Brevet FR2488171A1 — publié le 19820212

Machine à brocher. La présente invention se rapporte à une machine à brocher, et elle concerne plus particulièrement une machine à brocher des trous mul- tiples dans une plaque tubulaire de chaudière à vapeur. Les plaques tubulaires des chaudières à vapeur que l'on construit actuellement, comportent environ 10 000 trous formés en feuille de trèfle. En raison des dimensions importantes des plaques tubulaires, dont le dia- mètre est de 25 m environ, et du grand nombre de trous à brocher, il est nécessaire de disposer d'une machine capable de brocher simultanément un nombre élevé de trous. Cependant, les efforts de brochage sont importants et leur asso- ciation tend à faire fléchir la plaque tubulaire et à provoquer, par consé- quent, une disposition et une orientation incorrectes des trous. De plus, les efforts importants de brochage imposent un bâti robuste, lourd et coû- teux pour supporter la plaque tubulaire. L'objet principal de la présente invention est donc de fournir une machine à brocher relativement peu coûteuse pour former avec précision des trous dans une plaque tubulaire sans faire fléchir cette dernière. En-vue de réaliser cet objet, la présente invention consiste en une machine à brocher des trous multiples dans une pièce à l'aide de plu- sieurs broches, cette machine comprenant un moyen pour mettre la pièce en position et la maintenir pendant l'opération de brochage, et plusieurs tê- tes porte-broche comportant un moyen pour tirer au moins une broche à tra- vers la pièce. La machine suivant la présente invention se caractérise par le fait qu'une première tête porte-broche est disposée d'un côté de la pièce tandis qu'une deuxième tête porte-broche est placée de l'autre côté de la pièce, ces têtes porte-broche étant prévues pour se déplacer simulta- nément en sens contraire afin de brocher plusieurs trous-en même temps et avec des efforts qui s'équilibrent. La machine suivant la présente invention pour brocher des trous multiples dans une pièce à l'aide de plusieurs broches, comprend une pre- mière tête porte-broche disposée d'un côté de la pièce, une deuxième tête porte-broche placée de l'autre côté de la pièce, et un moyen pour mettre la pièce en position. Chaque tête porte-broche comporte un moyen pour tirer au moins une broche à travers la pièce et un moyen pour supporter au moins une broche en plusieurs points au début de chaque opération de brochage, et à l'extrémité arrière seulement de la broche lorsque l'opération de brocha- ge est presque terminée. La machine comprend également un moyen pour main- tenir la pièce pendant l'opération de brochage, ce qui permet de brocher plusieurs trous simultanément. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la des- cription suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans les- quels: - la figure 1 est une vue en élévation d'une machine à brocher suivant la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant le de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe partielle, suivant le plan de coupe ftI-11I de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe partielle, suivant le plan de coupe IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe partielle, suivant le plan de coupe V-V de la figure 3, - la figure 6 est une vue en coupe partielle, suivant le plan de coupe VI-VI de la figure 2; - la figure 7 est une vue en coupe partielle, suivant le plan de coupe VII-VIt de la figure 6, - la figure 8 est une vue en coupe partielle, suivant le plan de coupe VITI-VIII de la figure 2, - la figure 9 est une vue en coupe partielle, suivant le plan de coupe IX-IX de la figure 8; plan de coupe II-II à grande échelle, à grande échelle, à grande échelle, à grande échelle, à grande échelle, à grande échelle, à grande échelle, - la figure 10 est une vue en coupe partielle, à grande échelle, suivant le plan de coupe X-X de la figure 1; - la figure 11 est une vue en coupe partielle, à grande échelle, d'un guide d'alignement; - la figure 12 est une vue en élévation d'une broche; et la figure 13 est une vue en coupe suivant le plan-de coupe XIII-XIII de la figure 12.- On se reportera maintenant aux dessins de détail qui représentent une machine 1 pour brocher simultanément plusieurs trous dansune pièce qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est une plaque tubulaire 3. La machine 1 comprend deux têtes porte-broche 5 et 7 placées de chaque côté de la plaque tubulaire 3. Une tête porte-broche 5 est fixée sur un socle 9, tandis que l'autre tête porte-broche 7 est disposée de manière à pouvoir coulisser sur le socle 9; un vérin hydraulique Il déplace rectilinéairement la tête porte-broche 7 vers la tête porte-broche 5, de manière à bloquer entre elles la plaque tubulaire 3 pendant l'opération de brochage. 2488 17 1 Comme le représentent les figures 2 et 3,chaque tête de brochage et 7 comporte un plateau 13 disposé au voisinage du centre de la machine et de la plaque tubulaire 3. Des vérins hydrauliques 15 et 17, qui fournissent chacun la force mécanique nécessaire pour tirer les broches B à travers les trous de la plaque tubulaire, sont disposés respectivement aux extrémités les plus éloignées des têtes porte-broche 5 et 7. Sur les têtes porte-broche 5 et 7 sont également disposés deux vérins hydrauliques 19 et 21 qui font avan- cer respectivement les broches B vers les trous de la plaque tubulaire 3 et vers la tête porte-broche opposée. Une tête 23 de tirage, représentée aux figures 6 et 7, est montée sur chacun des vérins hydrauliques 15 et 17. Chaque tête 23 de tirage com- prend une partie centrale 24 dont la section droite est circulaire-et qui comporte deux trous 25 prévus pour recevoir l'extrémité avant de deux bro- ches B. Les trous 25 ont une section circulaire 26 limitée par une corde qui se trouve dans l'alignement de méplats BI formés sur les broches B afin d'aligner ces dernières avec les têtes de tirage. Dans chacune des parties centrales des têtes de tirage, deux paires de dispositifs de serrage 27 dis- posés de manière à pouvoir coulisser, intersectent tes trous 25 de la par- tie centrale et bloquent les extrémités avant des broches B dans lesquelles est formée une rainure circonférentielle au voisinage de leur extrémité avant introduite dans les trous. Un collier ou bague 29, monté fou sur le pourtour de la partie centrale 24, comporte plusieurs rainures partielles en forme de croissant qui servent de surfaces de came pour faire coulisser les dispositifs de serrage 27 et les amener en contact de blocage avec les rainures formées dans les extrémités avant des broches B. Des vérins hydrau- liques 31 font tourner le collier 29 par l'intermédiaire d'un bras oscillant et d'une goupille de référence générale 32, afin de bloquer et débloquer les broches B dans les têtes 23 de tirage. Comme le représentent les: figures 3, 4 et 5, chaque tête porte- broche comporte des moyens pour supporter les broches B en deux points de leur longueur et pour faire avancer les broches B vers les têtes 23 de ti- rage. Un support 33, percé de trous 35, reçoit les extrémités arrière des broches B. Un élément limité par une corde et un méplat B3, représenté aux figures 12 et 13, est formé sur l'extrémité arrière dela broche pour per- mettre d'aligner correctement cette dernière avec le support 33 d'extrémi- té arrière. Les vérins hydrauliques 19 et 21 sont fixés au support 33 de l'extrémité arrière de la broche, ce support étant monté de manière à pou- voir coulisser sur la tête 23 de tirage. L'autre support 37 de broche sup- porte celle-ci entre ses extrémités et il est monté de manière à pouvoir 24 88 17 1 coulisser sur les têtes porte-broche 5 et 7. Le support 37 de broche com- prend une embase 39 qui coulisse sur un rail 41 disposé sur les têtes porte- broche 5 et 7.Une traverse 43 est reliée à l'embase de manière à pouvoir coulisser vers le haut et vers le bas par rapport à celle-ci. Un toucheau de came 4 en forme de bille est fixé à la traverse 43 et une surface de came 47, montée sur l'embase 39 de manière à pouvoir coulisser, est poussée pour maintenir la traverse 43 en position haute. Une butée 49 est montée sur les têtes porte-broche 5 et 7 au voisinage de la plaque tubulaire afin d'en- trer en contact avec la surface de came coulissante, abaisser la traverse 43 et arrêter le support 37 de broche lorsqu'il s'approche de l'extrémité de la tête porte-broche. Une tige 51 est fixée au support 37de broche et elle est montée de manière à pouvoir coulisser dans le support 33 de broche. Ce dernier comporte une bague conique réglable 53 ou un autre moyen prévu pour entrer en contact avec la tige 51 et régler le frottement de glisse- ment entre la tige 51 et le support 37 de broche. Une butée 55 est placée à l'extrémité la plus éloignée des têtes porte-broche 5 et 7 afin d'entrer en contact avec la tige 51 lorsque le support d'appui 33 est éloi- gné de la pièce par les vérins respectifs 19 et 21 afin de mettre en posi- tion les supports 33 et 37 pour recevoir d'autres broches pendant l'opéra- - tion suivante de brochage. Sur le socle 9 sont montés deux rails parallèles 61 espacés l'un de l'autre. L'horizontalité des chemins de glissement est réglée au moyen de cales 63 de niveau, et des cornières 65 sont placées de-chaque côté de chacun des chemins, formant une auge ou cuvette dans laquelle est déversé du mortier liquide afin de constituer des chemins de glissement économiques mais rigoureusement de niveau sur lesquels fonctionne la machine. Un portique-71 repose sur six pieds 73, dont quatre sont disposés aux angles et les deux autres au centre. Les pieds 73 sont munis de coulis- seaux qui glissent sur les chemins 61. Deux plaques 75 de butée sont dispo- sées dans le socle 9 de chaque côté du portique 71, généralement parallèle- ment aux chemins 61, et quatre patins 77 de butée partant du portique peu- vent entrer en contact de glissement avec les plaques 75 de butée. Un pis- ton hydraulique est associé à chaque patin 77 de butée afin de bloquer la plaque tubulaire 3 dans n'importe quelle position lorsqu'elle se déplace sur les chemins 61. Un moteur pas-à-pas 79 commande un pignon 81 qui engrène avec une crémaillère 83 montée sur le portique 71 pour entraîner ce dernier le long des chemins 61 de glissement. Le portique 71 comporte deux poutres 85 horizontalement espacées l'une de l'autre et disposées de part et d'autre de la partie centrale du 248 8 1 71 portique. Les poutres 85 sont espacées l'une de l'autre pour recevoir la plaque tubulaire 3 qui est généralement disposée verticalement à l'inté- rieur du portique. Deux montants 87 se dressent chacun à une extrémité du portique et des treuils 88 sont suspendus à l'extrémité supérieure des montants afin de lever et abaisser la plaque tubulaire ou la pièce 3. Des ensembles 91,-92, 93 et 94 de support de la plaque tubulaire sont disposés sur chaque poutre horizontale 85. Chaque ensemble 91, 92, 93 et 94 de sup- port est monté sur les poutres 85 de manière à pouvoir être déplacé verti- calement, et chaque ensemble est maintenu dans sa position d'allongement par un ressort 95 ou par un autre moyen. Les supports 91 et 92 présentent des rainures 97 et 98 en Y qui sont formées à différents niveaux, tandis que les supports 93 et 94 présentent deux rainures 99 et 100 à fond plat disposées chacune à un niveau différent. Un vérin 101, représenté à la fi- gure 9, est associé aux supports 91 et 93 pour lever et abaisser les sup- ports 91, 92, 93 et 94. Les ressorts 95 prévus dans les supports 92 et 94 sont dimensionnés pour que les supports 92 et 94 suivent les supports 91 et 93 lorsqu'ils supportent la plaque tubulaire. Les supports 91 et 93 sont axialement alignés respectivement avec les supports 92 et 94. Des goupilles rondes 103 comportent une partie centrale dont le diamètre réduit au tour s'adapte dans les trous de la plaque tubulaire, tandis que les parties 107 d'extrémité de ces axes ont un plus grand dia- mètre qui est adapté aux rainures formées dans les supports 91, 92, 93 ou 94. Les goupilles 103 sont fabriquées de telle sorte que l'une des parties de plus grand diamètre est amovible pour permettre l'introduction de la par- tie dont le diamètre est réduit au tour, dans un trou de la plaque tubu- laire. Les deux niveaux permettent un indexage rapide d'une rangée à la sui- vante. Une goupille 109 de position est disposée de manière à pouvoir glisser dans la tête porte-broche coulissante 7. La goupille 109 comporte un nez conique 111 pour faciliter son entrée dans un trou de la plaque tubu- laire. La goupille 109 est poussée dans sa position avancée par un ressort 113. Un microinterrupteur ou tout autre dispositif sensible 115 est placé près de la partie arrière de la goupille 109, de sorte que si cette dernière entre en contact avec la plaque tubulaire 3 sans pénétrer dans un trou, le dispositif sensible 115 envoie un signal indiquant que les têtes porte- broche ne sont pas correctement alignées avec les trous. Comme le représentent les figures 12 et 13, la broche B comporte une extrémité avant, représentée à gauche sur le dessin, et une extrémité arrière, représentée à droite sur le même dessin. L'extrémité avant pré- 2488 17 1 sente une rainure BI, dans laquelle s'engagent les dispositifs de serrage prévus dans la tête 23 de tirage, et un méplat B2 qui assure un alignement correct de la broche dans la tête de tirage. L'extrémité arrière présente aussi un plat B3 qui permet d'aligner la broche pendant son avance vers la tête 23 de tirage. Les dents de coupe ont des dimensions en progression généralement-croissante depuis l'extrémité avant de la broche, à l'excep- tion des dents de coupe voisines de l'extrémité arrière; ces dernières dents, qui sont circulaires et ont un diamètre inférieur à celui des dents de coupe qui les précèdent inmiédiatement, servent à la finition des surfa- ces du trou original. La présente invention n'est pas limitée aux exemplesde réalisa- tion qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de va- riantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 248 8 17 1 R E Y E N D I C A T I 0 N S 1. Machine à brocher des trous multiples dans une pièce à l'aide de plusieurs broches, cette machine comprenant un moyen pour mettre la piè- ce en position et la maintenir pendant l'opération de brochage, et plusieurs têtes porte-broche comportant un moyen pour tirer au moins une broche à tra- vers la pièce, cette machine étant caractérisée en ce qu'une première tête porte-broche (5) est disposée d'un côté de la pièce (3) tandis qu'une deu- xième tête porte-broche (7) est placée de l'autre côté de la pièce (3), ces têtes porte-broche (5, 7) étant prévues pour se déplacer simultanément en sens contraire afin de brocher plusieurs trous en même temps et avec des efforts qui s'équilibrent. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que deux blocs supports (33, 37) sont prévus pour chaque broche (B), un bloc support (33) supportant l'extrémité arrière de la broche (B) tandis que l'autre bloc support (37) supporte la broche (B) entre ses extrémités. 3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le bloc support intermédiaire (37) présente une surface de came prévue pour libérer le support de la broche (B) lorsque le bloc support intermédiaire (37) s'approche de la pièce (3). 4. Machine suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractéri- sée en ce que le moyen pour tirer la broche (B) comprend des têtes (23) de tirage auxquelles est fixée la broche (B) de manière amovible, chaque tête (23) de tirage comprenant des dispositifs de serrage (27) manoeuvrables à l'aide d'un collier extérieur mobile (29) prévu avec les surfaces de came pour amener les dispositifs de serrage (27) en contact avec une broche (B) lorsqu'on fait tourner le collier mobile (29) par des moyens prévus. à cet effet. 5. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, ca- ractérisée en ce que le moyen pour mettre la pièce en position comprend un portique (71) pouvant glisser sur deux chemins parallèles (61), une cré- maillère (83) montée sur le portique (71), un moteur pas-à-pas (79), et un pignon (81) couplé au moteur (79) et engrenant avec la crémaillère (83). 6. Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le portique (71) comprend un montant (87) à chacune de ses extrémités, et en ce qu'un treuil (88) est suspendu à l'extrémité supérieure de chaque mon- tant (87) pour lever et abaisser la pièce (3) à l'intérieur du portique (71). 7. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle les broches (B) comportent une extrémité avant et une extré- 248 8 17 1 mité arrière, caractérisée en ce que les dents de coupe voisines de l'ex- trémité arrière ont un diamètre inférieur à celui des dents de coupe qui les précèdent immédiatement, mais sont circulaires de manière à assurer la finition de la surface des trous originaux de la pièce (3).