Brevet FR2595281A1 — publié le 19870911

La présente invention a pour objet un outil obturateur pour souder des éléments tubulaires dans une atmosphère de gaz. Le secteur technique de l'invention est celui des outillages utilisés pour le soudage de pièces sous atmosphère de gaz tels que l'argon, l'hélium ou autre.... On sait que pour éviter l'oxydation du métal lors de la fusion consécutive au soudage et, dans le but d'obtenir des soudures de qualité, notamment dans le cas de pièces en acier spéciaux ou en alliage léger, on réalise les soudure sous atmosphère de gaz, après avoir réalisé un balayage avec ce gaz, par exemple de l'argon ou de l'hélium, pour chasser dans les pièces, par exemple des éléments de tubes, l'air et donc en grande partie l'oxygène qu'il contient. La soudure est ensuite opérée avec un pistolet spécial qui diffuse le gaz, de telle sorte que la soudure soit complètement enveloppée de gaz rare pendant le soudage. Dans le but d'économiser ce gaz et de rentabiliser les opérations de soudage, on dispose actuellement aux extrémités des tubes soudés des bouchons, généralement en bois et que le soudeur fixe au tube avec du ruban adhésif. On conçoit qu'une telle technique soit peu pratique, peu économique et désuète du fait qu'elle implique l'emploi d'une grande quantité de ruban adhésif et qu'il est nécessaire de changer les bouchons chaque fois que le diamètre des tuyaux diffère. De plus, les bouchons actuellement utilisés et leurs moyens de fixation, le ruban adhésif, ne résistent pas aux hautes températures et des problèmes sont rencontrés lorsqu'il s'agit de réaliser des soudures à proximité dudit bouchon.On notera également qu'au cours de la soudure et du fait de la dilatation, les bouchons tombent et le soudeur doit alors interrompre son travail pour replacer le bouchon et procéder à sa fixation avant de reprendre sa soudure. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L'objectif à atteindre est la simplification des opérations de soudage sous atmosphère de gaz, dans le but de pallier les inconvénients actuellement rencontrés avec les méthodes traditionnelles. Cet objectif est atteint par l'outil obturateur selon l'invention pour souder des éléments tubulaires dans une atmosphère de gaz, caractérisé en ce qu'il se compose d'un corps aplati et comportant sur une de ses faces une gorge parallèle au bord périphérique dudit corps, dans laquelle gorge est placé un joint d'étanchéIté, un tube de faible section pour le passage du gaz dans les éléments tubulaires à souder et des moyens mécaniques pour la fixation de l'outil sur lesdits éléments tubulaires. Dans un mode de réalisation où l'outil sert à obturer des tubes cylindriques, ledit corps est d'un contour circulaire et comporte, sur une de ses faces, une gorge circulaire dans laquelle est placé ledit joint d'étanchéité, lequel corps comporte, en outre, dans sa partie centrale un prolongement cylindrique creux concentrique à ladite gorge et destiné à être placé à l'intérieur de l'élément tubulaire à souder, lequel prolongement cylindrique comporte des doigts radiaux répartis à sa périphérie et émergeant de cette dernière,lesquels doigts sont montés déplaçables dans la direction de la paroi de l'élément tubulaire à souder au moyen d'un organe de manoeuvre situé à ltopposé dudit prolongement cylindrique et coopérant avec lesdits doigts radiaux pour les déplacer et les mettre au contact de la paroi de l'élément tubulaire à souder et obtenir le serrage de l'outil dudit élément ou relâcher l'action sur lesdits doigts en vue d'obtenir le desserage de l'outil et son retrait de ltélément tubulaire. Ledit corps comporte un alésage taraudé en son centre qui le traverse de part en part et qui débouche dans ledit prolongement cylindrique creux. L'organe de manoeuvre des doigts radiaux adopte la forme d'un axe fileté à sa périphérie pour être vissé dans ledit alésage, lequel axe comporte, à une de ses extrémités, une partie tronconique qui coopère avec lesdits doigts radiaux en vue de provoquer, lors du vissage de l'axe, la sortie desdits doigts à la périphérie du prolongement cylindrique et à son autre extrémité, au moins un organe de préhension pour manoeuvrer ledit axe. Celui-ci comporte, en son centre un conduit qui le traverse dans le sens longitudinal, lequel conduit est coaxial à l'axe et à un tube de faible section s'étendant à l'extérieur de l'axe et du côté de l'organe de manoeuvre de celui-ci. Les extrémités des doigts radiaux sont pointues pour favoriser la fixation de l'outil audit élément tubulaire à souder. Les doigts radiaux sont cylindriques et se déplacent dans des conduits cylindriques qui divergent de la partie centrale évidée du prolongement cylindrique vers le bord périphérique du corps de l'outil pour obtenir, lors du serrage de l'outil l'écrasement du joint d'étanchéité contre le bord de l'élément tubulaire à souder. Dans -un autre mode de réalisation où l'outil sert au soudage d'éléments tubulaires à collerette, ledit corps adopte la forme d'une bride pleine et comporte, à sa périphérie, des moyens de serrage à genouillère pour plaquer le joint d'étanchéité contre la collerette de l'élément. Les moyens de serrage à genouillère comportent un levier de manoeuvre articulé au corps de l'outil, auquel levier est articulé Lin organe de verrouillage en forme de L qui contourne la collerette de l'élément pour venir en appui sur celle-ci et la plaquer contre ledit joint d'étanchéité. L'organe de verrouillage est réalisé en métal élastique. Ledit corps comporte, en son centre, un orifice qui le traverse de part, lequel orifice est coaxial à un tube de faible section s'étendant à l'extérieur dudit corps et à l'opposé de la face qui comporte le joint d'étanchéité. L'outil selon l'invention présente de nombreux avantages il est d'une grande simplicité d'utilisation et est rapidement mis en place à l'extrémité des tubes, ce qui entraîne une économie de temps et tend ainsi à rentabiliser les soudures. L'étanchéité au passage du gaz est plus grande et cela entraîne donc une économie de gaz. Un seul outil permet de boucher des tubes de diamètres différents. Enfin, et du fait de sa construction en acier, il résiste aux plus hautes températures. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention-ressortiront encore à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation d'un outil obturateur, donnés à titre d'exemples et en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une demi-vue en coupe/demi-vue en élévation d'un outil obturateur trouvant son application dans le soudage des tubes. - la figure 2 est une vue en élévation d'un outil selon l'invention pour obturer une collerette. On se reporte d'abord à la figure 1 du dessin qui illustre un outil selon 11 invention comportant un corps 1, adoptant la forme d'un disque, lequel comporte, à partir d'une de ses faces la, un bossage lb et à partir de la face lc, opposée à la face la, un prolongement cylindrique évidé ld, de telle sorte que le disque, le bossage et le prolongement cylindrique sont coaxiaux. Le disque et le bossage lb sont percés en leur centre selon un alésage le s'étendant de part en part pour déboucher dans un logement cylindrique Idl réservés dans le prolongement cylindrique 1, lequel alésage le est taraudé pour coopérer avec un axe 2 fileté sur une partie de sa longueur 2a. Ledit axe 2 comporte, à une de ses extrémités, une tête 2b à partir de laquelle s'étendent des bras 2c inclinés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de l'axe 2, lesquels bras sont par exemple au nombre de deux, comportent une boule 2d à leur extrémité libre et forment l'organe de manoeuvre de l'axe 2. A son extrémité opposée à celle qui comporte l'organe de manoeuvre, ledit axe 2 comporte une partie tronconique 2e, laquelle se déplace lors du vissage de l'axe,dans un sens ou dans l'autre,à l'intérieur du logement cylindrique ldl. L'axe 2 comporte encore en son centre et s'étendant sur sa longueur, un conduit cylindrique de petite section 2f, prolongé du côté dudit organe de manoeuvre par un tube 3 qui lui est coaxial. Le conduit 2f débouche du côté de l'extrémité tronconique 2e de l'axe 2. Le prolongement cylindrique ld comporte des conduits ld2 par exemple au nombre de quatre, lesquels conduits ld2 divergent symétriquement deux à deux : des logements ldl, vers le bord if du corps de l'outil. Dans ces conduits sont engagés à coulissement des doigts radiaux 4, lesquels comportent à une extrémité une tête 4a destinée à coopérer avec la partie tronconique 2e de l'axe 2 et leur autre extrémité 4b est pointue pour favoriser la fixation de l'outil à l'élément tubulaire à souder 5. Le corps de l'outil comporte également une gorge lg d'une section droite rectangulaire, laquelle gorge est concentrique au prolongement cylindrique ld et est réservée dans la face lc dudit corps. Cette gorge est d'assez grande largeur et est comblée par un joint 6, par exemple en élastomère résistant aux hautes températures de manière que l'outil puisse être utilisé pour le soudage de tubes de divers diamètres. Pour la mise en place de l'outil à l'extrémité du tube 5, l'axe 2 est dévissé de telle sorte que les doigts radiaux 4 soient en position "rentrée". Le prolongement cylindrique ld est introduit dans l'intérieur du tube 5 et sous l'action de l'organe de manoeuvre 2c/2d, l'axe 2 est vissé pour faire sortir les doigts radiaux 4 et les mettre au contact de la face interne du tube 5. Au cours de l'opération, l'outil se centre automatiquement dans le tube. Compte tenu de la position inclinée des doigts 4 et en vissant l'axe 2, le corps de l'outil 1 est rapproché du tube 5, ce qui entraîne l'écrasement du joint 6 et assure une bonne étanchéité entre l'outil et le tube. Le tube 3 est ensuite raccordé à un circuit de gaz pour réaliser le balayage à l'intérieur du tube et celui-ci est mis en condition pour l'opération de soudage. Un autre exemple d'outil selon l'invention est donné à la figure 2 du dessin, à laquelle on se reporte maintenant. L'outil illustré à ladite figure est plus spécialement adapté pour obturer une collerette 7, lors du soudage de cette collerette à un tube 8. Ledit outil\ se compose d'un corps 9 qui adopte la forme d'une bride pleine, laquelle comporte, sur une de ses faces 9a, une gorge 9b parallèle à son bord périphérique 9c. Comme la gorge lg de la figure 1, la gorge 9b est d'une section droite rectangulaire d'assez grande largeur et est destinée à recevoir un joint 10, par exemple en élastomère résistant aux hautes températures. La largeur du joint permet à l'outil d'être utilisé pour souder des collerettes de divers diamètres extérieurs. Le corps 9 est percé en son centre pour former un conduit 9d qui le traverse de part en part, lequel conduit est prolongé par un tube de faible section 11 qui s'étend perpendiculairement à la face 9e de l'outil opposée à celle 9a, dans laquelle est réservée la gorge 9b. Le corps 9 comporte, à l'extérieur de son bord périphérique 9c, des moyens de serrage à genouillère 12, par exemple au nombre de trois, disposés à 1200. Pour simplifier le dessin, seuls deux systèmes de serrage 12 sont représentés à la figure 2. Chacun desdits moyens 12 se compose d'un levier de manoeuvre 12a fixé à une biellette 12b articulée autour d'un axe 12c à une patte 12d soudée audit corps 9. Un organe de verrouillage 12e en forme de L est de façon connue sur les genouillères, articulé à la biellette 12b autour d'un second axe 12f. L'organe de verrouillage 12e comporte deux parties l2el/12e2, qui forment entre elles un angle inférieur à 900, par exemple 800, de sorte que l'organe 12e contourne le corps 9 pour venir par son extrémité libre en appui sur la collerette à serrer 7. Pour permettre à l'outil d'être fixé à des collerettes de différentes épaisseurs, l'organe de verrouillage 12e est réalisé en métal élastique, par exemple en acier à ressort. Avant la mise en place de l'outil 9 sur la collerette 7, la genouillère 12 est desserrée, le levier 12a étant basculé dans le sens de la flèche F1. L'outil est disposé sur la collerette de sorte que le joint 10 soit au contact de cette dernière. Le levier 12a de chaque genouillère est alors actionné dans le sens de la flèche F2, l'organe de verrouillage 12e entraîné par la biellette 12b viens au contact de la collerette 7 par le dessous et en position verrouillée de la genouillère,tend à écraser le joint 10, ce qui assure l'étanchéité entre l'outil et la collerette. Le tube 11 est ensuite raccordé à un circuit de gaz pour réaliser le balayage à l'intérieur du tube, celui-ci est alors mis en condition pour l'opération de soudage. On entend par alliages légers tous alliages comportant un pourcentage d'aluminium. REVENDICATIONS 1. Outil obturateur pour souder des éléments tubulaires dans une atmosphère de gaz, caractérisé en ce qu'il se compose d'un corps aplati (il/9) et comportant, sur une de ses faces (lc/9a) une gorge (lg/9b) parallèle au bord périphérique (lf/9c) dudit corps dans laquelle gorge est placé un joint d'étanchéité (6/10), un tube de faible section (3/11) pour le passage des gaz dans les éléments tubulaires à souder et des moyens mécaniques (2/4/12) pour la fixation de l'outil (1/9) sur lesdits éléments tubulaires. 2. Outil selon la revendication 1 pour obturer des tules cylindriques (5), caractérisé en ce que ledit corps (1) est d'un contour circulaire et comporte, sur une de ses faces (tic), une gorge circulaire (lg) dans laquelle est placé ledit joint d'étanchéité (6), lequel corps comporte, en outre, dans sa partie centrale un prolongement cylindrique creux (nid) concentrique à ladite gorge (lg) et destiné à être placé à l'intérieur de l'élément tubulaire à souder (5), lequel prolongement cylindrique (Id) comporte des doigts radiaux (4) répartis à sa périphérie et émergeant de cette dernière, lesquels doigts (4) sont montés déplaçables dans la direction de la paroi de l'élément tubulaire à souder (5) au moyen d'un organe de manoeuvre (2) situé à l'opposé dudit prolongement cylindrique (ld) et coopérant avec lesdits doigts radiaux (4) pour les déplacer et les mettre au contact de la paroi de l'élément tubulaire à souder (5) et obtenir le serrage de l'outil dudit élément, ou relâcher l'action sur lesdits doigts (4) en vue d'obtenir le desserrage de l'outil et son retrait de l'élément tubulaire (5). 3. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit corps (1) comporte un alésage taraudé en son centre (le) qui le traverse de part en part et qui débouche dans ledit prolonge mentcylindrique creux (nid) et en ce que l'organe de manoeuvre des doigts radiaux (4) adopte la forme d'un axe (2) fileté à sa périphérie (2a) pour être vissé dans ledit alésage (le), lequel axe (2) comporte, à une de ses extrémités, une partie tronconique (2e) qui coopère avec lesdits doigts radiaux (4) en vue de provoquer lors du vissage de l'axe, la sortie desdits doigts à la périphérie du prolongement cylindrique (nid) et à son autre extrémité, au moins un organe de préhension (2c/2d) pour manoeuvrer ledit axe. 4. Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit axe (2) comporte, en son centre, un conduit (2f), qui le traverse dans le sens longitudinal, lequel conduit est coaxial à l'axe (2) et à un tube de faible section (3) s'étendant à l'extérieur de l'axe (2), du côté de l'organe de manoeuvre (2c/2d) dudit axe. 5. Outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les extrémités (4b) des doigts radiaux (4) sont pointues pour favoriser la fixation de l'outil audit élément tubulaire à souder (5). 6. Outil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les doigts radiaux (4) sont cylindriques et se déplacent -dans des Conduits cylindriques (ld2) qui divergent de la partie centrale évidée (ldl) du prolongement cylindrique (nid) vers le bord périphérique (if) du corps de l'outil pour obtenir, lors du serrage de l'outil, l'écrasement du joint d'étanchéité (6) contre le bord de l'élément tubulaire à souder (5). 7. Outil selon la revendication 1, pour le soudage d'éléments tubulaires à collerette (7), caractérisé en ce que ledit corps (9) adopte la forme d'une bride pleine et comporte à sa périphérie (9c) des moyens de serrage à genouillère (12) pour plaquer le joint d'étanchéité (10) contre la collerette de l'élément (7). 8. Outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de serrage à genouillère (12) comportent un levier de manoeuvre (12a)articulé au corps de l'outil (9), auquel levier (12a) est articulé un organe de verrouillage en forme de L (12a) qui contourne la collerette (7) de l'élément pour venir en appui sur celle-ci et la plaquer contre ledit joint d'étanchéité (10). 9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (12e) est réalisé en métal élastique. 10. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps comporte en son centre, un orifice (9d) qui le traverse de part en part, lequel orifice est coaxial à un tube de faible section (11) s'étendant à l'extérieur dudit corps et à l'opposé de la face (9a) qui comporte le joint d'étanchéité (10).