Brevet FR2630940A1 — publié le 19891110

DISPOSITIF DE POSITIONNEMENT D'UNE MACHINE A ELARGIR L'EXTREMITE D'UN TUBE PAR RAPPORT A CE TUBE La présente invention concerne un dispositif de positionnement d'une machine à élargir l'extrémité d'un tube par rapport à ce tube. Elle concerne plus précisément un dispositif destiné à servir, durant cette opération, au positionnement d'une machine portablequi est# équipée d'un outil rotatif amovible, cette machine pouvant être utilisée selon l'outil dont elle est équipée, soit à élargir le diamètre de l'extrémité d'un tube, afin d'y former un évasement (ou tulipe) servant d'emboiture, soit à effectuer un piquage sur un tube par extrusion, de manière à y former un collet de raccordement transversal. Des opérations de ce genre sont couramment pratiquées sur des tubes métalliques, notamment des tubes de cuivre, dans divers travaux de plomberie (sanitaires, chauffage central...) en vue de raccorder deux tubes entre eux, soit dans l'alignement l'un de l'autre, soit perpendiculairement l'un à l'autre. Les machines portables utilisées pour le piquage par extrusion ont habituellement l'allure générale d'une perçeuse pourvue d'un moteur électrique ayant deux sens de rotation. Elles sont équipées d'un outil extrudeur constitué de deux crosses articulées l'une à l'autre à la manière des deux branches d'une paire de ciseaux (voir par exemple FR-2 481 157). Dans un mode de réalisation connu - commercialisé par la demanderesse sous le non commercial F081 - l'outil est monté dans un porte-outil en forme de manchon fileté, ce dernier étant vissé à ltintérieur d'une douille taraudée constitutive d'un organe d'appui. Celui-ci comprend une cornière en "V" dont l'arête est disposée perpendiculairement à l'axe de rotation de l'outil.La cornière étant appliquée latéralement contre la paroi du tube à piquer, l'extrusion du collet est obtenue grâce à la translation de l'outil, qui recule au cours de sa rotation, ce recul étant engendré par le dévissage du porte-outil dans l'organe d'appui. La forme en "V" de la cornière permet un positionnement précis et sûr de la machine contre le tube, les deux ailes de la cornière prenant appui contre le tube de manière efficace, quel que soit son diamètre, à l'intérieur d'une fourchette dimensionnelle assez large. Malheureusement, la machine qui vient d'être succintement décrite, est mal adaptée pour servir à l'élargissement de l'extrémité d'un tube. En effet, il serait pour cela nécessaire, non seulement de changer l'outil, mais aussi d'enlever l'organe d'appui à cornière en "V", en remplaçant celui-ci par un autre système de guidage approprié. Ces modifications seraient longues et fastidieuses, si bien qu'en pratique, les professionnels préférent utiliser pour chacune des opérations une machine distincte. L'invention vise à résoudre ce problème en proposant un dispositif du genre évoqué qui permette d'utiliser, pour#l'élargissement de l'extrémité d'un tube, la même machine qui est utilisée pour le piquage par extrusion, en changeant uniquement l'outil (mais non l'organe d'appui). On conçoit aisément que l'opérateur peut ainsi passer rapidement et aisément d'un mode de travail à un autre. Ce résultat est atteint conformément à l'invention, grâce au fait que le dispositif comporte a) des organes de serrage de l'extrémité du tube à élargir b) des moyens de positionnement de l'organe d'appui agencés pour aligner l'outil expanseur avec l'axe du tube, à proximité de son extrémité, l'un au moins de ces moyens de positionnement étant adapté pour servir d'appui à ladite cornière en "V'1. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses (mais non limitatives) dé l'invention - lesdits moyens de positionnement comprennent une paroi concave semi-cylindrique, en forme de berceau, adaptée pour supporter la partie en forme de douille de l'organe d'appui - les bords latéraux de la paroi en forme de berceau présentent des rainures adaptées pour recevoir par emboîtement les bords de la cornière en "V" - la paroi en forme de berceau présente une ouverture qui autorise le passage d'une extrémité de la cornière lors de la mise en place de l'organe d'appui dans le dispositif - les bords latéraux de la paroi en forme de berceau sont munis de doigts élastiques destinés à retenir la douille contre son berceau, après mise en place de l'organe d'appui dans le dispositif ;; - les bords latéraux de la paroi en forme de berceau ont la forme générale de crochets présentant des zones d'accrochage de l'un des bords de la cornière en "V", l'autre bord de cette cornière venant en appui dans des encoches prévues dans ces bords laté taux ; - les moyens de positionnement de l'organe d'appui comprennent un système de serrage de la douille contre son berceau ; - les organes de serrage de l'extrémité du tube comprennent une paire de matrices amovibles en forme de demi-coquilles aptes à enserrer le tube, ces matrices étant pressées l'une contre l'autre par une pièce articulée formant came - la position de la pièce articulée par rapport à son axe d'articulation est réglable par un système vis-écrou. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai- tront de la description et des dessins annexés qui en présentent des modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue de face d'un premier mode de réalisation du dispositif, coupé par le plan l-I-de la figure 2 - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, coupé par le plan Il-Il - la figure 3 est une vue de gauche du dispositif de la figure 1 - la figure 4 est une vue similaire à la vue de la figure 3, destinée à illustrer le fonctionnement des organes de serrage du tube - les figures 5 et 6 sont respectivement des vues de face et de côté d'un outil expanseur équipant la machine pouvant être utilisée dans le dispositif - la figure SA est une section droite par le plan A-A de la figure 6 ;; - la figure 5B est une section droite, à échelle légèrement agrandie, selon le plan B-B de la figure 5 - les figures 7 et 8 sont respectivement des vues de face et de dessus d'un organe d'appui pourvu d'une cornière en "V" qui équipe la machine - la figure# 9 est une vue de face en coupe longitudinale de l'ensemble expanseur comprenant l'outil, le porte-outil et l'organe d'appui - la figure 9A est une section transversale suivant le plan A-A de la figure 9, destinée à montrer le montage de l'outil dans le porte-outil - les figures 10 et 11 sont des vues schématiques en coupe respectivement de face et de dessus, qui montrent de quelle manière le dispositif est utilisé au cours d'une opération d'élargissement de l'extrémité du tube ; ; - les figures 12 et 13 sont des vues schématiques partielles, respectivement de face et de dessus d'un second mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention - les figures 14 et 15 sont des vues partielles schématiques-, respectivement de face et de dessus, d'un troisième mode de realisation. Le dispositif de positionnement qui fait l'objet du premier mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, comprend essentiellement un bati 1. Celui-ci est une pièce métallique moulée, de forme générale allongée, qui comprend à l'une de ses extrémités deux cloisons transversales et verticales 15 st#arées. par un espace libre. Vers l'autre extrémité, la pièce 1 a la forme générale d'un berceau à paroi semi-cylindrique 14, ouvert vers le haut, et délimité par deux parois latérales longitudinales 10, 11.Dans les parois internes de ces bords 10, 11, sont creusées deux rainures verticales 12, disposées envîs-à-vis l'une de l'autre, qui#s'éten- dent complètement sur toute la hauteur de ces bords ; par ailleurs, il est prévu dans le fond de la paroi 14 formant berceau, une ouverture 13 en forme de "V", dont les extrémités coincident avec les rainures 12. Dans les parois 10, 11, sont montés une paire de doigts élastiques 17 sollicités par les petits ressorts 178 ; ces-doigts élastiques sont situés à un niveau légèrement plus haut que l'axe du berceau. Chacune des cloisons 15 est traversée par. une ouverture lôngi- tudinale 16 de grande dimension (dimension nettement supérieure au diamètre du tube que l'on souhaite élargir). Dans l'espace délimité par ces deux cloisons, est logé un organe de serrage du tube 3, constitué de deux matrices 30, 31, en Forme de demi-coquilles1. présentant des cavités semi-cylindriques 300, 310 adaptées pour enserrer le tube à traiter ; avantageusement, il est prévu par jeu de matrices plusieurs cavités de diamètres différents, par exemple deux cavités, ce qui permet d'utiliser la matrice par simple retournement dans le dispositif, pour traiter déux diamètres différents de tube. Les matrices sont avantageusement rel#iées, comme cela est connu en soi, par des colonnes à ressorts 32, qui assurent le guidage relatif des deux matrices, les ressorts tendant à les séparer l'une de l'autre, afin de faciliter l'extraction d'un tube après traitement, et la mise en place d'un nouveau tube. A la partie supérieure des cloisons 15, sont ménagées des ouvertures 150 dans lesquelles sont montées à force des tiges 18 qui servent d'axe d'articulation à une pièce 20 disposée entre les deux cloisons, au-dessus du jeu de matrices amovible 3. Dans la pièce 20 est vissée une tige filetée 23 qui porte à son extrémité inférieure (par exemple par l'intermédiaire d'un circlips) une came 21 ; cette dernière a une forme semi-cylindrique, d'axe longitudinal (voir figure 3). A son extrémité supérieure, la tige 22 est pourvue d'une tête 23 qui est traversée par une tige horizontale 24 servant de poignée de manoeuvre pour le vissage ou le dévissage de la tige 22. Le fonctionnement des organes de serrage qui viennent d'être décrits, se comprend aisément à la simple observation des figures 3 et 4. Le jeu de matrices 30, 31 ayant été mises en place entre les deux cloisons 15, et un tube (T), par exemple un tube de cuivre, ayant été placé dans la cavité 310 de la matrice inférieure 31 (position de la figure 4), l'opérateur va réaliser le serrage de ce tube en faisant tout d'abord basculer l'ensemble 2, constitué des organes 24, 23, 22, 20, 21, autour des axes 18, de façon à faire venir la tige filetée 23 dans une position verticale ; durant ce basculement, la pièce semi-cylindrique 21 joue le rôle d'une came, qui repousse vers le bas la matrice 30 et applique celle-ci contre le tube. On réalise ainsi un serrage grossier du tube. Ce serrage est complété par manoeuvre de la poignée 24 dans le sens du vissage de la tige 22 à l'intérieur de la pièce 20, ce qui déplace vers le bas la pièce 21 et applique fermement la matrice 30 contre le tube (serrage fin). On a représenté sur les figures 5 et 6, un outil pouvant être utilisé pour élargir le diamètre de l'extrémité du tube (T). Cet outil, désigné par la référence 6, comprend une tête 60 et une queue 61. La tête 60 a une section en forme approximative de croix composée de deux bourrelets opposés 600, et de deux autres bourrelets 601 disposés perpendiculairement par rapport aux bourrelets 600. Les bourrelets 600 sont légèrement plus longs et moins larges que les bourrelets 601, la section de la tête 60 s'inscrivant dans un rectangle. Le petit coté (a) de ce rectangle, correspond au diamètre intérieur du tube que l'on souhaite élargir, tandis que le grand côté (b) correspond au diamètre auquel on souhaite l'élargir (diamètre de la paroi intérieure de l'emboiture obtenue). La paroi des bourrelets 600, 601 est arrondie, et les bourrelets se raccordent entre eux par des surfaces également douces et arrondies. L'expérience a montré que cette forme d'outil permettait de réaliser efficacement l'évasement de l'extrémité d'un tube, lorsque la tête d-'outil est simultanément mise en rotation et enfoncée à l'intérieur de l'extrémité du tube. On a désigné par la référence 61 la queue de l'outil, qui sert à sa retenue et à sa fixation dans un porte-outil. Cette queue 61 comprend un tronçon cylindrique 610, et un tronçon légèrement conique 611, ce dernier présentant une ouverture 63 (voir figure 5B), dont la forme, bien connue en soi, permet de le fixer aisément par translation et rotation à une goupille transversale (système de liaison à baionnette). On a représenté aux figures 7 et 8 un organe d'appui 4 de type connu, utilisé dans des machines destinées à réaliser un piquage par extrusion sur un tube. Cet organe 4 comprend essentiellement une partie en forme de douille cylindrique 40, dont la paroi extérieur est avantageusement garnie de stries ou canelures, qui facilitent sa prise en main, et d'une cornière en "V" 41 ; liarete de la cornière qui forme le sommet du dièdre constitué par les deux ailes de la cornière est disposée perpendiculairement par rapport à l'axe de la douille 40.Comme on le voit plus particulièrement à la figure 9, la douille 40 présente un alésage intérieur taraudé 400 dans celui-ci, est vissé un manchon 5 muni d'un filetage 51. le manchon 5 présente un alésage intérieur 52 qui est conformé pour recevoir la queue 61 de l'outil 6 ; ce manchon est pourvu par ailleurs d'une goupille transversale 64, destinée à coopérer avec l'ouverture 63 en vue de la fixation de l'outil dans le porte-outil 5. Lorsque l'outil est en place dans le porte-outil, la tête 60 de cet outil se trouve entre les deux ailes de la cornière 41 ; à son autre extrémité, le porte-outil 5 est pourvu d'une tete hexagonale 50, munie d'une bille 500 sollicitée élastiquement, qui permet l!encli- quetage élastique de l'ensemble dans une machine portable (du genre perceuse) équipée d'un moteur électrique apte à faire tourner -l'en- semble outil-porte-outil dans un sens ou dans l'autre, à vitesse variable. On va maintenant expliquer, en nous référant plus particulièrement aux figures 10 et 11, de quelle manière le dispositif qui vient d'être décrit est utilisé pour réaliser le positionnement de la machine par rapport à un tube dont on souhaite évaser une extrémité. Le tube (T) est tout d'abord mis en place dans le dispositif, comme cela a déjà été expliqué plus haut, en référence aux figures 3 et 4 ; le serrage du tube entre les matrices 30 et 31 est figuré par les flèches (S) à la figures 10. Si on suppose que la machine portable vient d'être utilisée pour un piquage par extrusion d'un tube, l'opérateur commence par ôter l'outil extrudeur du porte-outil 5 ; par contre, il laisse en place l'organe d'appui 4 sur le porte-outil 5. Ensuite,il fixe un outil expanseur 6, qui a préalablement été sélectionné en fonction du diamètre du tube à élargir, dans le porte-outil 5, et monte l'ensemble dans les mors (M) de la machine (non représentée). Il présente ensuite l'organe d'appui 4 au-dessus de la paroi 14 en forme de berceau, de manière à ce que la cornière 41 soit disposée verticalement, et il emboîte cet organe d'appui de haut en bas dans les rainures latérales 12- et dans l'ouverture 41. La douille cylindrique 40 vient prendre appui contre la paroi semi-cylindrique 14 (de même diamètre).Au cours de cette mise en place par emboitement, les doigts élastiques 17 commencent par se rétracter dans les parois 10, 11, puis, une fois que le plus grand diamètre de la douille 40est passé, ressortent vers l'intérieur, et s'appliquent contre les flancs de cette douille. L'organe d'appui 4 est alors parfaitement solidaire du bâti 1. En effet, la cornière 41 est immobilisée à son extrémité inférieure dans l'ouverture 13 de forme correspondante, et le long de ses bords par les rainures 12 ; de plus, la partie formant douille 40 est maintenue appliquée contre le berceau 14 de forme correspondante, les doigts élastiques 17 participant à ce maintien. Il va de soi que la forme du bâti 1, et l'emplacement des différentes zones de-liaison sont déterminés de telle manière que l'axe longitudinal de l'ensemble 4, 5, 6, qui correspond à l'axe de rotation de l'outil, coïncide très exactement avec l'axe du tube (T). Avant le commencement de l'opération, la tête 60 de l'outil pénètre seulement partiellement dans le tube (T), seuls les bourrelets les moins larges 600 se trouvant à l'intérieur du tube. Le moteur de la machine est alors mis en marche (flèche R), ce qui provoque la rotation du porte-outil 5 et de l'outil 6. Le sens de rotation est choisi de telle manière que cette rotation provoque une translation de l'outil vers l'avant (flèche F). La translation de l'outil est naturellement engendrée par la coopération du filetage 51 du porte-outil avec le taraudag~ 400 de l'organe d'appui 4 (vis rotative et écrou fixe). En pénétrant dans le tube, les bourrelets 601 repoussent la matière constituant la paroi de ce tube vers l'extérieur, ce qui réalise l'élargissement (E) désiré. Lorsque l'emboîture a été obtenue, l'outil est retiré en faisant tourner la machine en sens inverse. Pour retirer la machine, il suffit simplement de tirer vers le haut, afin de désemboiter le porte-outil 4 du bâti 1 ; le tube peut quant à lui être simplement retiré, tout d'abord en déserrant légèrement la came de serrage 21 par manoeuvre de la poignée 24 dans le sens du dévissage de la tige filetée 22, puis par basculement de cette came vers l'extérieur (position de la figure 4). On voit que grâce à l'invention, la cornière 41 initialement conçue pour servir d'appui à la machine contre la paroi latérale d'un tube pour une opération de piquage par extrusion, est ici utilisée pour le positionnement de la machine dans une opération d'élargissement de l'extrémité d'un tube. Le dispositif peut être utilisé sur le site, pour élargir des extrémités de tube déjà en place ; il peut également être utilisé en atelier, sur un étau. A cet effet, on notera qu'il est prévu à la partie inférieure du bâti 1 une partie en relief 19 présentant deux faces latérales qui permettent de le bloquer entre les mors d'un étau. On a représenté aux figures 12, 13 et respectivement 14, 15, deux autres modes de réalisation possibles de l'invention. Sur ces figures, les éléments identiques ou similaires à ceux du premier mode de réalisation, ont été affectés des mêmes références, et ne seront pas à nouveau décrits ; par ailleurs, le dispositif de serrage du tube e#st le même que celui du premier mode de réalisation, et n'a pas été représenté à nouveau pour ne pas alourdir inutilement les figures. Dans le second mode de réalisation des figures 12 et 13, le bâti, désigné 1', présente une paroi 14 en forme de berceau, dont les bords latéraux 70 ont la forme générale de crochets. Ceux-ci sont pourvus de zones d'accrochage 71 de l'un des bords de la cornière en "V" 41 de l'organe d'appui 4 ; l'autre bord de la cornière vient en appui dans des encoches 72 prévues à la base des bords latéraux 70. Dans ce mode de réalisation, la mise en place de l'ensemble 4, 5, 6 dans le dispositif 1' se fait par emboîtement de haut en bas, avec basculement d'avant en arrière de la cornière, après que celle-ci ait été positionnée par son bord inférieur dans les encoches 72. On notera que, dans le présent mode de réalisation, l'arête de la cornière se présente horizontalement et non plus verticalement. Dans le troisième mode de réalisation représenté aux figures 14 et 15, la cornière 41 est également disposée horizontalement dans le bâti 1". Le bord inférieur de la cornière vient en appui dans une encoche 140 prévue dans le fond de la paroi de berceau 14. D'autre part, l'une des joues 10 constituant le bord de ce berceau présente une partie verticale 100 qui supporte# une plaquette en équerre 101 surplombant ledit berceau, La plaquette 101 est traversée par un trou taraudé d'axe vertical, dans lequel est vissée une tige filetée 80 ; à sa partie supérieure, celle-ci porte une tête 82 pourvue d'un organe de manoeuvre 83, et à sa partie inférieure, un sabot d'appui 81. Cet ensemble, référencé 8, constitue un moyen de serrage de la douille 40 dans le berceau 14. Dans ce mode de réalisation, l'organe d'appui 4 est donc retenu dans le dispositif d'une part par l'action de serrage du sabot 81 sur la douille 40, d'autre part par l'appui du bord inférieur de la cornière 41 dans l'encoche 140. REVENDICATIONS 1. Dispositif de positionnement d'une machine à élargir l'extrémité d'un tube par rapport à ce tube, cette machine étant une machine portable équipée d'un outil expanseur (6) qui est monté de façon amovible dans un porte-outil (5), ce dernier ayant la forme générale d'un manchon fileté qui est vissé à l'intérieur d'une douille (40) constitutive d'un -organe d'appui (4) pourvu d'une cornière en "V" (41) apte à venir s'appliquer latéralement contre la paroi d'un tube, en vue de réaliser un piquage par extrusion sur ce tube lorsque ladite machine est équipée d'un outil extrudeur ad hoc, caractérisé en ce qu'il comporte a) des organes (2-3) de serrage de l'extrémité du tube (T) à élargir b) des moyens de positionnement dudit organe d'appui (4) agencés pour aligner l'outil expans#eur (6) avec l'axe du tube (T), à proximité de son extrémité, l'un au moins (12-13, 71-72, 140) de ces moyens de positionnement étant adapté pour servir d'appui à ladite cornière en ~'V' (41). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement comprennent une paroi concave semi-cylindrique (14), en forme de berceau, adaptée pour supporter la partie (40) en forme de douille de l'organe d'appui (4). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords latéraux (10, 11) de ladite paroi (14) en forme de berceau présentent des rainures (12) adaptées pour recevoir par emboi- tement les bords de la cornière en "V" (41). 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3 prises en-combinaison, caractérisé en ce que la paroi (14) en forme de berceau présente une ouverture t13) qui autorise le passage d'une extrémité de la cornière (41) lors de la mise en place de l'organe d'appui (4) dans le dispositif. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits bords latéraux (10, 11) sont munis de doigts élastiques (17) destinés à retenir la douille (40) sur son berceau, après mise en place de l'organe d'appui (4) dans le dispositif. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords latéraux (70) de ladite paroi (14) en forme de berceau ont la forme générale de crochets présentant des zones (71) d'accrochage de l'un des bords de ladite cornière en "V" (41), l'autre bord de cette cornière venant en appui dans des encoches (72) prévues dans ces bords latéraux. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement de l'organe d'appui (4) comprennent un système de serrage (8) de la douille (40) contre son berceau (14). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits organes de serrage de l'extrémité du tube (T) comprennent une paire de matrices amovible (30-31) en forme de demi-coquilles aptes à enserrer le tube (T), ces matrices étant pressées l'une contre l'autre par une pièce articulée (21) formant came. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la position de ladite pièce articulée (21) par rapport à son axe d'articulation (18) est réglable par un système de vis-écrou (22-20).