Brevet FR2590960A1 — publié le 19870605

Dispositif pour la pose de joints d'étanchéité dans des gorges internes de pièces telles par exemple que des tubes ou des tuyaux. L'invention concerne un dispositif pour la pose de joints d'étanchéité dans des gorges internes de pièces telles par exemple que des tubes ou des tuyaux, qui peuvent être réalisées en matière plastique armée ou non, en fonte, en métal, etc. Les tubes ou tuyaux sont souvent formés à une extrémité avec un élargissement permettant de les monter bout à bout par emboîtement. Cet élargissement comprend en général une gorge interne deréceptiond'un joint d'étanchéité, permettant d'éviter les fuites du fluide qui circule dans les tuyaux ou les tubes montés bout à bout. Dans la technique actuelle, les joints d'étanchéité sont montés à la main dans ces gorges, soiten usine avant l'expédition des tubes ou des tuyaux, soit sur le chantier où les tubes ou tuyaux sont utilisés et mis en place. Cette opération manuelle de pose peut être oubliée, ou bien les joints risquent d'être montés à l'envers ou montés dans des gorges déjà sales, ce qui entraîne inévitablement des fuites lors de la mise en service de la conduite formée par les tubes ou tuyaux montés bout à bout. I1 faut ensuite localiser la fuite, démonter la partie corres pondante de la conduite et remplacer le joint mal posé ou poser le joint oublié, ce qui entraîne des frais et une perte de temps considérables, notamment lorsque la conduite est enterrée. L'invention a pour objet un dispositif de pose de ces joints d'étanchéité dans les gorges internes de pièces telles que des tubes ou des tuyaux, qui puisse être utilisé en usine sur la chaine de fabrication des pièces. Elle propose donc à cet effet un dispositif pour la pose de joints d'étanchéité dans des gorges internes de pièces, caractérisé en ce qu'il comprend un magasin de joints, un magasin de transfert d'un joint du magasin sur un mandrin comprenant des moyens pour déformer élastiquement le joint et réduire son diamètre extérieur, des moyens d'introduction du mandrin portant le joint à l'intérieur de la gorge interne de la pièce et des moyens pour dégager le joint du mandrin et le maintenir dans la gorge lors du retrait du mandrin hors de la pièce. Ce dispositif permet donc d'automatiser la pose des joints d'étanchéité dans les gorges des pièces, avec les avantages suivants : - pas d'oubli de pose d'un joint sur un chantier; -montage du joint dans une gorge propre; - garantie de montage dans chaque gorge d'un joint ayant une forme appropriée à celle de la gorge; - abaissement du prix de revient de la pose des joints dans la gorge, notamment lorsque cette pose est réalisée au moyen du dispositif selon l'invention par le fabricant des pièces, à une extrémité de la ligne de fabrication de pièces ou au voisinage de cette ligne de fabrication. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mandrin précité est de forme générale cylindrique avec un diamètre extérieur inférieur au diamètre interne du joint, et comprend, à son extrémité de réception du joint, une rainure longitudinale formée dans sa surface extérieure pour la réception d'une partie du joint. Avantageusement, les moyens de réduction du diamètre extérieur du joint sont constitués par un levier monté mobile par rapport au mandrin entre une première position où il est écarté du mandrin et permet la disposition d'un joint autour de l'extrémité du mandrin, et une seconde position où il applique une partie du joint dans la rainure longitudinale du mandrin, pour réduire son diamètre extérieur. La rainure longitudinale formée dans le mandrin a une dimension telle que, lorsqu'une partie du joint est appliquée dans cette rainure par le levier, le diamètre extérieur du joint dans cette position est inférieur au diamètre interne de la partie de la pièce formée avec la gorge de réception du joint, le joint pouvant ainsi être introduit sans difficulté dans cette partie de la pièce Lorsque le joint est relâché par le levier et dégagé du mandrin, il reprend sa forme initiale et s'emboîte delui-même dans la gorge interne de la pièce. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente à plus grande échelle, et en coupe axiale, une étape de la pose d'un joint dans une gorge interne d'une extrémité de tube; - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe axiale de l'extrémité d'un tube comprenant une gorge interne dans laquelle est monté un joint d'étanchéité; - la figure 5 est une vue schématique d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention. On se réfère d'abord aux figures I à 3 représentant la première forme de réalisation du dispositif selon l'invention. Ce dispositif est porté par un châssis 10 (figure 1) comprenant des moyens 12 de support et de positionnementd'un tube 14, des moyens 16 de support et de guidage d'un chariot 18 déplaçable en translation parallèlement à l'axe du tube 14 par un vérin 20 et des moyens, non représentés, de support d'un magasin 22 formant réserve de joints d'étanchéité 24 destinés à être montés chacun dans une gorge interne 26 d'un élargissement cylidnrique 28 qui est formé à une extrémité de chaque tube 14 pour permettre le montage bout à bout par emboîtement des tubes 14. Le chariot 18 porte un mandrin 30, de forme générale sensiblement cylindrique, qui est aligné axialement avec le tube 14 et qui est déplaçable en translation le long de son axe par un vérin 32 porté par le chariot 18. La partie d'extrémité du mandrin 30 qui est tournée vers l'élargissement 28 du tube 14 est formée avec une rainure longitudinale 34 ayant en section transversale une forme incurvée concave comme représenté en figure 3. Un levier 36 est monté sur le mandrin 30 à rotation autour d'un axe transversal 38 et comprend une première branche 40 propre à pénétrer dans la rainure 34 du mandrin et à sortir de cette rainure par pivotement du levier autour de l'axe transversal 38, et une seconde branche 42, perpendiculaire à la première et orientée vers le haut, reliée à la tige de piston 44 d'un vérin 46 porté par le mandrin 30. Un élément cylindrique tubulaire 48 est fixé sur le chariot 18 et entoure la partie du mandrin 30 qui est orientée vers le tube 14. Cet élément cylindrique 48 comprend une fente longitudinale 50 en regard de la rainure longitudinale 34 du mandrin 30 et permettant l'abaissement de la branche 40 du levier coudé 36. Cet élément tubulaire 48 se termine à distance de l'extrémité du mandrin 30, de telle sorte qu'un joint 24 puisse être enfilé sur cette extrémité du mandrin et venir en butée sur l'extré- mité de l'élément cylindrique tubulaire 48. Le magasin 22 représenté en figure 1 est un magasin double, comprenant deux broches 52 coaxiales, qui sont réunies par un support 54 associé à un organe 56, par exemple un vérin rotatif, d'entraînement du magasin 22 en rotation autour d'un axe vertical 58. Dans cette forme de réalisation les deux broches 52 sont, en position d'utilisation ou de service, parallèles à l'axe du tube 14. Le dispositif comprend encore un moyen 60 de prise d'un joint 24 sur le magasin 22 et de transfert de ce joint sur l'extrémité du mandrin 30. Par exemple, ce moyen 60 est associé à des moyens de déplacement en translation horizontale et verticale, comme représenté par les flèches, et comprend deux pinces ou mâchoires 62 sensiblement semi-circulaires, montées à rotation sur le moyen 60 autour d'un axe horizontal ou parallèle à l'axe du tube 14 et associées à des moyens de commande en ouverture et en fermeture. Ce dispositif fonctionne de la façon suivante: Les joints 24 sont tout d'abord enfilés sur les broches 52 du magasin 22, pour former une réserve de joints. L'une ds broches 52, par exemple celle de gauche en figure 1, est en position de service, c'est-à-dire qu'elle se trouve orientée vers le moyen 60 de prise de transfert d'un joint. Un tube 14 est amené sur le châssis 10 et supporté et positionné par les moyens 12, avec son élargissement 28 tourné vers le chariot 18 et le mandrin 30. Le moyen 60 est engagé sur l'extrémité de la broche 52 qui lui fait face jusqu'à venir en contact avec un joint 14. Les mâchoires 62 sont serrées sur le joint, puis le moyen 60 est déplacé par translation horizontale pour dégager le joint 24 de la broche 52, puis par translation verticale pour amener le joint 24 au niveau de l'extrémité du mandrin 30, et à nouveau par translation horizontale pour engager le joint sur le mandrin 30 et l'amener en butée sur l'extrémité de l'élément cylindrique 48. Les mâchoires ou pinces 62 sont ensuite ouvertes, le moyen 60 est reculé par translation horizontale, remonté au niveau de la broche 52 du magasin, engagé à nouveau sur cette broche pour prendre le joint suivant, etc. Lorsque le joint 24 porté par ce moyen 60 doit être engagé sur l'extrémité du mandrin 30, le levier 36 est basculé par le vérin 46 de telle sorte que sa branche 40 s'étende en oblique au-dessus de la rainure longitudinale 34 du mandrin et que le joint puisse être engagé sur l'extrémité du mandrin 30, en venant se positionner sous la branche relevée 40 du levier 36. Ensuite, cette branche 40 du levier est rabaissée, par commande du vérin 46 et vient déformer élastiquement une partie du joint 24 pour l'engager dans la rainure longitudinale 34 du mandrin et l'appliquer sur le fond de cette rainure. Le joint a alors la forme représentée dans les figures 2 et 3. Cette déformation élastique du joint s'accompagne d'une réduction de son diamètre extérieur, qui devient alors inférieur au diamètre interne de l'élargissement 28 du tube 14.Le diamètre extérieur du mandrin 30, qui est inférieur au diamètre interne du joint 24 à l'état normal, est déterminé pour que le joint 24 déformé comme représentéen figure 3 puisse être introduit sans difficulté à l'intérieur de l'élargissement 28 du tube 14. Pendant cette introduction, le levier 36 est maintenu dans la position représentée en figure 2.L'introduction du mandrin 30 et du joint 24 à l'intérieur de l'élargisse- ment 28 du tube se fait par translation horizontale du chariot 18, au moyen duvérin 20. La course du chariot 18 est préréglée de telle sorte quten fin de course le joint 24 se trouve exactement à l'intérieur de la gorge 26 de l'élargissement du tube, comme représenté en figure 2. I1 suffit ensuite de relever légèrement la branche 40 du levier 36, qui vient buter sur la paroi interne de l'élargissement 28, puis de déplacer le mandrin 30 vers l'arrière au moyen du vérin 32. Au cours de ce mouvement de retrait, le mandrin 30 glisse à l'intérieur de l'élément tubulaire 48 qui est fixé sur le chariot 18 et qui reste donc immobile.Le retrait du mandrin 30 se poursuit jusqu'à ce que le joint 24 soit complètement dégagé de la branche 40 du levier 36 et de l'extrémité du mandrin 30. Le joint 24 retrouve alors, par élasticité, sa forme initiale et se loge exactement dans la gorge 26, en occupant la position représentée en figure 4. Ensuite, le chariot 18 est ramené par le vérin 20 dans sa position initiale de la figure 1, et le tube 14 est enlevé et remplacé par un autre tube devant recevoir un joint 24. Dans l'exemple représenté, le joint 24 et la gorge interne 26 de l'élargissement d'extrémité du tube 14 ont en section une forme trapézoidale. Ils peuvent bien entendu avoir toute autre forme voulue. En général, les joints d'étanchéité 24 sont en élastomère ou en matière analogue et peuvent comporter des renforcements en matière plastique élastiquement déformable, notamment lorqsu's'agit de joints de grand diamètre On se réfère maintenant à la figure 5 représentant une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention. Cette forme de réalisation diffère de celle des figures 1 à 3 essentiellement en ce que les broches du magasin double sont à disposition générale verticale et en ce que le mandrin est porté par le chariot par l'intermédiaire d'un support pivotant autour d'un axe transversal de telle sorte que le mandrin puisse être aligné axialement avec l'extrémité d'un tube dans une première position, et être aligné axialement avec l'une des broches du magasin double, dans une seconde position. De façon plus précise, le mandrin 30 du dispositif de la figure 5 est-porté par une chape 64 montée à rotation autour d'un axe transversal horizontal 66 sur le chariot 18. Un moyen moteur, par exemple un vérin rotatif, permet de déplacer la chape 64 et le mandrin 30 entre une première position, représentée en trait plein en figure 5, où le mandrin 30 est aligné axialement avec l'élargissement d'extrémité 28 d'un tube 14, et une seconde position, représentée en trait fantôme, où le mandrin 30 s'étend verticalement et est aligné avec l'une des broches verticales 68 du magasin double 70. Ces deux broches sont réunies par un support 72 associé à un moyen moteur 74, tel qu'un vérin rotatif, permettant de faire tourner le magasin 70 autour d'un axe vertical 76 pour amener successivement l'une des broches 68, puis l'autre, en position de service. Chaque broche 68 formant réserve de joints 24 est associée à un moyen 78 de transfert de joint, tel qu'une bague coulissante entourant l'extrémité supérieure de la broche 68 et associée à un moyen de déplacement vertical pas à pas vers le bas, le pas étant égal à l'épaisseur d'un joint 24. Ainsi, lorsque le mandrin 30 est dans sa position verticale représentée en trait pointillé en figure 5, en alignement avec la broche 68 qui est en service, le déplacement vertical de la bague coulissante 78 permet de transférer un joint 24 sur l'extrémité du mandrin 30, le joint 24 venant s'appliquer sur l'extrémité de l'élément tubulaire 48 qui est fixé sur la chape 64. Pour le reste, la structure et le fonctionnement du dispoitif de la figure 5 sont identiques à ceux du dispositif des figures 1 à 3. L'invention est applicable, non seulement à tous les tubes ou tuyaux dont une extrémité comporte une gorge interne de réceptiond-'unjoint d'étanchéité,mais également à des pièces autres que des tubes et des tuyaux, lorsque ces pièces comprennent un orifice cylindrique formé avec une gorge interne de réception d'un joint d'étanchéité. Revendications. 1. Dispositif pour la pose de joints d'étanchéité dans des gorges internes de pièces telles par exemple que des tubes ou des tuyaux, caractérisé en ce qu'il comprend un magasin (22, 70) de joints (24), unmoyen (60, 78) de transfert d'un joint (24) du magasin sur un mandrin (30) comprenant des moyens (34, 36) pour déformer élastiquement le joint (24) et réduire son diamètre- extérieur, des moyens (18) d'introduction du mandrin (30) portant le joint (24) à l'intérieur de la gorge interne (26) de la pièce (14), et des moyens (48) pour dégager le joint (24) du mandrin (30) et le maintenir dans la gorge (26) lors du retrait du mandrin hors de-la pièce (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mandrin est de forme générale cylindrique, avec un diamètre extérieur inférieur au diamètre interne du joint (24), et comprend, à son extrémité de réception d'un joint (24), une rainure longitudinale (34) formée dans sa surface extérieure pour la réception d'une partie du joint. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réduction du diamètre extérieur du joint comprennent un levier (36) monté mobile par rapport au mandrin entre une première position où il est écarté du mandrin et permet la position d'un joint (24) autour de l'extrémité du mandrin, et une seconde position où il applique une partie du joint dans la rainure longitudinale (34) du mandrin pour réduire son diamètre extérieur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le levier (36) est monté pivotant sur le mandrin (30)- autour d'un axe transversal (38) et est associé à des moyens moteurs, tels qu'un vérin, de déplacement entre ses deux positions précitées. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (12) d'immobilisation et depositionnementde la pièce (14), et en ce que le mandrin (30) est porté par un chariot (18) déplaçable en translation parallèlement à l'axe de l'extré- mité de la pièce, par exemple au moyen d'un vérin (20). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mandrin (30) est déplaçable en translation sur le chariot (18) le long de l'axe de l'extrémité de la pièce (14), par exemple au moyen d'un vérin (32). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens précités de dégagement et de maintien du joint sont constitués par un élément annulaire (48) fendu, entourant le mandrin (30 > et par rapport auquel le mandrin est déplaçable en translation axiale. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément annulaire (48 > est fixé sur le support (18, 64) du mandrin (30). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le magasin (22, 70) est un magasin double comprenant deux broches parallèles (52, 68) sur lesquelles sont enfilés des joints (24) et est associé à un moyen (56, 74) de déplacement, amenant successivement les deux broches en position de service. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que, les broches (52) étant parallèles à l'axe de l'extrémité de la pièce (14), le moyen de transfert d'un joint du magasin (22) au mandrin (30) comprend un organe (60) portant des pinces (62) et des moyens de commande des pinces et de dépl-acement de l'organe (60) pour saisir un joint à l'extrémité d'une broche (52) et l'amener sur l'extrémité du mandrin (30), 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les broches (68) étant perpendiculaires à l'axe de la pièce (14), le mandrin (30) est monté sur un support (64) pivotant autour d'un axe transversal (66) entre une position où il est aligné sur l'axe de la pièce (14) et une position perpendiculaire où il est aligné avec l'une des broches (68), le magasin (70) comprenant des moyens (78) pour pousser un joint d'une broche (68) sur l'extrémité du mandrin (30).