Brevet FR2499436A1 — publié le 19820813

OUTIL POUR PROFILER DES TUBES. La présente invention concerne un outil pour profiler des tubes. Dans de nombreuses industries, par exemple dans la pé- trochimie, dans l'industrie nucléaire, dans le domaine des centrales énergétiques et des centrales thermiques, il est nécessaire de profiler avec précision des tubes qui sont en place. Il est connu de profiler des tubes en utilisant des techniques de rectification, mais de telles techniques peuvent augmenter les risques en ce qui concerne la sécurité, dans certaines industries, et de plus ne permettent pas de donner des tolérances élevées,pour les tubes profilés,qui sont maintenant nécessaires. De ce fait, on profile actuellement avec précision des tubes en utilisant des techniques de dé- colletage ou de coupe. On peut avoir besoin d'un grand nombre de sections de tubes différentes, et par conséquent on doit pouvoir avec des outils pour profiler des tubes, découper par exemple des rai- nures, des dépouilles et des contre-dépouilles, des chanfreins des biseaux, des trous et des saillies. On peut adapter des outils de décollage conventionnel pour profiler des tubes de façon à réaliser l'une quelconque des opérations de découpe mentionnées ci-dessus, mais ces ou- tils présentent un certain nombre d'inconvénients. Les ou- tils habituels permettant de profiler des tubes sont nombreux et incommodes et ne sont donc pas adaptables de façon idéale pour être utilisés sur place car, par exemple, il est fréquem- ment nécessaire de profiler un tube fixé en position et pour lequel le seul accès est un espace très réduit. De plus, les outils habituels pour profiler ne peuvent pas être adaptés de façon simple et facile pour passer d'une opération de décolle- tage à une autre et/ou pour passer d'un diamètre de tube à un autre. Enfin, les outils habituels pour profiler ne peuvent pas réaliser facilement plus d'une opération de découpe en même temps et ce de façon simple. Un but de la présente invention est de fournir un outil pour profiler des tubes permettant de pallier et de résoudre les inconvénients et les problèmes mentionnés ci-dessus. Selon la présente invention, un outil pour profiler des tubes comprenant des moyens de fixation de l'outil par rapport à une pièce à usiner, un support d'outil de coupe adap- té pour recevoir au moins un outil de coupe, des moyens par lesquels le support d'outilsde coupe et la pièce à usiner peuvent être mis en rotation l'un par rapport l'autre autour d'un axe prédéterminé et des moyens par lesquels le support d'outils de coupe et la pièce à usiner peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre parallèlement audit axe, est caractérisé par le fait que l'outil de coupe ou chacun des outils de coupe reçu dans le support d'outils de coupe est maintenu en position par rapport au support à l'aide d'un élément intermédiaire qui est fixé de façon amovible au sup- port d'outils de coupe, les dimensions de l'élément intermé- diaire déterminant la position de l'outil de coupe par rap- port audit axe. De préférence le support d'outils de coupe comprend une tête d'entraînement à laquelle l'un ou les éléments intermé- diaires sont fixés de façon amovible. La tête d'entraînement est préférentiellement actionnée pneumatiquement, à savoir par air comprimé. Le ou chacun des éléments intermédiaires est de pré- férence fixé de façon amovible dans une fente de la tête d'entraînement, les fentes recevant les éléments intermédiaires étant de préférence au nombre de trois. Chaque élément intermédiaire comporte une fente dans laquelle on peut engager un outil de coupe. De préférence, les éléments intermédiaires comprennent des éléments en forme de U et de T. Les éléments en forme de U sont placés dans les fentes de la tête d'entraînement,de fa-- çon que la fente dans laquelle s'engage l'outil de coupe s'étende parallèlement aux fentes de la tête, et s'ouvre soit radialement vers l'intérieur, soit radialement vers l'exté- rieur, de façon à pouvoir faire varier la distance entre le dit axe et l'outil de coupe engagé dans la dite fente, grâce à l'épaisseur de la base de l'élément en forme de U. Les élé- ments en forme de T ont une fente qui reçoit l'outil de coupe disposéedans la barre verticale du T,de façon à diviser la patte du T disposée horizontalement. Les éléments en forme de T peuvent être placés dans les fentes de la tête d'entrai- nement,de façon que les fentes recevant les outils de coupe soient situ5es parallèlement ou forment uiA angle droit avec la fente de la tête d'entraînement. Lorsque les fentes forment un angle droit, la position de l'outil de coupe par rapport au dit axe peut varier en fonction de la longueur de la fente de l'outil de coupe. De préférence, lorsque parallèles, la distance de l'outil de coupe supérieure à la distance maximum de l'outil axe dans l'élément en forme de U. De préférence, on utilise une plurali forme de T qui comportent une fente d'outil longueur différente. Lorsque les fentes forment un angle d: poser un él5ment en forme d' U dans la fente trainement sous l'élément en forme de T, di un support supplémentaire. les fentes sont du dit axe est de coupe du dit té d'éléments en de coupe ayant une roit, on peut dis- e de la tête d'en- e façon à obtenir De préférence, on peut utiliser ensemble toutes combi- naisons d'éléments intermédiaires, à savoir qu'on peut intro- duire dans les fentes de la tête de commande indifféremment un ou plusieurs éléments en forme de U ou de T. Par ailleurs, on peut effectuer simultanément une pluralité d'opérations de coupe différentes. De préférence, les moyens de fixation comprennent un mandrin à ailettes logns dans des trous de mandrins peuvent être munis chacun d'outils pour profiler, de façon à s'adap- ter à des diamètres internes de pièces à usiner divers. Plus préférentiellement, les moyens par lesquels le sup- port d'outils de coupe et la pièce à usiner sont mobiles l'un par rapport à l'autre, parallèlement au dit axe, sont consti- tués par une vis. La description suivante,en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 montre un outil pour profiler des tubes muni d'éléments en forme de T, selon le mode de réalisation dit à angle droit, et Les figures 2 à 4 montrent la tête de l'outil de la fi- gure 1 adaptée cour être utilisée avec d'autres modes de cou- pe. Sur la figure 1, on voit que l'outil pour profiler les tubes comprend un dispositif 1 de fixation et d'auto-centrage d'une pièce à usiner, une tête 2 sur laquelle sont montés trois éléments en forme de T(3, 4, 5),en position verticale, chacun supportant respectivement un outil de coupe(6, 7, 8), une amenée 9 d'air comprimé pour faire mouvoir la tête quand une pièce à usiner doit être profilée. Le dispositif 1 est un mandrin à collet traditionnel comprenant trois lames 10, 11 et 12, espacées également autour d'un arbre 13. A chaque extrémité des lames 10, 11 et 12 se trouve un culot 14 et 15 respectivement,chacun possédant trois trous, dans lesquels sont engagées les extrémités des lames 10, Il et 12. Le culot 14 est mobile le long de l'arbre 13, au moyen d'une vis (non représentée). Le fond de chaque fente 2 dans les culots 14 et 15 est incliné et forme ainsi une butée, de façon qu'en déplaçant le culot 14 vers le culot 154 les lames 10, 11 et 12 sont déplacées vers l'extérieur, depuis l'arbre 13, ce qui entralne une ex- pansion du mandrin à collet. En plaçant le mandrin à collet à l'intérieur d'un tube et en le dilatant, l'outil est bloqué à l'intérieur du tube et centré automatiquement. La distance maximale avec laquelle les lames 10, 11 et 12 peuvent se déplacer à partir de l'arbre 13, dans le mo- de de réalisation représenté, est approximativement de 9,5 mm. par conséquent, de façon à pouvoir coopérer avec une pluralité de pièces à usiner ayant des diamètres différents, pour chaque outil, on utilise une pluralité de mandrins à collet qui peuvent être utilisés, chacun ayant un diamètre maximum différent. Les lames 10, 11 et 12 sont fabriquées de façon à être compatibles avec le matériau de la pièce à usiner. La tête 2 comporte trois fentes dans lesquelles sont fixées des éléments de maintien d'outils de coupe. Seule une de ces fentes 16 est représentée et sera décrite en ré- férence à la figure 1. Sur la figure 1, les éléments de maintien des outils de coupe représentés sont des éléments ayant une forme de T (3,4,5) utilisés selon le mode dit "à angle droit".Par mode à angle droit on sous entend que la fente 16 de la tête 2 est perpendiculaire à la fente de maintien de l'outil de cou- pe 8. Afin de fournir un support pour l'élément en forme de T dans la fente 16 de la tête 2, on peut utiliser un élément en forme d'U 17 qui sera décrit ci-après, pour remplir la fente 16, et placé sous l'élément en forme de T 5. L'élément en forme de T 5 et l'élément en forme d'U 17 sont fixés en position dans la tête 2 au moyen de vis sans tête dont les extrémités 18 peuvent être vues dans la fente 16. L'accès des extrémités des vis 16 se fait au moyen des trous de vis 19. L'outil de coupe 8 est fixé dans l'élément en forme de T 5 au moyen de vis sans tête, dont l'accès se fait par des trous de vis 20. L'outil de coupe 8 peut être fixé dans n'im- porte quelle position sur la lonqueur de l'élément en forme de T 5, par serrage des vis sans tête convenables. De cette ma- nière, la position de l'outil de coupe 8 par rapport à l'axe de la pièce à usiner, sur le mandrin à collet peut être modifié facilement. En utilisant trois outils différents 6, 7 et 8, dans les éléments en forme de T respectifs 3, 4 et 5 et/ou en montant chaque outil de coupe 6, 7 et 8 à une distance différente du centre de la tête 2, on peut effectuer en même temps trois opérations de décolletage ou de découpe distinctes. Afin de s'assurer que la taille de coupe maximum de la tête 2 est maintenue à un minimum d'une application à l'autre, chaque outil pour profiler les tubes peut être muni d'une plu- ralité d'ensemble d'éléments en forme de T, la longueur de chaque ensemble d'éléments de T s'accroissant pas à pas,de façon qu'il soit possible de choisir-la plus petite taille de l'élément en forme de T convenable pour une application par- ticulière. La tête 2 est actionnée de façon pneumatique par une source d'air comprimé, à travers la conduite d'amenée 9. L'u- tilisation d'une conduitepneumatique permet d'utiliser l'outil de façon sûre dans presque Lous les environnements. L'outil pour profiler est commandé par engrenage et ce constamment, en divisant les charges de coupe supportées par des roulements rotatifs à huile linéairement préchargés. Le filetage sur l'engrenage donne dix possibilités de vitesses. La tête 2 peut se mouvoir par rapport à une pièce à usi- ner fixée sur le mandrin à collet au moyen d'une vis (non représentée) qui est tournée au moyen d'une roue 21. La roue 21 peut être actionnée manuellement de façon que la vitesse de déplacement de la pièce à usiner par rapport aux outils de coupe puisse être ajustée à différentes sortes de maté- riau du tube et à différentes vitesses de commande. En se référant maintenant aux figures 2 à 4, on voit que la tête 2 de la figure 1 est adaptée à différents modes de coupe. Sur la figure 2, la tête 2 est adaptée de façon à tail- ler des tubes de faible diamètre. A cet effet, un outil de cou- pe 22 est maintenu dans un élément en forme d'U inversé 23 qui est fixé dans la fente 24 de la tête 2 par des vis sans tête. En utilisant un élément en forme d'U inversé 23 pour fixer l'outil de coupe 22 dans la tête 2, l'outil de coupe 22 est amené aussi près que possible du centre de la tête 2. Sur la figure 3, l'élément en forme d'U 23 est inversé par rapport à sa position représentée sur la figure 2. Dans ce mode de réalisation, l'outil de coupe 22 est déplacé par rapport à la position de la figure 2, du fait de l'épaisseur de la base de la fente en forme d'U. Cela permet de l'utili- ser pour des tubes de centrales thermiques. Afin que l'élément en forme d'U puisse être utilisé comme représenté sur la figure 1,de façon à supporter l'élé- ment en forme de T en position verticale, on notera que sa longueur est égale à la longueur de la fente de la tête moins l'épaisseur de la base de l'élément en forme de T. Enfin sur la figure 4, on a représenté un élément en forme de T 25 dans sa position horizontale. Dans cette posi- tion, un outil de coupe 26 fixé dans l'élément 25 est déplacé vers l'extérieur du centre de la tête 2, plus loin que sur la figure 3. Ce mode de réalisation convient pour l'utilisation avec des épaisseurs de parois importantes et des tubes de dia- mètre irnortant. Afin de répondre à toutes les éventualités d'utilisa- tion particulière, les éléments en forme d'U et les éléments en forme de T peuvent être utilisés en combinaison, et selon les modalités représentées sur les figures 1 à 4. De plus, du fait de l'utilisation à la fois des élé- ments en forme de T et des éléments en forme d'U pour chaque outil pour profiler les tubes, on peut obtenir le plus petit outil possible pour profiler les tubes, pour une application particulière, ce qui fait que l'outil pour profiler peut d'adap- ter convenablement à tout genre d'utilisation sur place. De plus, du fait de sa petite taille et de sa légèreté l'outil pour profiler peut être utilisé dans n'importe quelle po- sition. Enfin, il est à noter que lorsque l'outil pour profi- ler doit être utilisé exclusivement dans des environnements non dangereux, on peut utiliser d'autres moyens de comnanrde, à savoir un moteur électrique. REVENDICATIONS 1. Outil pour profilerdes taUo comprenant des moyens de fixation de l'outil par rapport à une pièce à usiner, un sup- port d'outil de coupe adapté pour recevoir au moins un outil de coupe, des moyens par lesquels le support d'outil de cou- pe et la pièce à usiner peuvent être mis en rotation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe prédéterminé, et des moyens par lesquels le support d'outil de coupe et la pièce à usiner peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre, parallèlement audit axe, caractérisé par le fait que l'outil de coupe ou chacun des outils de coupe (6,7,8) reçus dans le support d'outils de coupe est maintenu en position par rapport au support à l'aide d'un élément intermédiaire (3,4, ) qui est fixé de façon amovible au support d'outils de coupe, les dimensions de l'élément intermédiaire déterminant la position de l'outil de coupe (6, 7, 8) par rapport audit axe. 2. Outil pour profiler des tubes selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support d'outils de coupe com- prend une tête d'entraînement (2) à laquelle le ou les élé- ments intermédiaires (3, 4, 5) sont fixés de façon amovible. 3. Outil pour profiler des tubes selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la tête d'entraînement (2) est actionnée par air comprimé. 4. Outil pour profiler des tubes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le ou les éléments intermédiaires (3, 4, 5) sont fixés de façon amovible dans une fente (16) de la tête d'entraînement (2). 5. Outil pour profiler des tubes selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la tête d'entraînement (2) com- porte trois fentes. 6. Outil pour profiler des tubes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque élément intermédiaire comprend une fente dans laquelle on peut engager un outil de coupe. 7. Outil pour profiler des tubes selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les éléments intermédiaires (17, 23) comprennent des éléments en forme de U qui sont placés dans les fentes (16, 24) de la tête d'entraînement (2),de fa- çon que la fente dans laquelle s'engage l'outil de coupe s'é- tende parallèlement aux fentes de la tête, et s'ouvre soit radialement vers l'intérieur ou radialement vers l'extérieur, de façon à pouvoir faire varier la distance entre le dit axe et l'outil de coupe engagé dans la dite fente, grâce à l'é- paisseur de la base de l'élément en forme de U. 8. Outil pour profiler des tubes selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les éléments intermédiaires com- prennent des éléments en forme de T(5, ?5),dans lesquels la fente recevant l'outil de coupe est disposé dans labarre verti- cale du T,de façon à diviser la patte du T disposée horizon- talement, les éléments en forme de T étant placés dans les fentes de la tête d'entraînement (2) de façon que les fentes recevant les outils de coupe soient situées soit parallèle- ment à la fente de la tête d'entraînement, soit forment un angle droit avec cette dernière. 9. Outil pour profiler des tubes selon la revendication 8, caractérisé par le fait que quand la fente recevant l'outil de coupe forme un angle droit avec la fente de la tête d'en- trainement, on peut faire varier la position de l'outil de coupe par rapport au dit axe en fonction de la longueur de la fente recevant l'outil de coupe. 10. Outil pour profiler des tubes selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que lorsque la fente recevant l'outil de coupe et la fente de la tête d'e d'entraînement forme un angle droit, un élément en forme d'U (17) est monté dans la fente de la tête d'entraînement, sous l'élément en forme de T, de façcn à former son support. 11. Outil pour profiler des tubes selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que lorsque la fente recevant l'outil de coupe et la fente de la tête d'entraînement son parallèles, la distance de l'outil de cou- pe au dit axe est supérieure à la distance maximum d'un outil il de coupe au dit axe dans un élément en forme de U. 12. Outil cour profiler des tubes selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait qu'on introduit dans les fentes de la tête de commande indiférem- ment un ou plusieurs éléments en forme de U ou de T. 13. Outil pour profiler des tubes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens pour fixer l'outil par rapport à la pièce à usi- ner sont constitués par un mandrin comportant des ailettes logées dans des trous. 14. Outil pour profiler des tubes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens par lesquels le support d'outil de coupe et la pièce à usiner sont mobiles l'un par rapport à l'autre, pa- rallèlement au dit axe, sont constitués par une vis.