Brevet FR2518439A1 — publié le 19830624

La présente invention concerne une machine à tronçonner les tubes inamovibles, c'est-à-dire une machine à tronçonner pouvant être transportee et installée sur le tube que l'on veut sectionner. Le tronçonnage de tubes inamovibles est une opération qui peut se produire pratiquement dans tous les domaines de l'industrie, mais il est un domaine pour lequel le tronçonnage des tubes présente des difficultés toutes particulières, c'est celui de la construction ou la réparation de générateurs de vapeur. Les générateurs de vapeur, qui sont utilisés principalement dans les centrales électriques sont composés d'une enveloppe dans laquelle est disposé un faisceau composé d'un grand nombre de tubes. Lors de la fabrication d'un tel générateur à faisceau tubulaire, il est fréquent de constater, après avoir monté complètement un tube, qu'une soudure au niveau du tube est défectueuse. Il faut dans ce cas effectuer une réparation qui consiste à tronçonner le tube légèrement en-decà de la soudure de façon à pouvoir effectuer une nouvelle soudure sur du métal sain. Il est possible aussi dta- voir à intervenir sur un générateur de vapeur ayant déjà servit et dans lequel on a décelé un défaut au niveau d'un ou plusieurs tubes.Il faut à ce moment-là intervenir sur le tube défectueux, en le tronçonnant, sans pour celà toucher aux autres tubes formant le faisceau. La présente invention vise donc à concevoir une machine à tronçon- ner les tubes pouvant ètre transportée et amenée sur le tube quelle que soit sa forme ou sa position, et sans avoir accès à l'une de ses extrémités. Bien sur, les machines à tronçouner dans lesquelles la pièce à tronçonner est animée d'un mouvement de rotation sont inapplicables dans le cas qui nous intéresse. Les appareils à main utilisant une molette coupante pressée contre le tube et animée d'une rotation autour de celui-ci ne donnent pas satisfaction car d'une part ils ont un ancoabrement trop important et d'autre part ils ne donnent pas-un état de surface du tronçonnage suffisamment rigoureux. Les machines à moteur utilisant le principe d'une scie circulaire ont aussi un encombrement trop important et une qualité de tronçonnage peu satisfaisante. Enfin le découpage par fusion risque d'endommager les pièces à proximité et présente un état de découpe peu satisfaisant. La présente invention vise donc une machine à tronçonner les tubes inamovibles ayant un faible encombrement tout en fournissant une bonne quali té de tronçonnage. Selon la présente invention, la machine à tronçonner les tubes inamovibles est constituée d'un corps fait en deux parties séparables ve nant s'assembler rigidement autour du tube à tronçonner, d'un moyeu fait en deux parties séparables venant s'assembler autour du corps lorsque celui-ci est monté autour du tube, le moyeu ainsi assemblé sur le corps étant monté rotatif, d'un outil à tronçonner fixé au moye, d'un mécanisme d'entrainement en rotation du moyeu entrainant en meme temps l'outil en rotation autour du tube, et d'un mécanisme d'avance destiné à rapprocher progressivement l'outil de l'axe du tube pendant sa rotation autour du tube, afin d'obtenir simultanément le mouvement de coupe et le mouvement d'avance qui sont les conditions nécessaires au tronçonnage. On décrira à présent, à titre d'exemple tion limitatif, une forme de réalisation préférée de ltinvention, en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une coupe A-A de l'appareil en position ouverte, la figure 2 est une coupe A-A de l'appareil en position fermée sur le tube#, la figure 3 est une coupe transversale B-B, la figure 4 représente le demi-moyeu portant outil et le mécanisme d'avance, la figure 5 représente le demi-moyeu complémentaire, les figures 6, 7 et 8 représentent respectivement les coupes pari tielles de l'appareil suivant les axes C-C, D-D, E-E, la figure 10 représente le mécanisme de génération de l'avance, la figure 11 représente en coupe le dispositif de fixation de l'ap pareil sur le tube, les figures 12 et 13 représentent le montage du dispositif de fixation respectivement en position ouverte et refermée sur le tube. La figure 1 montre appareil à tronçonner. Il se compose essentiellement de deux ensembles séparés 2, 3. Lorsque l'on veut tronçonner le tube 1, on amène les deux ensembles séparés 2, 3 de l'appareil à tronçonner de part et d'autre du tube i, comme représenté en figure 1, puis on rassemble les deux ensembles 2, 3 de manière à les fixer rigidement sur le tube 1, comme représenté en figure 2. L'appareil comprend essentiellement un corps fait en deux parties 4, 5, chaque partie 4, 5 ayant une forme essentiellement demi-cylindrique de sorte que lorsqu'on les rapproche pour les assembler, leur plan de joint 6, 7 vient en contact et elles entourent pratiquement sans jeu le tube 1 (figure 2). Ces deux parties 4, 5 du corps sont fixées par tout moyen approprié. L'appareil comprend ainsi un moyeu fait en deux- parties 8, 9 qui ont une forme demi-cylindrique et qui viennent s'assembler sur le corps, lorsque celui-ci est lui-même assemblé. Entre le moyeu 8, 9 et le corps 4, 5 est disposé un palier fait en deux parties 10, 11.Lorsque les deux parties du corps, du palier. et du moyeu sont assemblées et fixées mutuellement, il subsiste un jeu entre le palier et le corps de façon que le moyeu puisse tourner sans frottement sur le corps. Sur l'une des deux parties (ici la partie 9) qui constituent le moyeu, est monté un outil 12 fixé de façon pivotante. L'outil 12 (figure 4) est de forme courbe, entourant ainsi sur environ un quart de tour le tube 1, entre le pivot 18 et l'arête coupante 17.Le moyeu tournant 8, 9 comporte une couronne dentée 13 constamment en prise avec un pignon 14 monté rotatif dans un fourreau 15 lui-meme fixé rigidement à l'une des parties 4 qui constituent le corps de l'appareil, Par tout moyen approprié, par exemple un arbre flexible ou un moteur électrique, on procède à la mise en rotation continue del'arbre 16 qui entraîne le pignon 14, qui entraîne à son tour le moyeu 8, 9. Comme l'outil 12 est fixé au moyeu, lorsque le moyeu tourne l'outil tourne aussi autour du tube 1. La forme courbe de 11 outil 12 entourant sur environ un quart de tour le tube i est aussi un des aspects intéressants de l'inention. Cette forme permet d'utiliser ltaxe d'articulation 18 de l'outil comme pièce transmettant à outil son mouvement de coupe. Le fait que l'arete coupante-17 soit située à environ un quart de tour en arrière de l'axe 18, par rapport au sens du déplacement de cet axe, provoque automatiquement un certain effet d'engagement de cette arête 17 lirers le tube 1, évitant ainsi d'avoir à exercer sur l'outil un effort d'avance très important durant ce mouvement d'avance, que nous allons, d'ailleurs, décrire maintenant. Pour que le tronçonnage se fasse correctement, il faut à la fois que l'outil 12 touren autour du tube 1 et par sa partie coupante 17 ait un mouvement d'avance, ctest-à-dire un déplacement progressif radial centripète. Ce mouvement d'avance au niveau de l'arête coupante est obtenu par une mise en rotation lente de l'outil 12 autour de son axe 18 par lequel il est relié à la partie 9 du moyeu. Pour obtenir ce mouvement d'avance, un ensemble d'engrenages est monté dans la partie 9 du moyeu, ce qui est particulièrement visible sur la figure 4. Le mécanisme d'avance fonctionne de la manière suivante : comme il est visible sur la figure 6, un doigt 20 est monté coulis sant longitudinalement dans le corps 5 et est déplacé manuellement en 21 en direction de la flèche 22. En se reportant aux figures 4 et 6, on voit d'autre part que dans la pa#rtie 9 du moyeu est montée, mobile en rotation, une pièce 23 en forme des croix de Malte.Le doigt 20 ayant été mis en position comme décrit précédemment, lorsque le moyeu 8, 9 tournure, la croix de Malte 23 tourne aussi selon un mouvement épicycloldal et rencontre à chaque tour l'extrémité du doigt 20, ce qui provoque, corne représenté en figure 10, la rotation d'une portion de tour de la croix de Malte 23. La croix de Malte 23 est liée-en rotation à un pignon 24 qui engrène avec une roue dentée 25 (visible figures 4 et 7).La roue 25 est liée en rotation avec un pignon 26 qui engrène avec une roue dentée 27 (visible-figures 4 et 8) > cette roue 27 comporte un taraudage concentrique sur lequel vient se visser une pièce formant came 28 qui, lorsque la roue 27 tourne, se déplace par effet vis-écrou longitudinalement et la rampe inclinée 29 de la pièce 28 provoqu#e en conséquence un mouvement de rotation lente de outil 12 autour de son pivot 18, ce qui provoque le mouvement d'avance. L'appareil ne marche correctement que si le corps formé par les parties 4, 5 est fixé ri-gidement sur le tube 1 sans que les efforts de réaction dus à lteffort de coupe au niveau de l'outil 12 ne provoquent un mouvement de rotation du corps. Pour effectuer cette liaison rigide démontabLe, il est prévu un ensemble de pièces visibles sur les figures 11, 12 et 13. auxquelles nous allons nous reporter maintenant. Les pièces servant au blocage du corps 4, 5 sur le tube 1 sont constituées, dans cet exemple de réalisation, par trois éléments de pince 30 reliés entre eux à la manière d'une chaise, c'est-à-dire reliés par l'intermédiaire de maillons 3i articulés sur chaque élément 30, indémontables, et d'un maillon 32 articulé aussi sur chaque élément 30, mais démontable. Lorsque lion veut mettre en place l'ensemble des éléments de pince, on démonte le maillon 32, on ouvre, lten- semble des trois éléments de pince 30 comme il est représenté en figure-12, on referme sur le tube 1 les' éléments de pince 30 comme il est représenté en figure 13 et, on met en place le maillon amovible 32. Sur les éléments de pince 30 sont montés des éléments de serrage 33 qui sont constitués de façon tout-à-fait semblable aux éléments de pince 30, c'est-à-dire constitués de trois éléments reliés à la -manière d'une chaîne par deux maillons inamovibles et un maillon amovible, Les éléments de pince et les éléments de serage forment une bague conique et une vis de serrage 34 est montée sur chaque élément de pince de façon à pouvoir rapprocher les deux cônes formés sur les pièces 30 et 33.En se reportant à la figure 2, on voit que les pièces 30 et 33 toutes deux de forme conique, reçoivent lors du montage les deux parties 4 et 5 formant le corps, ces deux parties 4 et 5 étant aussi de forme conique complémentaire aux formes des pièces 30 et 33, et de la sorte, le déplacement relatif des pièces 30 et 33 commandé par les vis de serrage 34 provoque un resserrement des pièces 30 en direction radiale sur le tube 1, et forme un pinçage efficace. Le dispositif de tronçonnage est complété par des pièces 35, 36 faites aussi en deux parties demi-cylindriques quvviennent s'assembler, de façon à venir former une enveloppe qui protège d'une part le mécanisme contenu dans les éléments 8 et 9 du moyeu, par l'interposition des joints d'étanchéité 37 et qui forme d'autre part une chambre 38 dans laquelle vient si amonceler les copeaux dus au tronçonnage en évitant que cex copeaux ne partent vers l'extérieur ou vers les divers organes mécaniques de l'appareil Le montage de la machine à tronçonner décrite précédemment stef- fectue de la manière suivante on dispose sur le tube à tronçonner en premier lieu les éléments de pinçage 30 et 33.Ensuite on y assemble dessus les parties 4 et 5 du corp en les fixant l'une à l'autre par les moyens appropriés, puis on tourne les vis de serrage 34 de façon à bloquer le corps dur le tube, puis on monte sur le corps les parties 10, 11 du palier puis les parties 8, 9 du moyeu; on fai tourner les engrenages de l'avance de façon que la pièce 28 soit en position sortie c'est-à-dire que l'outil 12 soit en position la plus écartée du tube, on monte alors les éléments de protection 35, 36, on déplace le doigt 20 selon la direction de la flèche 22, et enfin on met en rotation l'arbre 16 par le dispositif approprié (non représenté). Lorsque l'opération de tronçonnage est achevée, on.#ffectue le démontage de l'appareil en effectuant les opérations à l'inverse du montage. Cette machine à tronçonner peut être utilisée toutes les fois que l'on veut procéder au tronçonnage d'un tube inamovible, est tout partie lièrement adaptée au tronçonnage de tubes dont l'accès est difficile, par exemple de tubes disposés en faisceau. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit ; elle en comporte au contraire toutes les variantes et l'on peut modifier les points de détail sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Machine à tronçonner les tubes inamovibles, caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'un corps (4, 5) fait en deux parties séparables venant s'assembler rigidement autour du tube à tronçonner (1), d'un moyeu (8, 9) fait en deux parties séparables venant s'assembler autour du corps (4, 5) lorsque celui-ci est monté autour du tube (1), le moyeu ainsi assemblé sur le corps étant monté rotatif, d'un outil à tronçonner (12) fixé au moyeu, d'un mécanisme d'entrainement en rotation (14) du moyeu entraînant en même temps 11 outil (12) en rotation autour du tube, et d'un mécanisme d'avance destiné à rapprocher progressivement l'outil (12) de l'axe du tube (1) pendant sa rotation autour du tube, afin d'obtenir simultanément le mouvement de coupe et le mouvement d'avance. 2.- Machine à tronçonner les tubes inamovibles selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'outil (12) est fixé au moyeu par l'intermédiaire d'un pivot (18) sur lequel l'outil est monté pivotant, et que cet outil (12) est de forme courbe, entourant ainsi sur environ un quart de tour le tube (1), entre le pivot (18) et l'arête coupante (17).de l'outil. 3.- Machine à tronçonner les tubes inamovibles selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les deux parties (8, 9) du moyeu comportent des dentures périphériques qui forment, lorsque ces deux parties sont assemblées pour former le moyeu, une couronne dentée (13), et que l'entrainement en rotation du moyeu (8, 9) s'effectue à l'aide d'un arbre rotatif (16) disposé longitudinalement sur lequel est monté un pignon (14) qui s'engrène avec la couronne dentée (13) du moyeu (8, 9). 4.- Machine à tronçonner les tubes inamovibles selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit mécanisme d'avance destiné à rapprocher progresiivement l'outil de l'axe du tube durant sa rotation comporte des moyens permettant de faire effectuer à l'outil une rotation lente autour de son pivot (18) dans le sens qui permet à l'arête coupante (17) de l'outil (12) de se rapprocher de l'axe du tube. 5.- Machine à tronçonner les tubes inamovibles selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens permettant d'obtenir la rotation progressive de l'outil (12) autour de son pivot (18) sont constitués d'une roue (23) en forme de croix de Malte montée dans le moyeu, cette roue (23) rencontrant à chaque tour du moyeu l'extrémité d'un doigt fixe (20) provoquant ainsi la rotation d'une portion de tour de la roue (23), la roue (23) étant reliée, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs trains d'engrenage (24, 25, 26) montés dans le moyeu, à une roue (27) qui comporte un taraudage concentrique sur lequel vient se visser une pièce formant came (28) qui, lorsque la roue (27) tourne se déplace par effetvis-écrou longitudinalement, provoquant, par l'intermédiaire de la rampe inclinée (29) de la-pièce (28) un mouvement de rotation lente de ltoutil (12) autour de son#-pivot (18). 6.- Machine à tronçonner les tubes inamovibles selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les parties séparables (4, 5) du corps de la machine sont fixées rigidement sur le tube (1) de façon que les efforts de réacteur dus à Ireffort de coupe au niveau de outil (12) ne provoque un mouvement de rotation du corps, cette fixation étant démontable et comprenant un ensemble d'élé- ments (30, 33) reliés par des maillons (32) dont certains (31) sont dé montables, ces éléments (30, 33) ayant la orme, lorsqu'ils sont montés sur le tube, de bagues coniques qui peuvent se déplacer l'une par rapport à l'aux tre par l'intermédiaire de vis de serrage (34) de façon à venir bloquer concentriquement le corps (4, 5) sur le tube 1.