Brevet FR2503688A1 — publié le 19821015

Cylindre presseur hydraulique pour ripage par pression de tubes et analogues. La présente invention coneerne un cylindre presseur hydraulique pour ripage par pression de tubes, de boucliers ou analogues, comprenant un cylindre externe, un poussoir interne pouvant sortir hydrauliquement du cylindre externe et rentrer hydrauliquement dans ce dernier, un poussoir de prolongement pouvant être sorti de ce poussoir interne et rentrer dans celui-ci, et comprenant un collier de serrage en plusieurs parties disposé à l'extrémité externe du poussoir interne pour déterminer un verrouillage mécanique dégageable poussoir de prolongement sur lequel sont pratiquées des gorges de retenue du collier de serrage et le poussoir interne. Un cylindre presseur hydraulique de ce type, constitué pour le ripage par pression de tubes est connu par le brevet allemand DE-PS 19 27 870. Dans ce cylindre presseur, le poussoir de prolongement mécanique est fixé mécaniquement au poussoir interne au moyen du collier de serrage pendant la course de travail du cylindre presseur. L'importante surface du piston du poussoir interne sur laquelle est appliquée la pression est toujours disponible pour la course de travail, et on dispose donc d'une importante force de pression. La sortie du poussoir de prolongement hors du poussoir interne s'effectue au moyen d'une rentrée répétée du poussoir interne alors que le collier de serrage est dégagé et d'une sortie subséquente du poussoir interne alors que le collier de serrage est fermé. Lors de la rentrée du poussoir de prolonge- ment, le poussoir interne doit être sorti et rentré deux fois alors que dans le même temps le collier de serrage est alter- nativement ouvert et fermé. Du fait que dans ce cas l'impor- tant volume de l'enceinte du cylindre située au-dessous du gros piston du poussoir interne doit être soumis de façon répétée à la pression, ce procédé nécessite un temps relati- vement long. Dans le cylindre presseur connu, l'ouverture et la ferme- ture du collier de serrage doit être effectué à la main. Ceci prend également un temps relativement long et exige une main-d'oeuvre importante du fait du poids élevé des parties du collier. L'objet de l'invention est un cylindre presseur hydrauli- que du type mentionné dans le préambule constitué de manière qu'au moins la rentrée du poussoir de prolongement puisse être réalisée de façon accélérée sans qu'il soit nécessaire d'effectuer les multiples courses de rentrée et de sortie du poussoir interne, la manoeuvre du collier de serrage étant par ailleurs avantageusement améliorée dans le sens d'une simplification et d'une accélération du travail. Selon l'invention, ce problème est résolu du fait qu'à l'intérieur du poussoir de prolongement qui est mécaniquement verrouillable est prévu un dispositif auxiliaire de rentrée servant à accélérer sa course de rentrée. Grâce au dispositif auxiliaire prévu dans le poussoir de prolongement, il est possible de faire rentrer de façon accélérée ce poussoir de prolongement, quand le cylindre presseur est totalement déployé, à l'intérieur du poussoir interne, sans que ce dernier ait besoin d'être sorti et rentré plusieurs fois dans ce but et sans avoir à ouvrir et à fermer plusieurs fois le collier de serrage. Pour la course de travail ou de pression proprement dite du cylindre presseur, on dispose de l'importante surface du piston du poussoir interne, alors que pour la rentrée du poussoir de prolonge- ment, la force nécessaire est relativement faible. Dans la mesure o le dispositif auxiliaire de rentrée est également utilisé pour la sortie du poussoir de prolongement, il ne sert pas à exercer une pression sur un tube ou analogue, mais seulement à provoquer la sortie du poussoir de prolongement sans qu'il soit soumis à une charge. La course de sortie du poussoir de prolongement hors du poussoir interne est avanta- geusement plus importante que la course de sortie du poussoir interne hors du cylindre externe. On prévoit pour constituer le dispositif auxiliaire de rentrée un mécanisme à broche simple et de peu d'encombre- ment. Le moteur de la broche qui peut être cosntitué par un petit moteur électrique de faible puissance, un moteur à fluide de pression hydraulique ou pneumatique ou analogue, est monté de préférence sur le piston du poussoir interne, alors que la broche qui est entraînée par le moteur est en prise avec un alésage fileté constitué dans le pous- soir de prolongement. D'un autre côté, le cylindre presseur selon l'invention peut également être muni d'un dispositif auxiliaire de ren- trée hydraulique, comprenant un piston auxiliaire monté de façon étanche dans un alésage axial du poussoir de prolonge- ment et relié au poussoir interne par sa tige de piston, l'enceinte annulaire située du côté tige du piston auxiliaire qui est rendue étanche par rapport à l'enceinte de pression du cylindre externe pouvant être soumise au fluide de pres- sion hydraulique. Du fait que le dispositif auxiliaire de rentrée, comme mentionné, ne sert qu'à la rentrée et éventuel- lement à la sortie du poussoir de prolongement, mais non à exercer une pression, le piston auxiliaire et l'alésage cylindrique dans lequel il est reçu peuvent avoir des dimen- sions relativement réduites. Avantageusement, la tige du piston auxiliaire est montée sur le piston du poussoir interne, de préférence dans un coussinet de pivotement et avec un certain jeu pour éviter des contraintes et des coicements du piston. L'invention a également pour objet une conformation améliorée du collier de serrage, en vue d'éviter le travail et le temps nécessaires à l'ouverture et à la fermeture de ce collier. Dans ce but, il est prévu selon l'invention un dispositif à ressorts qui maintient les parties du collier en position de fermeture du fait de la force exercée par les ressorts, et un dispositif à cylindres et pistons qui ouvre le collier à l'encontre de la force des ressorts du disposi- tif à ressorts. Lorsque le dispositif à cylindres et pistons n'est pas soumis à une charge, le collier de serrage est fermé automatiquement par le dispositif à ressorts et on détermine ainsi le verrouillage du poussoir de prolongement sur le poussoir interne. Pour ouvrir le collier de serrage, il suffit de soumettre le disposisitif à cylindres et pistons à un fluide de pression, de préférence un fluide de pression hydraulique, les parties du collier de serrage étant alors écartées à l'encontre de la force de rappel des ressorts du dispositif à ressorts hors de la position de verrouillage. Le dispositif à cylindres et pistons est constitué de préférence par deux cylindres hydrauliques parallèles, disposés entre les moitiés du collier de serrage, et au moins deux ressorts de fermeture décalés par rapport aux cylindres en direction périphérique du collier de serrage. A l'extrémité du poussoir interne, on dispose avantageusement un anneau de blocage dans lequel les parties du collier de serrage sont montées de façon mobile en direction radiale, et qui est pourvu de boulons ou analogues pénétrant dans des évidements des par- ties du collier de serrage, les ressorts de fermeture étant disposés dans les évidements du collier de serrage et s'appu- yant contre l'anneau de blocage. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation et avec référence aux des- sins ci-annexés dans lesquels: les figures 1 à 4 représentent un cylindre presseur selon l'invention dans ses diverses positions sorties et à l'état totalement rentré, la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation d'un cylindre presseur selon l'invention, la figure 6- représente un collier de serrage selon l'in- vention, vu en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 7, la figure 7 représente le collier de serrage de la figure 6, vu en coupe parallèlement à l'axe du cylindre. Le cylindre presseur selon les figures 1 à 4 est consti- tué par un cylindre externe cylindrique 1, un poussoir inter- ne 2 mobile dans ce dernier, comprenant un piston 3, et un poussoir de prolongement 4 monté mobile à l'intérieur du poussoir interne cylindrique et creux 2. Le cylindre externe 1 comprend au fond de son cylindre une sphère d'articulation pouvant se déplacer de façon limitée dans toutes les direc- tions et reliée au moyen d'nne cheville 6 d'une façon résistant à la traction à un coussinet 7 constituant une cavité arti- culaire qui, lorsque le cylindre presseur est utilisé pour le ripage de tubes, est reliée à des butées de pression (non représentées). De façon correspondante, le poussoir de prolon- gement 4 comprend à son extrémité externe une sphère d'arti- culation 8 pouvant se déplacer de façon limitée dans toutes les directions et raccordée au moyen d' une cheville 9, d'une façon résistant à la traction, à un coussinet 10 constituant une cavité articulaire et qui est lui-même fixé à un cône de serrage 11. Le cône de serrage s'appuie de manière connue contre l'extrémité du tube auquel doit être appliquée la pression. Sur le cône de serrage 11 et réparties sur sa périphéries s'appuient plusieurs cylindres presseurs du type décrit. Le poussoir interne 2 porte à son extrémité externe et de manière connue un collier de serrage 12 constitué par deux moitiés 13 et 14. A l'aide du collier de serrage 12, le poussoir de prolongement 4 peut être verrouillé mécaniquement sur le poussoir interne 2. Le poussoir de prolongement 4 comprend dans ce but et sur sa longueur plusieurs gorges de forme annulaire 15, 16 et 17 destinées à retenir les moitiés 13 et 14 du collier de serrage. Le poussoir de prolongement 4 comprend un alésage axial 18 en forme d'alésage borgne dans lequel passe de façon étanche un petit piston auxiliaire 19. Le piston auxiliaire 19 est monté à l'extrémité d'une tige 20 qui est maintenue par sa tête 21 dans un évidement ou coussinet de pivotement 22 du piston 3, avec un certain jeu. L'alésage axial 18 et le piston auxiliaire 19 fixé à la tige 20 constituent un dispo- sitif auxiliaire pour la rentrée du poussoir de prolongement 4. La figure 1 représente le cylindre presseur alors que le poussoir interne 2 est sorti et que le poussoir de prolonge- ment 4 est totalement rentré. Le poussoir interne 2 est déployé par application de pression dans l'enceinte 23 du cylindre externe 1. Le poussoir de prolongement 4 est dans ce cas verrouillé mécaniquement au poussoir interne 2. Les moitiés 13 et 14 du collier de serrage sont alors engagées dans la gorge 15 du poussoir de prolongement 4. Lorsque le poussoir interne 2 effectue une course vers l'extérieur, le cône de serrage l est pressé vers l'avant en direction de la flèche P, et fait avancer par son intermédiaire la ligne de 2?03688 tubes (non représentée). Lorsque la position sortie de la figure 1 est atteinte, le collier de serrage 12 s'ouvre par retrait des moitiés 13 et 14 de ce collier hors de la gorge annulaire 15, et le fluide de pression hydraulique est envoyé dans l'enceinte annulaire 24 du cylindre externe. Le poussoir interne 2 revient alors en arrière alors que le poussoir de prolonge- ment 4 reste en position du fait de sa liaison avec le cône de serrage 11. Lorsque le poussoir interne 2 est rentré, celui-ci est verrouillé mécaniquement au poussoir de prolon- gement 4 par fermeture du collier de serrage 12 dans la gorge 16, suite à quoi le poussoir interne 2 et le poussoir de prolongement 4 sont à nouveau déployés en appliquant la pression dans l'enceinte cylindrique 23. Ce cycle de travail se répète jusqu'à ce que soit atteinte la position sortie représentée à la figure 2, dans laquelle les moitiés 13 et 14 du collier de serrage 12 pénètrent dans la dernière gorge 17 du poussoir de prolongement 4. En envoyant à nouveau la pression dans l'enceinte cylindrique 23 du cylindre externe 1, le poussoir interne 2 est à nouveau déployé en même temps que le poussoir de prolongement 4 qui est lui-même sorti, et il applique une nouvelle pression faisant avancer le cône de serrage 11. La position représentée à la figure 3 est alors atteinte, position dans laquelle le cylindre presseur est déployé sur sa longueur maximale. Ensuite, le cylindre presseur est à nouveau totalement rentré, le cône de serrage 11 étant simultanément ramené vers l'arrière sur une distance correspondant à la totalité de la course du cylindre presseur. La rentrée du poussoir de prolon- gement s'effectue à l'aide du dispositif auxiliaire hydrauli- que de rentrée, l'enceinte annulaire 25 qui est fermée de façon étanche par rapport à l'enceinte interne du poussoir interne 2 et par rapport à l'enceinte cylindrique 23 du cylindre externe 2 étant soumise à l'action du fluide de pression hydraulique sur le côté tige du petit piston auxi- liaire 19. A la suite ou simultanément, l'enceinte annulaire 24 du cylindre externe 1 est soumise au fluide de pression hydraulique et il en résulte que le poussoir interne 2 25036-8 revient en position rentrée. La figure 4 représente le cylin- dre presseur à l'état totalement rentré. Le poussoir de prolongement 4 est à nouveau verrouillé mécaniquement sur le poussoir interne 2, les moitiés 13 et 14 du collier de serrage pénétrant dans la gorge externe 15 du poussoir de prolonge- ment. La figure 5 représente un cylindre presseur hydraulique qui est fondamentalement de même type. Mais à la place du dispositif auxiliaire de rentrée hydraulique, on prévoit dans ce cas un dispositif auxiliaire de rentrée mécanique se présentant sous la forme d'un mécanisme à broche 30. Ce mécanisme à broche comprend un petit moteur 31 monté dans le piston 3 du poussoir interne 2 et il est constitué par exem- ple par un moteur électrique ou par un moteur hydraulique. Le moteur 31 entraîne une broche 32 disposée dans un alésage fileté axial 33 du poussoir de prolongement 4. Quand la broche 32 tourne, le poussoir de prolongement 4 peut alors être sorti du poussoir interne en direction de la flèche P alors que le collier de serrage 12 est ouvert, ou rentré dans le poussoir interne 2. Lorsqu'on utilise le mécanisme à broche 30 selon la figure 5, le déploiement par étapes du cylindre presseur s'effectue de manière que le poussoir interne 2 soit d'abord sorti hydrauliquement du cylindre externe 1 alors que le poussoir de prolongement 4 est totalement rentré, ce poussoir de prolongement 4 étant verrouillé mécaniquement sur le poussoir interne 2 par l'intermédiaire du collier de serrage 12 en position fermée. Ensuite, le poussoir interne 2 est à nouveau rentré dans le cylindre externe 1 alors que le collier de serrage 12 est ouvert, le poussoir de prolongement 4 restant en position du fait de sa liaison résistant à la traction avec le cône de serrage 11. On peut faire rentrer le poussoir interne 2 à l'aide du mécanisme à broche 30, et éventuellement en appliquant simultanément une pression dans l'enceinte annulaire 24. Le collier de serrage 12 est ensuite à nouveau fermé et le poussoir de prolongement 4 est verrouil- lé sur le poussoir interne 2 au niveau de la gorge 16 destinée au collier de serrage. En envoyant à nouveau la pression dans l'enceinte cylindrique 23 du cylindre externe 1, le poussoir interne 2 peut être à nouveau sorti en même temps que le poussoir de prolongement 4 avec lequel il est verrouillé mécaniquement. En faisant à nouveau rentrer le poussoir interne 2 en ayant dégagé le collier de serrage 12, et en faisant ensuite sortir le poussoir interne 2 alors que le collier de serrage 12 est refermé dans la gorge 17 du pous- soir de prolongement 4, on peut déployer le cylindre presseur sur la totalité de sa course. Pour faire rentrer le cylindre presseur, on fait rentrer le poussoir de prolongement 4 dans le poussoir interne 2 à l'aide du mécanisme à broche 30 alors que le collier de serrage 12 est ouvert, et le poussoir interne rentre dans le cylindre externe 1 par application de la pression dans l'enceinte annulaire 24. Aux figures 6 et 7 est représenté un mode de réalisation du collier de serrage selon l'invention et son dispositif de manoeuvre. A l'extrémité externe du poussoir interne 2 du cylindre presseur est fixé un anneau de blocage 40 dans lequel sont montées mobiles en direction radiale les deux moitiés 13 et 14 du collier de fixation. L'anneau de blocage comprend des pattes radiales 41 pourvues d'évidement 42 dans lesquelles pénètrent des pattes de guidage radiales 43 des moitiés 13 et 14 du collier de serrage. Aux pattes ra- diales 41 sont fixés des tenons 44 qui pénètrent dans les évidements 45 des deux moitiés 13 et 14 du collier de serrage. Dans les évidements 45 du collier de serrage sont disposés des ressorts de fermeture 46 constitués sous forme de res- sorts hélicoîdaux de compression et entourant les tenons 44. Les ressorts de fermeture 46 s'appuient d'une part sur les pattes radiales 41 de l'anneau de blocage 40 et d'autre part sur le fond des évidements 45 du collier de serrage. Ainsi, ils pressent les moitiés 13 et 14 du collier de serrage dans la gorge 15 du poussoir de prolongement 4, ce qui détermine le verrouillage mécanique du poussoir de prolongement sur le poussoir interne 2. Des dispositifs à cylindre et piston 47 qui sont parallè- les l'un par rapport à l'autre et décalés respectivement de 900 par rapport aux deux dispositifs à ressort disposés ?SO36q3 diamétralement face à face sont installés entre les moitiés 13 et 14 du collier de serrage, les cylindres 48 étant fixés par des articulations 49 à la moitié 14 du collier de serrage alors que les pistons 50 sont fixés par les articulations 51 à la moitié 13 du collier de serrage. Lorsque la pression est appliquée aux surfaces circulaires des pistons 50, on peut écarter les deux moitiés 13 et 14 du collier de serrage à l'encontre de la force de rappel des ressorts de fermeture 46, le collier de serrage s'ouvrant alors et le verrouillage mécanique établi entre le poussoir de prolongement 4 et le poussoir interne 2 étant dégagé. Lorsque la pression n'est plus appliquée au petits cylindres 48, les ressorts de ferme- ture 46 pressent automatiquement les moitiés 13 et 14 du collier de serrage dans la gorge correspondante du poussoir de prolongement 4, ce qui provoque un nouveau verrouillage. Il convient également de mentionner que dans le disposi- tif auxiliaire hydraulique selon les figures 1 à 4, il est prévu un dispositif qui provoque le désaérage de l'alésage axial 18 quand le poussoir mécanique de prolongement 4 rentre, et l'arrivée de l'air quand le poussoir de prolongement sort. A l'aide des boulons 6 et 9, les têtes d'articulation 5 et 8 du cylindre 1 et du poussoir de prolongement 4 sont mainte- nues de façon fixe en rotation, ce qui évite la rotation de ces éléments les uns par rapport aux autres et de ce fait également l'enroulement et l'arrachement des gaines d'amenée. 0 33683 REVENDICATIONS 1. Cylindre presseur hydraulique pour ripage par pression de tubes, de boucliers ou analogues, comprenant un cylindre externe, un poussoir interne pouvant sortir hydrauliquement du cylindre externe et rentrer hydrauliquement dans ce dernier, un poussoir de prolongement pouvant être sorti de ce poussoir interne et rentrer dans celui-ci, et comprenant un collier de serrage en plusieurs parties disposé à l'extrémité externe du poussoir interne pour déterminer un verrouillage mécanique dégageable entre le poussoir de prolongement sur lequel sont pratiquées des gorges de retenue du collier de serrage et le poussoir interne, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du poussoir de prolongement (4) qui est mécaniquement verrouilla- ble est prévu un dispositif auxiliaire (18, 19 ou 30) de rentrée servant à accélérer sa course de rentrée. 2. Cylindre presseur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comprend un dispositif auxiliaire de rentrée mécanique (30) se présentant sous la forme d'un mécanisme à broche. 3. Cylindre presseur selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que le mécanisme à broche (30) comprend un moteur (31) disposé dans le piston (3) du poussoir interne (2) et entraîne une broche montée dans un alésage fileté (33) du poussoir de prolongement (4). 4. Cylindre presseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de rentrée hydraulique comportant un piston auxiliaire 09) monté dans un alésage axial (18) du poussoir de prolongement (4) et relié au pous- soir interne (2) par l'intermédiaire de sa tige de piston (20), l'enceinte annulaire (25) qui est étanche par rapport à l'enceinte de pression (23) du cylindre externe (1) pouvant être soumise à l'action du fluide de pression hydraulique sur le côté tige du piston auxiliaire (19). . Cylindre presseur selon -la revendication 4, caractéri- sé en ce que la tige (20) du piston auxiliaire (19) est retenue par le piston (3) du poussoir interne (2). 6. Cylindre presseur selon la revendication 5, caractérisé O03583 en ce que la tige (20) du piston auxiliaire (19) est reliée au piston (3) du poussoir interne (2) dans un coussinet de pivotement (22). 7. Cylindre presseur selon l'une quelconque des revendi- cations 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de désaérage de l'alésage axial (18) lors de la rentrée du poussoir de prolongement (4). 8. Cylindre presseur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que la tête (8) du poussoir de prolongement mécanique (4) ainsi que celle du pied (5) du cylindre (1) sont montées de façon fixe en rotation au moyen de chevilles (6,9). 9. Cylindre presseur, en particulier selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif à ressorts (46) de maintien en position de fermeture des parties (13, 14) du collier de serrage par la force exercée par les ressorts, et un dispositif à cylindres et pistons (47) qui ouvre le collier de serrage à l'encontre de la force des ressorts du dispositif à ressorts. 10. Cylindre presseur selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le dispositif à cylindres et pistons (47) est constitué par deux cylindres hydrauliques parallèles (48), disposés entre les moitiés (13, 14) du collier de serrage, alors que le dispositif à ressorts comprend au moins deux ressorts de fermeture (46) qui sont décalés par rapport à ces cylindres (48) en direction périphérique du collier de serra- ge (12). 11. Cylindre presseur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'à l'extrémité du poussoir interne (2) est monté un anneau de blocage (40) sur lequel sont montés de façon mobile en direction radiale les parties (13, 14) du collier de serrage (12), et en ce que cet anneau de serrage est muni de tenons (44) ou analogues pénétrant dans des évidements (45) des parties du collier de serrage, les res- sorts de fermeture (46) étant disposés dans les évidements (45) du collier de serrage et s'appuyant contre l'anneau de blocage (40). 12. Cylindre presseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'anneau de blocage (40) comprend des pattes axiales (41) supportant les tenons (44). 13. Cylindre presseur selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'anneau de blocage (40) comprend des évidements (42) dans lesquels pénètrent les moitiés (13, 14) du collier de serrage au moyen de saillies radiales (43).