Brevet FR2626971A1 — publié le 19890811

La présente invention concerne un dispositif de contrôle de tuyautages. On sait que les caractéristiques des tubes, tant dimensionnelles que mécaniques, ne sont généralement connues qu'avec une relativement grande imprécision. Il en résulte de fortes tolérances après formage de ces tubes, par exemple sur une machine à cintrer. Si de telles tolérances sont sans grande importance dans un un certain nombre d'applications, il en va différemment lorsque l'on doit installer une grande quantité de tuyautages dans un espace restreint. Une telle densité se rencontre par exemple dans les sous-marins ou dans les centrales nucléaires. I1 est donc important dans ces cas de pouvoir contrôler les caractéristiques dimensionnelles des tubes après leur formage, afin d'éliminer, et éventuellement de rectifier, ceux dont les dimensions s 'écartent des valeurs nominales d'une façon inacceptable. Après formage, un tube se compose d'une succession de tronçons rectilignes séparés par des coudes. Les grandeurs à mesurer sont par conséquent les longueurs de chaque tronçon rectiligne, le cintrage à chaque coude, ctest-à-dire l'angle formé entre deux tronçons rectilignes successifs et le trévirage à chaque coude, c'est-à-dire la valeur de l'angle dièdre formé par le plan des deux tronçons rectilignes réunis en ce coude et par le plan des deux tronçons rectilignes réunis au coude précédent, l'arrête de ce dièdre étant matérialisée par le tronçon rectiligne central. Plus précisément, on entend par longueur de chaque tronçon rectiligne la longueur de la fibre neutre de ce tronçon, ctest-à-dire la distance comprise entre les points d'intersection de cette fibre neutre avec les fibres neutres des deux tronçons adjacents. On notera en particulier l'importance de la mesure des angles de cintrage et de trévirage. En effet, si une erreur sur la longueur d'un tronCon se traduit à l'extrénité du tuyautage par une erreur de meme valeur et dans la même direction, une erreur sur un angle se propage sur toute la longueur du tube proportionnellement à sa longueur. Jusqu'à présent le contrôle des tuyautages est essentiellement assuré à l'aide d'instruments de mesure traditionnels ne donnant que des résultats très approximatifs. En particulier, les mesures de trévirage deviennent pratiquement impossibles pour un tuyautage comportant plus de quelques coudes. Un autre procédé consiste à utiliser les techniques de relèvement tridimensionnel, mais ces techniques nécessitent un temps et entrassent par conséquent des coûts généralement prohibitifs. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle de tuyautage, caractérisé par le fait qu'il comprend un compas, muni de deux branches reliées entre elles par une articulation plane et de moyens pour mesurer l'angle formé entre les branches, et au moins deux cavaliers montés chacun sur une des branches dans un plan perpendiculaire à celle-ci, et munis de moyens d'adaptation sur un tuyau. Les moyens d'adaptation sont tels que, lorsque chaque cavalier est disposé sur un tronçon rectiligne du tuyau, il se trouve dans le plan normal à la fibre neutre de ce tronçon. La branche du compas sur laquelle est monté chaque cavalier lui est perpendiculaire, de sorte que cette branche se trouve parallèle à la fibre neutre du tronçon. Comme d'autre part l'articulation entre les branches est plane, le plan du compas est parallèle à celui défini par les fibres neutres des deux tronçons du tuyau relevé. L'angle d'ouverture des branches est par conséquent égal à l'angle de cintrage entre les deux tronçons sur lesquels sont disposés chacun des cavaliers. Plus particulièrement, lesdits cavaliers peuvent être montés coulissant sur leur branche respective, des moyens étant en outre prévus pour mesurer la distance de chaque cavalier à l'axe de l'articulation. Par conséquent, si l'on place un dispositif selon l'invention avec un de ses cavaliers sur un tronçon donné et son autre cavalier sur un des tronçons adjacents, et un deuxième dispositif selon l'invention avec un de ses cavaliers sur ledit tronçon donné et son autre cavalier sur l'autre tronçon adjacent, et que l'on amène en contact par coulissement les deux cavaliers disposés sur le tronCon central, on peut, par addition des deux mesures de distance effectuées sur chacun de ces cavaliers, mesurer la longueur de ce tronçon. L'un des cavaliers peut en outre posséder à sa périphérie une graduation circulaire, l'autre cavalier possédant au moins un repère correspondant. Avec deux dispositifs disposés tels que précédemment, il est donc possible de lire directement sur les deux cavaliers en contact le trévirage au niveau de l'un des coudes. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits cavaliers possèdent des moyens d'embottement complémentaires sur leur face opposée à l'articulation. Ces moyens d'embottement permettent tout d'abord d'assurer un bon contact entre deux cavaliers de deux dispositifs disposés comme indiqué ci-dessus, de manière à assurer une mesure de précision sur la longueur du tronçon et sur le trévirage. En outre, de par leur caractère asymétrique, ces moyens d'embottement font en sorte que, l'un des dispositifs étant monté sur le tuyautage, un seul sens est possible pour le montage de l'autre dispositif, ce qui limite les erreurs de lecture de trévirage. Ces erreurs de lecture peuvent d'ailleurs être totalement évitées en indiquant sur les moyens de mesure de l'angle formé entre les branches de chaque dispositif, dans quel sens doit être mesuré le trévirage. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre deux autres cavaliers montés chacun sur une des branches dans un plan perpendiculaire à celle-ci, entre les cavaliers précités et l'axe d'articulation. Un tel agencement permet de positionner avec beaucoup plus de précision le dispositif sur le tuyautage à contrôler. Les moyens d'adaptation précités peuvent comprendre des sabots amovibles munis de trois butées agencées pour venir en contact en trois points d'une section droite du tuyau. L'une au moins de ces butées peut être montée sur un support mobile par rapport aux sabots, aucune des trois butées en position de fonctionnement n'étant espacée angulairement des deux autres butées d'un angle supérieur ou égal à 180-. Lorsqu'il est ainsi monté sur le tuyautage, le dispositif selon l'invention est par conséquent totalement bloqué sans aucune possibilité de mouvement. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté partiellement en coupe d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 en est une vue de dessus, - la figure 3 en est une vue de côté à plus grande échelle, - la figure 4 est une vue de côté partiellement en coupe également à plus grande échelle d'un sabot de ce dispositif, - la figure 5 est une vue en élévation de la figure 4, et - la figure 6 est une vue en perspective illustrant l'utilisation combinée de deux dispositifs selon l'invention. Ce dispositif comprend d'une manière générale un compas 1 sur lequel sont montés une pluralité de cavaliers. Le compas se compose de deux branches 2 et 3 de section rectangulaire, réunies par une articulation plane 4. Un repère 5 muni d'un vernier est gravé à l'extrémité de la branche 2 pour coopérer avec deux graduations 6,7 formées sur une couronne 8 solidaire de l'extrémité de la branche 3. Les deux graduations 6 et 7 sont des graduations en degrés allant chacune de Oe à 1800. La position de l'index 5 par rapport à l'une ou l'autre de ces graduations indique par conséquent l'angle formé entre les branches 2 et 3. Les indications "TREVIRAGE + 180011 et "TREVIRAGE DIRECT" sont en outre inscrites sur la couronne 8 en regard des graduations 6 et 7 respectivement, pour des raisons qui seront exposées ci-après. Chaque branche 2 et 3 comporte en outre sur ses faces parallèles à l'axe de l'articulation 4, des graduations 9 et 10 respectivement, en centimètres et millimètres. La branche 2 porte un cavalier neutre 11 et un cavalier mâle 12, tandis que la branche 3 porte également un cavalier neutre 11' ainsi qu'un cavalier femelle 13. Les cavaliers neutres 11 et 11' sont montés entre l'articulation 4 et les cavaliers 12 et 13 respectivement. Chaque cavalier porte une chape 14 de section intérieure rectangulaire complémentaire de la section de chaque branche du compas, de manière que les cavaliers puissent coulisser sur ces branches. Des vis 15 permettent de bloquer ce coulissement. Le cavalier mâle 12 comporte une surface extérieure cylindrique 16 d'axe parallèle à la branche 2 et située, par rapport au cavalier, du côté opposé à l'articulation 4. De même, le cavalier femelle 13 comporte une surface cylindrique intérieure 17 complémentaire de la surface 16, d'axe parallèle à la branche 3 et située, par rapport au cavalier, du côté opposé à l'articulation 4. Par conséquent, la surface 16 du cavalier 12 de ce dispositif peut stemboSter dans la surface 17 du cavalier 13 d'un autre dispositif. Les chapes 14 des cavaliers 12 et 13 portent chacune un repère 18 en vis-à-vis de l'échelle 9 et 10 respective. Ces échelles sont graduées depuis l'axe de l'articulation 4 et les repères 18 sont positionnés sur leur chape respective de telle sorte que, lorsqu'une surface mâle 16 est emportée dans une surface femelle 17, les repères 18 se trouvent dans un meme plan perpendiculaire à l'axe de ces surfaces. Ainsi, on obtient par addition des longueurs mesurées sur les branches 2 et 3 des deux dispositifs emboîtés, la distance entre les axes des articulations 4 de ces deux dispositifs. Une échelle angulaire 19 est en outre gravée sur une surface périphérique cylindrique du cavalier mâle 12. Une surface conique 20 du cavalier femelle 13 porte trois repères 21 munis de verniers, sur le même rayon que l'échelle 19. Ainsi, lorsque la surface 16 d'un dispositif tel que décrit est engagée dans la surface 17 d'un autre dispositif, on peut lire l'angle formé par les axes des articulations 4 de ces deux dispositifs. Les trois repères 21 sont prévus pour permettre une lecture plus aisée. Chaque repère porte une indication, par exemple Oc + 1050 et + 1450 pour indiquer quelle valeur doit être ajoutée à l'angle lu sur l'échelle 19 selon le repère utilisé. Chaque cavalier comporte en outre une rainure 22 ouverte à l'opposé de la chape 14 pour recevoir un sabot d'adaptation 23. Les sabots 23 ont une forme généralement semi-annulaire, de manière à se positionner sur des tubes de diamètre déterminé. A cet effet, chaque sabot comporte trois vis de réglage fin 24a, 24b et 24c pour son adaptation précise à chaque diamètre de tube. Les vis 24a et 24b sont radiales alors que la vis 24c est montée sur un support mobile 25. Le support 25 est monté à rotation autour d'une vis de fixation 26. La vis 26 est engagée dans une surface 27 du sabot, la pointe de la vis 24c étant elle-même dirigée vers cette surface 27. Un ressort 28 disposé en compression entre la tête de la vis 26 et le support mobile 25 presse celui-ci en direction du sabot 23, de sorte que la pointe de la vis 24c se trouve en appui sur la surface 27. Dans cette position, une saillie 29 du support 25 forme avec les pointes des vis -24a et 24b trois points d'appui déterminant complètement le diamètre d'un tube 30 sur lequel est monté le sabot. Ces trois points d'appui sont chacun espacés angulairement de moins de 1800 de manière que, lorsque le support 25 est dans la position de la figure 4, le sabot soit bloqué sur le tube 30. Bien entendu, la mise en place s'effectue en faisant pivoter le support 25 autour de la vis 26. Chaque sabot 23 peut être fixé sur un cavalier à l'aide de trois vis dont l'une, vissée dans un taraudage 31 du cavalier, forme une goupille coopérant avec une encoche 32 du sabot, et dont les deux autres, vissées dans des taraudages 33 du cavalier, ont leur pointe qui s'engage dans des trous coniques 34 du sabot. La figure 6 représente deux dispositifs la et lb tels que décrits ci-dessus, installés sur un tuyautage 35. Dans ce qui suit, les références numériques affectées de l'indice a se rapporteront au dispositif la et les références numériques affectées à l'indice b se rapporteront au dispositif lb. Le dispositif la est disposé sur les tronçons 35a et 35b du tuyautage, avec ses cavaliers 12a et lla sur le tronçon 35a du tuyautage, et ses cavaliers 13a et ll'a sur le tronçon 35b du tuyautage. De même, le dispositif lb est disposé sur le tuyautage 35 avec ses cavaliers 12b et 11b sur lè tronçon 35b du tuyautage, et ses cavaliers 13b (non représenté) et ll'b sur le trongon 35c du tuyautage. Comme indiqué précédemment, la branche 2a est parallèle à la fibre neutre du tronçon 35a, les branches 3a et 2b sont parallèles à la fibre neutre du tronçon 35b, et la branche 3a est parallèle à la fibre neutre du tronçon 35c. On lit donc sur les graduations 6a (ou 7a) et 6b (ou 7b) le cintrage entre les tronçons 35a et 35b et, respectivement, le cintrage entre les tronçons 35b et 35c. Par ailleurs, les cavaliers 13a et 12b étant emboîtés comme décrit précédemment, on lit par addition des indications données par les échelles 10a et 9b la longueur du tronçon 35b. Enfin, on lit sur l'échelle 19b, à l'aide de l'un des repères 21a, le trévirage du tronçon 35c par rapport au plan des tronçons 35a et 35b. On remarquera qu'il y a deux façons possibles de placer le dispositif lb sur les tronçons 35b et 35c > à savoir, soit "au-dessus" de ces troncons, comme représenté, soit "au-dessous" de ces tronçons. Les deux lectures correspondantes sur l'échelle l9b seront alors bien entendu décalées de l3O. Aucune erreur n'est toutefois possible dans la mesure du trévirage étant donné que, dans le premier cas, la lecture du cintrage entre les tronçons 35b et 35c s'effectuera sur l'échelle 7b en vis-à-vis de l'indication "TREVIRAGE DIRECT" alors que, dans l'autre cas, la lecture s'effectuera sur l'échelle 6b en vis-à-vis de l'indication "TREVIRAGE + 180e11. Diverses variantes et modifications peuvent bien entendu être apportées à la description qui précède sans sortir pour autant du cadre ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de tuyautages, caractérisé par le fait qu'il comprend un compas, muni de deux branches (2,3) reliées entre elles par une articulation plane (4) et de moyens (5,6,7) pour mesurer l'angle formé entre les branches, et au moins deux cavaliers (12,13) montés chacun sur une des branches dans un plan perpendiculaire à celle-ci et munis de moyens (23) d'adaptation sur un tuyau. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits cavaliers sont montés coulissant sur leur branche respective, et qu'il comprend des moyens (9,10,18) pour mesurer la distance de chaque cavalier à l'axe de l'articulation. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'un (12) desdits cavaliers possède à sa périphérie une graduation circulaire (19), et que l'autre cavalier (13) possède au moins un repère (21) correspondant. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits cavaliers possèdent des moyens d'emboItement complémentaires (16,17) sur leurs faces opposées à l'articulation. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend deux autres cavaliers (11,11') montés chacun sur une des branches dans un plan perpendiculaire à celle-ci, entre les cavaliers précités et l'axe d'articulation. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'adaptation comprennent des sabots amovibles munis de trois butées (24a,24b,29) pour venir en contact en trois points d'une section droite du tuyau. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'une au moins (29) desdites butées est montée sur un support (25) mobile par rapport au sabot, aucune des trois butées, en position de fonctionnement, n'étant espacée angulairement des deux autres butées d'un angle supérieur ou égal à 180'.