Brevet FR2593732A1 — publié le 19870807

DISPOSITIF DESTINE A USINER UN TSBE DE SECTION CIRCULAIRE, NOTAMMENT, A COUPE OBLIQUE. L'invention concerne un dispositif destiné à usiner un tube de section circulaire, notamment à coupe oblique. Des tubes découpés en oblique sont constamment utilisés dans toutes les techniques faisant appel à la mise en place de canalisations, notamment chaque fois que celles-ci changent de direction et nécessitent donc la mise en place de coudes à angle variable. En pratique, les coudes sont réalisés par soudure de deux tubes découpés obliquement et dont les plans de coupes sont ensuite soudés, l'ouverture plus ou moins grande du coude étant déterminée par l'angle de découpe. Un des problèmes se pose au niveau précisément du réglage de cet angle lorsque l'on ne se sert pas de produits normalisés et que l'on est obligé d'adapter cet angle pour des raisons de configuration générale du site ou pour des raisons afférentes à l'application considérée. Un autre problème se pose au niveau de la précision et de la qualité du chanfreinage. Certes, on peut effectuer cette opération manuellement avec des outils portatifs, mais il s'agit là d'une manipulation délicate, voire dangereuse, et de toute façon relativement peu précise. On peut aussi recourir à des machines. complexes du type "robots" mais leur coût devient très vite prohibitif pour un grand nombre d'applications. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne un dispositif destiné à usiner (découpe ou chanfreinage) un tube de section circulaire, notamment à coupe oblique, de mise en oeuvre simple, et conduisant à un résultat précis et reproductible quelque soit l'angle recherché. Elle concerne plus précisément un dispositif destiné à usiner un tube (5) de section circulaire (d), notamment à coupe oblique, ce dispositif étant caractérisé en ce que la trajectoire de l'outil d'usinage (10) est asservi au mouvement que décrit un palpeur (110) animé d'un mouvement de rotation par l'intermédiaire d'un arbre (30) et appliqué contre un plateau (80) incliné d'un angle d'inclinaison (a) de telle sorte que l'angle d'usinage (oc) recherché soit rigoureusement identique à l'angle d'inclinaison (#) du plateau (80), l'arbre (30) étant monté sur des paliers (32,34) permettant à celui-ci à la fois un mouvement de rotation et un mouvement de translation. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et de la figure unique jointe qui illustre schématiquement l'architecture générale du dispositif. Comme le montre cette figure, le dispositif (1) conforme à l'invention est constitué d'un chassis (2) qui peut être un chassis fixe, portable ou transportable au moyen de roulettes (3). Ce chassis (2) supporte un mandrin (4) destiné à recevoir la pièce (5) à usiner. Il s'agit dans l'exemple décrit d'un tube à section circulaire de diamètre (d) centré à l'intérieur du mandrin (4) au moyen de trois mors concentriques (6) (dont deux sont seulement visibles sur la figure). Un moyen de serrage (7) automatique du tube (5) dans le mandrin (4) est prévu. Ce tube (5) est destiné à être usiné (découpe ou chanfreinage) à l'une de ses extrémités (a), selon notamment un plan oblique (pl) faisant avec l'axe perpendiculaire (zz') à l'axe (XX') du tube (5) un angle (oc). Selon une caractéristique importante de l'invention, grâce à l'architecture des moyens mis en oeuvre, cet angle ( ) peut être choisi à la demande et obtenu de façon répétitive et constante, comme cela est expliqué ci-dessous. A la limite, si cet angle est égal à zéro, l'usinage se fait dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube et la section demeure circulaire. Pour cela, un outil d'usinage (10) rotatif, tel qu'une meule ou tout autre type d'outil abrasif, est mis en mouvement par un moteur (11), électrique, pneumatique, hydraulique... L'ensemble moteur (11) plus outil (10) est supporté par un support général (12) par l'intermédiaire d'un support auxiliaire (13) orientable et blocable grâce à une manette (15). Ce support auxiliaire (13) est rendu solidaire d'un bras (14), le long duquel il peut être déplacé latéralement en différents points (pl, p2... pn) situés dans un plan horizontal, si l'on prend comme référence l'axe (XX') du tube (5). Ce même bras (14) est déplaçable dans un plan perpendiculaire au premier.Cette fonction peut être obtenu par exemple grâce à une crémaillère (20) actionnée par une manette (21) que l'on bloque à l'aide d'un système de blocage (22), l'ensemble de ces moyens coopérant éventuellement avec un contre poids (100). Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, ce support (12), portant l'outil (10), coopère également avec une combinaison de moyens destinée à guider l'outil (10) pour lui permettre d'usiner le tube (5) selon un plan de coupe (pl) qui présente un contour elliptique de petit et grand axes déterminés en fonction de l'application recherchée. Un arbre tournant (30), d'axe (YY') confondu avec l'axe (XX') cité précédemment, actionné dans l'exemple décrit par un volant (31), est monté sur un premier palier (32) porté par un chassis secondaire (33) reposant sur le chassis (2), et un second palier (34) soutenu par une potence (35) solidaire également du chassis (2). Des jeux d'équerres (50), ou tout autre moyen destiné à consolider la structure générale, sont prévus partout où ils sont nécessaires.Un joint tournant (60) permet de faire passer à travers l'arbre (30) toutes les conduites (61) d'énergie (électrique, pneumatique, hydraulique...) destinées à alimenter le moteur (11). Selon une autre caractéristique importante de l'invention, un plateau (80) fixé de manière orientable entre deux flasques (81) et (82) solidaires du chassis secondaire (33) est prévu. Il est percé en son centre d'un orifice (83) qui permet le passage libre de l'arbre tournant (30) à travers ce plateau (80). On choisit, conformément à l'invention, d'incliner celui-ci selon un angle d'inclinaison (oc) égal à l'angle d'usinage (o) défini précédemment. On entend par angle d'inclinaison (pg) l'angle que fait l'axe transversale (A) du plateau (80) avec un axe (B) perpendiculaire à l'axe (YY') de l'arbre tournant (30), sachant que cet axe (B) est parallèle à l'axe (zz') puisque les deux axes (XX') et (YY') sont confondus. Un palpeur (110) est rendu solidaire de l'arbre (30) par un premier moyen de solidarisation (111). Ce palpeur (110) comporte une pointe, dite de palpeur, (112) destinée à rester en permanence appliquée contre la surface du plateau (80) quelque soit son inclinaison (po), Ce palpeur (110) est également réglable en hauteur au moyen d'une crémaillère dite de palpeur (113), blocable par une manette (114). A l'extrémité amont du tube (30) (coté pièce à usiner), le support (12) est rendu solidaire de l'arbre (30) par un élément intermédiaire (150) semblable à l'élément (111). Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le mouvement de rotation de l'arbre (30) entraîne donc en rotation le palpeur (110). La pointe (112) du palpeur, guidée par l'inclinaison selon l'angle fx) du plateau (80), provoque le long de l'arbre (30) un mouvement de translation au support d'outil (12), celui-ci, étant en même temps entraîné en rotation par ledit arbre (30), va suivre un profil et donc permettre l'usinage du tube (5) selon une section elliptique dont le grand et le petit axes deviennent une fonction de l'angle i) d'inclinaison du plateau (80). La trajectoire suivi par l'outil (10) est donc asservi au mouvement que décrit la pointe du palpeur (112). Celle-ci doit en permanence être en appui sur le plateau (80). Dans le cas d'une mise en oeuvre manuelle, cette pression (p) est réalisée par l'opérateur qui actionne le volant (31). En- cas de fonctionnement automatique, un moyen de pression (non représenté sur la figure) qui peut, par exemple, être un ressort, est alors prévu. Dans l'exemple décrit, toutes les fonctions, sauf l'entrainement de l'outil, sont accomplies manuellement, tant au niveau du volant (31) que du plateau orientable (80), ainsi que des différentes crémaillères. Mais, des moyens automatiques d'asservissement à un programme de découpe déterminé peuvent être prévus à tous les niveaux, les relations moyen-fonction-résultat restant toujours les mêmes. Obtenir des tuyauteries coudées selon tout angle imposé par des impératifs liés aux applications devient alors possible car il suffit après avoir effectué les usinages, de souder entre elles ces sections pour obtenir le coude recherché. Les applications sont nombreuses, notamment dans l'équipement des navires, des plateformes de forage et, de manière plus générale, pour toutes les installations où les volumes doivent être réduit au maximum. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à l'usinage d'un tube (5) de section circulaire (d), notamment à coupe oblique, ce dispositif étant caractérisé en ce que la trajectoire de l'outil d'usinage (10) est asservi au mouvement que décrit un palpeur (110) animé d'un mouvement de rotation par l'intermédiaire d'un arbre (30) et appliqué contre un plateau (80) incliné d'un angle d'inclinaison ( ) de telle sorte que l'angle d'usinage x) recherché soit rigoureusement identique à l'angle d'inclinaison (4 du plateau (80), l'arbre (30) étant monté sur des paliers (32,34) permettant à celui-ci à la fois un mouvement de rotation et un mouvement de translation. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil (10) est rendu solidaire par un premier moyen de solidarisation (150) d'un arbre tournant (30) et le palpeur (110) rendu solidaire de ce même arbre tournant (30) par un second moyen de solidarisation (111), ledit arbre (30) étant soutenu par les paliers (32) et (34) qui lui assurent un double mouvement de rotation et de translation. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'outil (10) est monté sur un support (12) possédant deux réglages perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, de même que le palpeur (110) qui lui aussi est réglable selon les deux mêmes axes perpendiculaires, le premier parallèle aux axes (XX') et (YY') du tube (5) à usiner et de l'arbre tournant (30), et le second perpendiculaire à ces deux axes qui sont en réalité confondus. 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un volant (31) permet à la fois d'assurer le mouvement de rotation de l'arbre (30) et son mouvement de translation grâce à un effort de pression (p) appliqué selon son axe (YY') qui maintient en permanence la pointe (112) du palpeur (110) en contact avec le plateau (80). 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube à usiner (5) est maintenu entre trois mors (6) de telle sorte que son axe (XX') soit confondu avec l'axe (YY') de l'arbre (30), ces trois mors étant solidaires d'un mandrin (4) muni de moyens de blocage (7). 6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les paliers (32) et (34) sont respectivement rendus solidaires d'un chassis secondaire (33) et d'une potence (35), eux-mêmes solidaires d'un chassis (2). 7) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout l'ensemble du dispositif (1) repose sur un chassis (2). 8) Dispositif selon rune des revendications précédentes, caractérisé en ce que ce chassis (2) est équipé de moyens de roulement (3). 9) Dispositif selon rune des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint tournant (60) permet de faire transiter à travers l'arbre (30) toutes les conduites (61) d'énergie destinées à alimenter le moteur (11) actionnant l'outil (10), l'ensemble moteur (11) plus outil (10) étant rendu solidaire d'un bras (14) du support (12) par l'intermédiaire d'un support auxiliaire (13). 10) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque l'angle (oc) est égal à zéro, l'usinage est réalisé sur une section du tube qui demeure circulaire.