Brevet FR2522292A1 — publié le 19830902

e La présente invention concerne une machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes. Cette machine comprend, de façon connue, une scie annulaire forméeparunecourmnne à denture intérieure apte à être traversée par le tube à sectionner, dont elle peut être rapprochée ou éloignée, des moyens pour l'entraîne- ment en rotation de ladite scie annulaire autour de son propre axe, et des moyens faisant décrire à ladite scie annulaire un mouvement de "satellite" autour du tube à sectionner. Une telle machine décrite dans le brevet français N O 2 388 625 du même Inventeur, permet de tronçonner des tubes ayant un diamètre important, en utilisant une lame annulaire dont les éléments de coupe conservent une hau- teur très faible, cette lame étant animée d'un double mouvement de rotation autour de son propre axe et de satel- lite autour du tube à sectionner, de sorte que la paroi du tube est entièrement coupée lorsque la scie a décrit une "révolution" complète autour du tube. Toutefois, la réalisation particulière décrite dans le brevet ci-dessus mentionné ne donne pas satisfaction sur le plan du fonctionnement: a) Pour l'obtention du mouvement dit de satellite, l'ensemble constitué par la scie annulaire, son moteur d'entraînement et le réducteur indispensable est porté par un bâti, lequel est lié à un support par l'intermé- diaire de deux manetons parallèles; les deux-manetons sont entraînés en rotation simultanément de manière à faire décrire au bâti précité un mouvement circulaire dans un plan vertical Ce mécanisme rend le réglage et la synchronisation très difficiles De plus, il manque de rigidité et ne peut assurer un guidage précis du bâti dans son mouvement circulaire Le mouvement de satellite est donc irrégulier. b) Pour l'obtention du mouvement d'approche vers le tube à tronçonner, le support est lui-même articulé laté- ralement sur une chape, autour d'un axe horizontal, et il peut ainsi décrire un mouvement pendulaire commandé au moyen d'un vérin hydraulique Ce mouvement autorise l'in- troduction du tube à sectionner et son dégagement après tronçonnage, mais il permet surtout d'amorcer le sciage en faisant pénétrer la denture de la scie annulaire dans la paroi du tube pour réaliser un "crevé" Au moment de la réalisation du crevé, le mouvement pendulaire de l'en- semble mobile désaxe la scie par rapport au tube; il en découle que le chanfrein, très généralement prévu lors du tronçonnage de tubes, n'a plus de concentricité, et même que ce chanfrein est inexistant sur une partie de la cir- conférence. La présente invention remédie à ces inconvénients, en fournissant un agencement nouveau de machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes qui: assure un guidage parfait du mouvement de satellite de la scie annulaire; permet un réglage aisé de la trajectoire de cette scie annulaire en fonction du diamètre des tubes à sec- tionner; et permet un chanfreinage précis en angle et en profon- deur, grâce à une exécution précise du crevé initial. A cet effet, dans la machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes selon l'invention, la scie annulaire, avec son moteur et son réducteur d'entraînement en rota- tion autour de son propre axe, est montée mobile dans son plan par l'intermédiaire de premiers moyens de guidage suivant une direction donnée et d'autres moyens de guida- ge suivant une direction perpendiculaire à la précédente, sur un bâti luimême déplaçable linéairement, sous l'action de moyens de commande, de manière à rapprocher ou éloigner la denture de la scie annulaire et le tube à sectionner, ledit bâti portant un moto-réducteur entraînant en rota- tion un maneton réglable, dont un point éloigné de son axe de rotation est accouplé à l'ensemble mobile suivant deux directions perpendiculaires comprenant la scie annu- laire, son moteur et son réducteur d'entraînement en -3- rotation autour de son propre axe. Ainsi, le mouvement de satellite de la scie est par- faitement guidé par une sorte de "table à mouvements croisés", avec des guides par exemple horizontaux et ver- ticaux correspondant aux deux composantes de ce mouvement circulaire, et la commande du mouvement en question est assurée, à partir d'un moto-réducteur électrique ou hy- draulique, par l'intermédiaire d'un maneton unique, faci- lement réglable en fonction du diamètre des tubes à sec- tionner et à chanfreiner. Suivant une forme de réalisation particulière, l'en- semble mobile comprenant la scie annulaire, son moteur et son réducteur d'entraînement en rotation autour de son propre axe est monté-coulissant, par l'intermédiaire de paliers avec douilles à billes, sur deux colonnes horizon- t.ales dont les extrémités sont ell Es-mêmes montées coulis- santes, par l'intermédiaire d'autres paliers avec douilles à billes, sur deux colonnes verticales, portées latérale- ment par le bâti qui porte le moto-réducteur entraînant en rotation le maneton réglable, ce bâti étant lui-même déplaçable verticalement pour rapprocher ou éloigner la denture de la scie annulaire et le tube à sectionner. Les moyens de commande du déplacement linéaire de ce bâti comprennent, avantageusement, un vérin vertical situé sur un côté de la machine, dont la tige est accou- plée,par l'intermédiaire d'un levier monté pivotant sur un axe horizontal fixe, à une biellette elle-même articu- lée audit bâti, le levier coopérant avec une butée mécani- que réglable Ces moyens permettent de commander le mouvement réalisant le crevé avec précision et d'une manière permettant, ensuite, la réalisation d'un chanfrein respectant des tolérances imposées d'angle et de profondeur. De plus, la combinaison de la butée mécanique réglable et du maneton réglable permettent de réaliser le crevé à un niveau constant, sur la génératrice inférieure du tube à sectionner, quel que soit le diamètre du tube; ceci évite d'avoir à régler la hauteur de la partie d'amenage à 252239 * -4- l'entrée et à la sortie de la machine, le niveau inférieur des tubes étant constant quel que soit leur diamètre. Cette disposition évite aussi un trop grand déplacement du maneton, et offre une capacité supérieure pour un même diamètre de la scie annulaire. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence-au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cette machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes, et illustrant son fonctionnement: Figure 1 est une vue de face très schématique de la machine, la scie annulaire occupant sa position initiale permettant l'aménage d'un tube à sectionner; Figure 2 est une vue similaire à figure 1, dans une position o la scie annulaire vient d'être amenée au con- tact du tube à sectionner pour réaliser le crevé; Figures 3 à 6 sont d'autres vues similaires aux précédentes, montrant la scie annulaire dans diverses positions successives de son mouvement de satellite autour du tube à sectionner; Figure 7 est une dernière vue similaire aux précéden- tes, montrant la scie annulaire dégagée du tube entièrement sectionné, la machine étant prête pour le départ d'un autre cycle. La machine représentée au dessin comprend un bâti en forme de cadre rectangulaire 1, situé dans un plan vertical et déplaçable suivant son axe vertical, sous l'action de moyens de commande désignés dans leur ensemble par le repère 2 Les montants latéraux 3 du bâti 1 portent des colonnes de guidage cylindriques verticales 4, sur chacune desquelles coulissent deux paliers avec douilles à billes et 6 Les deux paliers supérieurs 5 sont reliés par une première colonne de guidage cylindrique horizontale 7, tandis que les deux paliers inférieurs 6 sont reliés par une seconde colonne de guidage cylindrique horizontale 8. Les deux dernières colonnes 7 et 8 assurent, par l'inter- -5- médiaire de paliers avec douilles à billes 9, le guidage en coulissement horizontal d'un ensemble mobile 10, com- prenant-un moteur électrique ou hydraulique 11, un réduc- teur à arbre creux 12 et la scie annulaire 13, le moteur 11 et le réducteur 12 assurant l'entraînement en rotation de la scie annulaire autour de son propre axe 14. La traverse supérieure 15 du bâti 1 supporte un moto- réducteur électrique ou hydraulique 16, dont l'arbre de sortie horizontal 17 porte un maneton réglable 18 L'axe excentré 19 de ce maneton 18 est lié à une pièce d'entraî- nement 20 solidaire de l'ensemble mobile 10 comprenant le moteur 11, le réducteur 12 et la scie annulaire 13. Les moyens de commande 2 du déplacement vertical du bâti 1 comprennent ici un vérin hydraulique 21 d'axe ver- tical, situé sur un côté de la machine et ayant sa tige 22 accouplée à une extrémité d'un levier 23 monté pivo- tant, en son milieu, sur un axe horizontal fixe 24 situé dans la partie inférieure de la machine L'autre extrémité du levier 23, située sensiblement dans l'axe vertical de la machine, est accouplée à une biellette 25 elle-même articulée à la traverse inférieure 26 du bâti 1 Les moyens de commande 2 sont complétés par une butée mécani- que 27, coopérant avec le levier 23, cette butée 27 étant réglable verticalement par un moto-réducteur du type "pas à pas" 28 qui, par l'intermédiaire d'un méca- nisme vis-écrou 29 et d'un coulisseau en forme de coin , permet de lever ou d'abaisser la butée 27. La scie annulaire 13 comprend des éléments de coupe concaves, disposés en couronne pour constituer une dentu- re intérieure celle-ci ayant le profil des fraises-scies traditionnelles réalisant la coupe et le chanfreinage. Selon la vitesse et la puissance données au moteur 11 et au réducteur 12, la denture de la scie annulaire 13 est réalisable en acier rapide, en acier au carbure mono- bloc, à segments diamantés, à segments céramique pour les très gros diamètres, et enfin selon la technique de la "scie-fusion" (coupe par fusion du matériau, à une grande vitesse de rotation) Les éléments de coupe sont avanta- geusement fixés non pas directement, mais par l'intermé- diaire de deux contrebrides (principe des outils "sand- wi ch"). Au départ d'un cycle de fonctionnement, le bâti 1 occupe sa position la plus basse; le tube à sectionner 31 est placé horizontalement de manière à traverser librement la scie annulaire 13, la génératrice inférieure du tube 31 étant située à une hauteur prédéterminée Ce tube est, bien entendu, maintenu fermement dans sa position par des étaux non représentés, serrés de part et d'autre du bâti 1 (voir figure 1). Après mise en place du tube 31, le vérin 21 est action- né de manière à faire pivoter le levier 23 autour de son axe 24 et à commander ainsi, par l'intermédiaire de la biellette 25, la montée verticale du bâti 1 Simultanément, le moteur 11 est mis en marche, de manière à entraîner en rotation la scie annulaire 13 autour de son axe 14 A la fin du mouvement de montée du bâti 1, la denture de la scie annulaire 13 pénètre dans la paroi du tube 31, au niveau de la génératrice inférieure de ce dernier, pour exécuter le crevé La butée mécanique 27, convenablement réglée, limite le mouvement de montée du bâti 1 (voir figure 2). Après la réalisation du crevé, le moto-réducteur 16 est aussi mis en marche, de manière à entraîner en rotation le maneton 18 L'axe excentré 19 commence alors à décrire un mouvement circulaire dans un plan vertical, qui est communiqué à la pièce d'entraînement 20, donc à tout l'ensemble mobile 10 et en particulier à la scie annulaire 13 Le mouvement circulaire de l'ensemble mobile 10 est guidé par les colonnes 7 et 8, en ce qui concerne sa com- posante horizontale, et par les colonnes 4, en ce qui concerne sa composante verticale. La scie annulaire 13 décrit ainsi un double mouvement de rotation autour de son propre axe 14, et de satellite autour du tube 31 Les figures 3,4,5 et 6 montrent les -7- positions successives de la scie annulaire 13 après des rotations respectives de 900, 180 , 270 et 3600 de la biellette 18, à partir de la position initiale selon la figure 2 Au cours de ce mouvement, la scie annulaire 13 pénètre en permanence dan-s la paroi du tube 31 qui est progressivement sectionnée Lorsque la scie annulaire 13 aura décrit une révolution complète autour du tube 31 et sera revenue à sa position de départ (comparer les figures 2 et 6), une saignée sera faite sur toute la cir- conférence du tube 31 et la coupe ainsi que le chanfreina- ge seront terminés. Le tube 31 étant sectionné, le vérin 21 est actionné de manière à commander la descente du bâti 1 La denture de la scie annulaire 13 est ainsi dégagée des deux tron- çons du tube 31; l'un de ces tronçons peut alors être évacué, tandis que l'autre est avancé pour être lui-même sectionné La machine se trouve désormais prête pour le départ d'un nouveau cycle (voir figure 7). Le maneton 18 et la butée mécanique 27 initialement réglés, en fonction du diamètre du tube à tronçonner. Les réglages sont effectués en respectant un niveau cons- tant pour la génératrice inférieure des tubes, donc pour la hauteur de l'aménage des tubes, ce qui est clairement illustré, sur les figures 1 et 2 o est indiqué sommaire- ment la position donnée à un autre tube 32, de diamètre plus petit que le tube 31 précédemment considéré. Selon le diamètre des tubes,leur épaisseur et la dureté de leur matériau constitutif, on pourra aussi être amené à régler la vitesse de rotation de la scie annulaire 13 autour de son axe 14, ainsi que la vitesse avec laquel- le ladite scie annulaire décrit son mouvement de satellite. Dans ce but, des variateurs de vitesse électroniques sont avantageusement associés, d'une part, au moteur 11 qui entraîne la scie 13 en rotation par l'intermédiaire du réducteur 12 et, d'autre part, au moto-réducteur 16 permet- tant d'obtenir le mouvement de satellite. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cette machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse au con- traire, toutes les variantes comportant des moyens équiva- lents C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en utilisant d'autres types de moteurs pour l'obtention des deux mouvements fondamen- taux de la scie annulaire, en modifiant le détail des moyens de guidage suivant deux directions perpendiculaires de l'ensemble mobile comprenant la scie annulaire et ses moyens d'entraînement, ou en donnant une réalisation différente aux moyens de commande et de réglage du dépla- cement linéaire de bâti. REVENDICATION 5 1 Machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes, comprenant une scie annulaire ( 13) formée par une couronne à denture intérieure apte à être traversée par le tube à sectionner ( 31), dont elle peut tre rap- prochée ou éloignée, des moyens ( 11,12) pour l'entraîne- ment en rotation de ladite scie annulaire ( 13) autour de son propre axe ( 14) et des moyens faisant décrire à ladite scie annulaire ( 13) un mouvement de "satellite" autour du tube à sectionner ( 31), caractérisée en ce que la scie annulaire ( 13) avec son moteur ( 11) et son réducteur ( 12) d'entraînement en rotation autour de son propre axe ( 14) est montée mobile dans son plan, par l'intermédiaire de premiers moyens de guidage ( 4,5,6) suivant une direction donnée et d'autres moyens de guidage ( 7,8,9) suivant une direction perpendiculaire à la précédente, sur un bâti ( 1) lui-même déplaçable linéairement, sous l'action de moyens de commande ( 2), de manière à rapprocher ou éloigner de la denture de la scie annulaire ( 13) et le tube à sectionner ( 31), ledit bâti ( 1) portant un moto-réducteur ( 16) entrai- nant en rotation un maneton réglable ( 18), dont un point ( 19) éloigné de son axe de rotation ( 17) est accouplé à l'ensemble ( 10) mobile suivant deux directions perpendi- culaires comprenant la scie annulaire ( 13), son moteur ( 11) et son réducteur ( 12) d'entraînement en rotation autour de son propre axe ( 14). 2 Machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble mobile ( 10) comprenant la scie annulaire ( 13), son moteur ( 11) et son réducteur ( 12) d'entraînement en rotation autour de son propre axe ( 14) est monté coulis- sant, par l'intermédiaire de paliers avec douilles à billes ( 9), sur deux colonnes horizontales ( 7,8) dont les extré- mités sont elles-mêmes montées coulissantes, par l'inter- médiaire d'autres paliers avec douilles à billes ( 5,6), sur deux colonnes verticales ( 4), portées latéralement par le bâti ( 1) qui porte le moto-réducteur ( 16) entrai- - nant en rotation le maneton réglable ( 18), ce bâti ( 1) étant lui-même déplaçable verticalement pour rapprocher ou éloigner la denture de la scie annulaire ( 13) et le tube à sectionner ( 31). 3 Machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de commande ( 2) du déplacement linéaire du bâti ( 1) comprennent un vérin vertical ( 21), situé sur un côté de la machine, dont la tige ( 22) est accouplée, par l'intermédiaire d'un levier ( 23) monté pivotant sur un axe horizontal fixe ( 24), à une b 3 ellette ( 25) elle- m me articulée audit bâti ( 1), le levier ( 23) coopérant avec une butée mécanique réglable ( 27). 4 Machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes selon la revendication 3, caractérisée en ce que la butée mécanique ( 27) est réglable par un motoréducteur du type "pas à pas" ( 28) agissant sur ladite butée par l'intermédiaire d'un mécanisme vis-écrou ( 29) et d'un coulisseau en forme de coin ( 30). 5 Machine à scie annulaire pour le tronçonnage de tubes selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la génératrice inférieure du tube à sectionner ( 31, 32) est située à un niveau constant, quel que soit le diamètre de ce tube, le maneton ( 18) et la butée mécanique ( 27) étant réglés en conséquence.