinale d'un dispositif selon le perfectionnement adapté à des éléments tubulaires de plus grand diamètre;; - la figure 5 est une coupe schématique en élévation longitudinale de quelques-uns des#moyens d'adaptation à des éléments tubulaires de plus grand diamètre. Le dispositif perfectionné selon l'invention, représenté sur la figure 1 est destiné à ajuster deux enveloppes 1, 2, l'une d'entre elles, par exemple l'enveloppe 1, étant déjà solidaire de la conduite forcée à réaliser et ayant une extrémité bétonnée formant une gaine 3, l'autre extrémité sortant par exemple de 500mm environ du béton;; 11 autre enveloppe 2 à ajuster et à accoster à la conduite est apportée par un chariot de transport 4o Ce dispositif, désigné sous la référence générale 5, a un corps comportant deux parties annulaires 51, 52 solidari sées par des broches 53 leur imposant de garder leur axe respectif dans le prolongement l'un de l'autre. Â l'intérieur de chacune des broches 53, un vérin de rapprochement 531 permet de régler la distance entre les deux parties annulaires 51, 52. Chaque partie annulaire reçoit un certain nombre de vérins 54, par exemple seize vérins de vingt tonnes de poussée unitaire, adaptés à poste fixe sur sa périphérie, et orientés radialement de manière à pouvoir s'expanser d' une position de rétraction dans laquelle ils dépassent relativement peu de la partie annulaire, à une position d'expan sion dans laquelle leur tige est presque entièrement sortie de leur fût. Les vérins 54 peuvent être commandés séparément ou tous ensembles dans le cas d'une expansion automatique; la synchronisation hydraulique de chaque groupe de seize vérins 54 équipant une partie annulaire 51, 52 est obtenue grâce à une centrale électro-hydraulique 55, réalisée spécifiquement à cet effet, du type "toutes positions" pour pouvoir tourner en cours de soudure avec l'ensemble du dispositif qui solidarise en rotation les deux enveloppes; dans e cas os depuis la position du vérin 54 on la tige est ves ee maximum, les tiges de chaque partie --------- - annulaire 51,52 s'étendent toutes ensembles, la différence maximale entre les courses parcourues n'excède pas 1% de la course totale, celle-ci étant égale à 100mm.Chaque partie annulaire 51, 52 étant parfaitement circulaire, à tout moment, les tiges de vérin étant expansées de la même quan tité, les têtes de tige restent sur un même cercle, et arrivent ensemble au diamètre nominal pour pousser la t81e aux endroits nécessaires. Un manostat est prévu pour stopper l'extension des tiges lorsque l'expansion des vérins 54 atteint la valeur choisie. Chaque extrémité de vérin reçoit des organes de protec tion contre les contraintes de flexion, qui seront décrits plus loin; sur ces organes, est fixée une rallonge de vérin, laquelle constitue la pièce destinée à pousser la talez De plus, différents jeux de rallonges permettent d'adapter le dispositif 5 au travail sur des éléments tubulaires 1, 2 de plus grand diamètre par exemple, un dispositif 5 prévu à 1' origine pour des diamètres de 3m à 3,4m, peut recevoir des adaptations permettant de travailler des enveloppes 1, 2 atteignant 6 mètres de diamètre. Le corps en deux parties annulaires 51, 52 avec les broches 53 et les vérins 54, la centrale électro-hydraulique 55 et les tuyauteries nécessaires, non représentées, sont portés par un chariot 56. Les figures 1 et 4 montrent la partie arrière du chariot (opposée aux deux parties annu laires 51, 52) telle qu'elle se présente normalement, mais sa partie avant (portant les deux parties annulaires 51, 52) en supposant que l'axe AB de la figure 3 est ramené entièrement dans le plan vertical. Le chariot 56 comporte trois poutres maîtresses longi tudinales 561 parallèles et portant à l'avant des étriers 562 reliés à la partie annulaire 51 par des fixations 511; de plus, les étriers 562 des deux poutres maîtresses 561. inférieures portent des supports 563 pour deux roues de supportage 57 orientes à 450 l'une de l'autre, de part et d'autre de l'axe vertical du chariot 56, ces supports 563 étant également reliés à leur poutre inférieure corres pondante par un élément de suspension 564. Le châssis comporte également, à l'arrière, des éléments tubulaires 566 pour relier en triangle isocèle les poutres maitresses 561. D'autres éléments tubulaires 565 portent une roulette 58 de supportage et de direction, et relient en V le support de cette roulette aux poutres maîtresses, ces derniers étant montés en croisillon. La rigidité peut encore être améliorée grâce à des jambes de force 570 reliant à l'avant la poutre maîtresse supérieure a'poutres maîtresses inférieures. Â l'arrière, le chariot 56 peut comporter une roulette antibasculement 59 portée par un support 567 relié à la poutre maîtresse 561 supérieure d'une part grâce à un étrier 568 et d'autre part grâce à un élément de suspension 569. Il est également possible d'empêcher le basculement grâce à un contrepoids à proximité de la roulette de supportage et de direction 58. Afin que le dispositif puisse être adapté à des enveloppes de plus grand diamètre, il est prévu (figure 4) des rallonges de Jambage interchangeables par Jeux, aussi bien à l'avant, pour les organes de liaison des roues de supportage 57 aux poutres maîtresses inférieures, qu'à l'arrière pour ceux de la roulette de supportage et de direction 58. Ainsi, il existe à l'avant, pour chaque roue de supportage, une rallonge 601 intercalée entre l'élément de suspension 564 et la poutre inférieure correspondante, une rallonge 602 intercalée entre l'extrémité opposée du support 563 et le même point de la poutre inférieure, et une rallonge 603 entre cette extrémité opposée et la partie annulaire 51; de plus, une entretoise 604 relie le point commun de l'élément de suspension 564 et de sa rallonge 601 à la rallonge 602 aboutissant à la poutre inférieure. A l'arrière, une rallonge 605 prolonge l'élément tubulaire portant la roulette 58, et une rallonge 606 relie la base de la rallonge 605 prolongeant l'élément tubulaire, à l'élément tubulaire Joignant les poutres maîtresses inférieures. Il a été vu plus haut que les vérins 54 étaient munis d'organes de protection contre les contraintes de flexion, et de rallonges destinées à pousser la tôle et à adapter le dispositif 5 au travail sur des éléments tubulaires 1, 2 de grand diamètre. La description de ces pièces ne sera effectuée que pour les vérins de l'une des deux parties annulai res 51, 52, par exemple la partie annulaire 51, mais il est évident que ces pièces sont identiques pour les vérins de 1' autre partie annulaire 52. Ainsi, la partie annulaire 51 est munie (figure 5) aux emplacements prévus pour les vérins 54, d'anneaux de montage 510 dans lesquels sont introduits des canons d'appui 511, munis d'une bride supérieure 512 soudée à l'anneau de montage 510. Les canons d'appui 511 sont destinés à recevoir les vérins 54, dont le fût 541 est muni d'une tête 542 sous la forme d'une bride; cependant,les vérins 54 ne sont introduits dans les canons d'appui 511 qu'après qu'ait été enfilé autour d'eux, par le bas, un fAt de guidage 513 muni d'un fond 514 destiné à venir s'insérer entre la bride supérieure 512 du canon 511 et la tête 542 du fût 541 au vérin 54, le fond 514 du fût de guidage 513 étant muni d'un alésage pour laisser le passage au fût 541 du vérin; en vue de la fixation du vérin 54 et du fût de guidage 513 à l'anneau 510, grâce à des vis 515, la tête 542 du vérin et le fond 514 du fût de guidage 513 sont munis de trous lisses et la bride 512 de trous taraudés en regard, destinés à recevoir lesdites vis 515. La tige du vérin 54, qui fait proéminence au-dessus de la tête 542 dans le fût de guidage 513, comporte une extrémité filetée 544 munie, du c8té opposé à sa face extrême usinée sur un téton d'extrémité 545 (c'est-èdire du osté de la tête 542), d'une embase 546; un piston 516 est logé à l'intérieur du fût de guidage 513, par vissage d'un alésage fileté, prévu axialement à 1' intérieur, sur l'extrémité filetée 544 de la tige de vérin, un alésage de plus petit diamètre étant réalisé dans le prolongement dudit alésage fileté; l'arrêt du piston 516 lors de son vissage sur l'extrémité filetée 544 est obtenu grâce à l'embase 546. Au piston 516, est fixée une bride 517, grâce à des vis la traversant de part en part, vissées dans des trous taraudés prévus dans le piston. Les organes qui viennent d'être décrits permettent une protection efficace contre les conséquences des contraintes de flexion agissant sur les tiges de vérin, du fait de 1' augmentation de la section sur laquelle s'exercent ces contraintes. la rallonge 518 du vérin est constituée d'un tube aux extrémités duquel sont fIxées, par des cordons de soudure, des brides destinées à être fixées ici par des vis, l'une à la bride 517, 11 autre à un embout 519 constituant l'extrémité de la rallonge destinée à venir en contact avec l'intérieur de l'enveloppe pour la mettre en forme. Pour un même dispositif selon l'invention, on peut prévoir une large gamme de rallonges, afin de couvrir sans discontinuité, par exemple les diamètres de 3 à 6 mètres, le changement de rallonges étant- effectué extrêmement rapidement grâce à la fixation par vis des rallonges 518 sur les brides 517. Une fois que les rallonges appropriées sont en place, l'une des enveloppes 1, 2, par exemple l'enveloppe 1 ayant une extrémité bétonnée et son autre extrémité sortant de 500mm environ du béton, 11 enveloppe 2 à ajuster et à accoster à la conduite est apportée par le chariot 4. Toutes les tiges des vérins 54 étant rentrées, l'axe longitudinal du dispositif, passant au centre des anneaux, est amené sur l'axe final de la conduites donc des enveloppes 1, 2 après accostage, ajustage, soudage et bétonnage. La suspension des roues est réglée, avec adjonction de cales ou de rallonges si nécessaire; ce réglage de suspension n'est à faire que pour le premier accostage, et est conser vue par la suite. Ensuite, la perpendicularité des parties annulaires 51,52, donc des tiges de vérins, à l'axe longitudinal de la conduite est vérifiée, et les suspensions du chariot 56 sont retouchées si nécessaire. Fuis, le dispositif est translaté jusqu'à ce que l'axe de la tige des vérins 54 de la partie annulaire 51 (du côté du chariot 56) soit à 80mm environ de l'extrémité de l'enveloppe bétonnée 1. Après quoi, les vérins 54 de cette partie annulaire 51 (côté chariot 56) sont expansés, et l'extrémité de l'enveloppe t se trouve donc arrondie et ajustée. Ensuite, la partie annulaire 52 est éloignée de la partie annulaire 51 à l'aide des vérins 531 des broches 53, de telle façon qu'elle se trouve à l'intérieur de l'enveloppe 2 arrivant sur le chariot 4. Puis, les vérins 54 de cette partie annulaire 52 sont expansés, et ltextrémité de l'enveloppe 2 se trouve arrondie et coaxiale à celle de l'enveloppe bétonnée 1. Après quoi, l'extrémité de l'enveloppe 2 sur le chariot 4 est rapprochée de l'extrémité de l'enveloppe 1 grâce aux vérins 531 des broches 53, un espace entre les enveloppes 1, 2 étant prévu pour la soudure (2 à 5mm selon le dispositif de soudage utilisé). Enfin, les deux extrémités étant alors ajustées et prêtes à être soudées, la soudure est effectuée. Il faut noter que, après roulage du dispositif selon le présent perfectionnement dans une des enveloppes pour amener les deux parties annulaires 51, 52 de part et d' autre de la soudure à réaliser, une minute suffit pour ajuster l'extrémité des enveloppes 1, 2, ce qui permet un gain de temps considérable par rapport aux techniques connues qui exigeaient une à deux Journées de travail pour quatre personnes. Bien entendu, le perfectionnement n'est pas limité à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, à partir de laquelle on pourra prévoir d'autres formes de réalisation sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1- Perfectionnement aux dispositifs pour ajuster les parties terminales de deux éléments tubulaires à assembler comprenant selon le brevet principal un corps à surface circulaire doté à sa périphérie d'une pluralité de vérins orientés radialement susceptibles d'expansion à partir d' une position rétractée, ledit corps étant annulaire avec deux faces latérales auxquelles sont associées des jambes de support orientables aptes à amener en coincidence l'axe du corps avec l'axe d'une virole, ou les deux viroles placées bout-à-bout, perfectionnement caractérisé en ce que ledit corps annulaire est en deux parties (51, 52), toutes deux annulaires reliées par des moyens de solidarisation et de déplacement des deux parties l'une par rapport à l'autre, portant chacune une pluralité de vérins (54) orientés radialement susceptibles d'expansion, tandis qu a au moins une face latérale dudit corps sont associés des moyens de support sous la forme d'un chariot (56) supportant notamment les deux parties annulaires (51, 52) du corps et une centrale électro-hydraulique (55) pour actionner en synchronisme lesdits vérins (54) orientés radialement, 2- Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation et de déplacement des deux parties (51, 52) l'une par rapport à l'autre sont constitués par des broches (53) munies -intérieurement de vérins (531). 3- Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le chariot (56) comporte deux roues de supportage (57) à proximité des tarties annulaires (51, 52), et une roulette (58) de supportage et de direction à son autre extrémité. 4- Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chariot (56) comporte des éléments de suspension (564) pour des roues zie supportage (57)0 5- Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le chariot (56) comporte des rallonges interchangeables (6b1, 6#2, 6#3, 605, 606) pour les roues de supportage (5{) et pour une roulette (58) de supportage et de direction, afin de l'adapter à des enveloppes de plus grand diamètre. 6- Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que le chariot (56) comporte une roulette anti-basculement (59) à sa partie arrière. 7- Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le chariot (56) comporte un contrepoids anti-basculement. 8- Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les vérins (54) sont munis d'organes de protection contre les contraintes de flexion, comportant un fût de guidage (513) recevant la tête de vérin (542) et un piston (516) vissé sur 1' extrémité filetée (544# 9- Perfectionnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les vérins (54) sont munis d'une rallonge (518) interchangeable pour rallonger leur tête (542) afin de les adapter à des enveloppes de plus grand diamètre. 10- Procédé pour ajuster les parties terminales de deux éléments tubulaires (1, 2) à assembler à l'aide d'un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en place l'un des deux éléments (1, 2) et on introduit à l'intérieur ledit dispositif (5),. les vérins (54) des deux parties annulaires (51, 52) de celui-ci étant rétractés, on approche le second élément en regard du premier à quelques centimètres de celui-ci, on positionne le dispositif (5) de telle sorte que les tiges des vérins (54) des parties annulaires (51, 52) soient perpendiculaires à l'axe des deux éléments (1, 2), les tiges des vérins (54) de la partie annulaire (52) du coté du second élément (2) étant à quelques centimètres de l'extrémité du premier(1), on expanse les vérins (54) de la partie annulaire (51) correspondant au premier élément (1) afin de l'arrondir et l'ajuster, on éloigne de celle-ci grâce aux vérins (531) des broches (53) la partie annulaire (52) correspondant au second élément (2) afin qu'elle se trouve à l'intérieur dudit second élément (2), on en expanse les vérins (54) pour arrondir et ajuster le second élément (2) et enfin on rapproche ledit second élément du premier à quelques millimètres de celui-ci grâce aux vérins (531) des broches (53), afin de laisser entre les deux éléments (1, 2) un espace pour la soudure.