Brevet FR2730652A1 — publié le 19960823

L'invention concerne un procédé et un dispositif de réalisation de réservoirs et de viroles à partir de bobines de tôle. Des problèmes d'ordre économique se posent dans la fabrica- tion de réservoirs et de viroles en acier de grand diamètre, du fait qu'il est pratiquement exclu, pour des raisons d'encombre- ment, de les réaliser ailleurs que sur sites. Ceci oblige les cons- tructeurs à ouvrir un chantier spécifique sur les lieux mêmes de l'implantation, en déplaçant une équipe parfois importante d'ouvriers spécialisés (chaudronniers industriels, soudeurs, etc.), ne disposant, pour mener à bien leur tâche, que d'un ma- tériel de base, facilitant le formage, I'oxycoupage et le soudage de plaques de tôle, dont les dimensions doivent être limitées pour faciliter la manutention et l'assemblage. Il en résulte donc une perte de temps, se traduisant par des prix de revient élevés et des problèmes quant au respect du délai imposé par le don- neur d'ordre, relativement au planning préalablement établi avec les autres corps de métier. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients. Cette invention, telle qu'elle est caractérisée, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un dispositif permettant la réalisation semi-automatique de réservoirs et de viroles à partir de bobines de tôle. Le procédé permettant la réalisation de réservoirs cylindriques et de viroles à partir de bobines de tôle selon l'invention cons- iste à réaliser les opérations suivantes a) réalisation par roulage d'une première virole, b) mise en place et solidarisation d'un toit sur la première virole, c) levage de l'ensemble réalisé à l'opération précédente (b) à une hauteur correspondant à la largeur de la bande de tôle, d) réalisation par roulage d'une seconde virole, directement sous la première, e) solidarisation de la virole réalisée à l'opération (a) à la précé- dente, f) reprise des opérations (c) (d) et (e) autant de fois qu'il sera nécessaire pour obtenir la hauteur de cuve désirée, g) mise en place de l'ensemble, réalisé en suivant les opéra- tions ci-dessus, sur un fond de diamètre correspondant et soli- darisation de celui-ci à la dernière virole. Lors de la réalisation de l'opération (d), la bande de tôle est pro- gressivement solidarisée à la virole précédente, qu'elle en- traîne en rotation; cette solidarisation progressive à la virole précédente est précédée d'une mise en appui tout aussi pro- gressive de cette virole précédente sur le chant de la bande de tôle en cours de défilement, jusqu'à réalisation complète de cette virole suivante. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention ex- posé ci-dessus, comportant des moyens de roulage, d'entraî- nement et de contrôle permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle, se caractérise en ce que les moyens de rou- lage et d'entraînement de la bande de tôle sont constitués de deux rouleaux motorisés, dont l'un est fixe et l'autre rappelé vers celui-ci par un vérin, et d'un rouleau mobile, situé en aval des deux premiers, dont le déplacement est assuré par un vérin en fonction de la courbure à donner à la tôle, en ce que les moyens de contrôle permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle sont constitués respectivement d'un détec- teur de proximité et d'une roue codeuse, en ce qu'il comporte des galets associés à des vérins de levage répartis régulière- ment sur une circonférence pour constituer un manège de dia- mètre correspondant à celui de la virole à obtenir, destiné à soutenir progressivement la tôle après cambrage, et en ce qu'il comporte un poste de découpe transversale de la tôle, un poste d'accostage, un poste de soudage longitudinal de la tôle et un tracteur à galets motorisés. Le détecteur de proximité est situé au sommet et dans l'aligne- ment de la bissectrice de l'angle obtus formé par deux bras soli- daires l'un de l'autre et comportant, à leurs extrémités libres, un galet d'appui calibré. Les galets calibrés sont rappelés en permanence contre la face extérieure de la tôle par un compas rappelé en position d'ouver- ture par un vérin à gaz. La roue codeuse est rappelée en permanence contre la face ex- térieure de la tôle par un bras articulé par rapport à l'axe de liai- son de l'extrémité de la tige du vérin à gaz à l'élément articulé du compas rappelant le détecteur de proximité vers la tôle. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent, es- sentiellement, en ceci que, par ce moyen, les viroles sont réali- sées directement à partir des bobines de tôle, en respectant, de façon précise, le rayon exigé et une excellente planéité des plans de joints, ainsi qu'une mise en concordance précise des viroles facilitant leur solidarisation par soudage et, par consé- quent, d'obtenir une étanchéité rigoureuse à chaque niveau, compte-tenu de la qualité et de la régularité des cordons de soudure réalisés dans ce contexte. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un dispositif de réalisation de cuves, donné à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins an- nexés, sur lesquels - les figures 1 à 6 illustrent schématiquement les principales étapes du procédé, - la figure 7 représente une vue en élévation schématique d'une cuve en cours de réalisation, - la figure 8 représente une vue de dessus schématique d'une virole en cours de réalisation, - la figure 9 représente une vue de dessus du système de dérou- lement, de cambrage, de découpage, d'accostage et de sou- dage, - la figure 10 représente une vue de côté en coupe longitudinale de l'ensemble de déroulement et de cambrage, - la figure 11 représente une vue de dessus de l'ensemble de déroulement et de cambrage selon la figure 10, - la figure 12 représente une vue de dessus schématique de l'ensemble de déroulement, de cambrage et de contrôle du rayon de cintrage et du défilement de la tôle. Le dispositif de réalisation de cuves, selon l'invention, com- porte, principalement, un manège 10 constitué d'une plaque 11, sur laquelle sont montés des vérins 12 associés à des galets 13, ainsi qu'une dérouleuse 20 constituée d'un châssis 21, avec vé- rin de mise à niveau 25 supportant le porte-bobine 22, ainsi que la machine de déroulement et de cambrage 30 constituée, es- sentiellement, de trois rouleaux 31, 32, 33, dont un fixe et moto- risé 31, un mobile motorisé 32, ou inversement, assurant le pin- cement de la tôle 41 contre le rouleau fixe 31, sous l'action d'un vérin 34, et un mobile non motorisé 33 assurant le cintrage de la tôle 41, avec contrôle du rayon de cintrage et du défilement de la tôle 41 par l'intermédiaire, d'une part, pour ce qui concerne le contrôle du rayon de cintrage, d'un détecteur de proximité 50, disposé au sommet et dans l'alignement de la bissectrice de l'angle obtus, formé par deux bras 51, 52 solidarisés l'un à l'autre et comportant, à leurs extrémités libres, un galet calibré 53,54, les dits galets calibrés 53, 54 étant rappelés en perma- nence contre la face extérieure de la tôle par un compas 55, 56, rappelé en position d'ouverture par un vérin à gaz 57, et, d'autre part, pour ce qui concerne le contrôle du défilement de la tôle 41, d'une roue codeuse 60, rappelée contre la face extérieure de la tôle 41 par un bras 61 articulé par rapport à l'axe de liaison 58 de l'extrémité 571 de la tige du vérin à gaz 57 à l'élément arti- culé 56 du compas 55, 56; un poste de découpe transversale ; un poste d'accostage de tôle 80 constitué de galets 81 si- tués à l'extérieur du manège 10 et de galets 82 situés à l'inté- rieur de celui-ci, en concordance les uns par rapport aux autres; un poste de soudage longitudinal 90; et un tracteur à galets mo- torisés 100. En examinant plus en détail les figures 1 à 6, illustrant les prin- cipales étapes du procédé utilisé, à la lumière des figures 7, 8 et 9, on remarque (figure 1) qu'une première virole 42 est tout d'abord réalisée par entraînement de la tôle 41 de la bobine 40 par les rouleaux fixe 31 et presseur 32 motorisés et cintrage de la dite tôle 41 par le rouleau cintreur 33, qui est positionné en fonction du rayon à obtenir. L'amorce de la virole étant ainsi faite, il est alors nécessaire de faire le point zéro du déroule- ment par la coupe précise du début de bande, puis de faire défi- ler celle-ci avec engagement successif sur les galets 13 du ma- nège 10, jusqu'à ce que le périmètre correspondant au diamètre choisi soit atteint; I'unité de coupe 70 sectionne alors la bande de tôle 41 pour la séparer de la bobine 40; I'assemblage vertical et la soudure correspondante sont alors réalisés, la première virole 42 est alors terminée. Il suffit alors, comme le montre la fi- gure 2, de souder un toit 44, puis, selon la figure 3, d'assurer le levage de l'ensemble, à l'aide des vérins 12 et des galets 13, d'une hauteur correspondant à la largeur d'une bande de tôle, pour permettre, par engagement successif, la présentation d'une nouvelle bande de tôle 41 sur les galets 13 des vérins 12 progressivement abaissés, au fur et à mesure du défilement de la tôle 41, comme le montrent les figures 4 et 5, pour obtenir la réalisation d'une seconde virole 43, supportant entièrement la première virole 42 équipée de son toit 44, comme le montre la fi- gure 6, ceci en procédant en tous points comme cela a été indi- qué ci-dessus pour la réalisation de ladite première virole 42. On comprend que l'ensemble constitué, après soudage, des vi- roles 42 et 43 et du toit 44 peut être à nouveau soulevé, à l'aide des vérins 12 associés aux galets 13 constituant le manège, en vue de l'adjonction d'une troisième virole, en procédant comme illustré aux figures 3 à 6, ou enlevé du manège, à l'aide d'un moyen de levage, pour être posé puis soudé sur un fond. Lors du déroulage, à nouveau, pour réaliser la ou les viroles ad- ditionnelles 43, la bande de tôle 41 est engagée, comme on vient de le voir (figure 4), sous la première virole 42, puis accos- tée à l'aide des-galets 81, 82 du poste d'accostage 80, qui vien- nent ainsi presser la virole 42 et la bande de tôle 41. Après le franchissement du dernier galet du poste d'acccostage 80, un poste de soudure 90 assure le soudage par points automati- ques, à mesure de l'avancement de la tôle. Le défilement de la bande de tôle 41 est arrêté avant chaque poteau de manège 10, et un poteau provisoire est glissé sous la bande; le vérin 12 supportant la virole est descendu, la bande avance jusqu'au po- teau suivant, et ainsi de suite. La soudure en corniche, assurant la liaison et l'étanchéité entre les deux viroles 42 et 43, est réa- lisée automatiquement par une station fixe (non représentée). Pendant ces opérations, la virole tourne sur elle-même à l'aide de tracteurs à galets motorisés 100, ainsi que sous l'action des galets moteurs 81, 82 du poste d'accostage 80. En se rapportant maintenant aux figures 10 et 11, représentant l'ensemble de déroulement et de cambrage, on remarque que la bobine 40, posée verticalement sur le porte-bobine 22, consti- tué d'une couronne tournante 220 et d'un plateau amovible à mandrin central 221 muni d'un anneau de levage 222, est en- suite déroulée, après soudage d'un morceau droit à l'extrémité de la bande de tôle 41, pour faciliter l'engagement de celle-ci dans les deux rouleaux motorisés d'entraînement 31 et 32 de la machine de déroulement et de cambrage 30, tout en étant sup- portée verticalement par deux galets 23 et 24 montés à l'entrée et à la sortie de la machine de déroulement et de cambrage 30. La bande de tôle 41 étant ainsi engagée, il suffit alors d'obtenir le pincement de la tôle entre les deux rouleaux motorisés d'en- traînement 31, 32 sous l'action du vérin 34. Après avoir introduit dans l'automate programmable (non re- présenté) les données relatives aux diamètres de viroles à réa- liser et à la longueur de bandes à dérouler, correspondant au périmètre de la dite virole 42, une fonction automatique posi- tionne le rouleau cintreur 33 par l'intermédiaire du vérin 35, après engagement de l'extrémité de la bande de tôle 41 sous le dit rouleau 33. Après passage sur le galet 24, la bande de tôle 41 est introduite sur le manège 10, après passage devant les moyens de contrôle du rayon de cintrage et du défilement, qui vont maintenant être décrits en relation avec la figure 12. En se rapportant maintenant à la figure 12, on remarque, tout d'abord, que la position du rouleau cintreur 33 est contrôlée par le détecteur de proximité 50, qui mesure, de façon précise, la distance le séparant de la surface externe de la bande de tôle 41, ce qui permet d'obtenir, par soustraction, la mesure exacte, 1 5 entre les galets d'appui calibrés 53, 54, de la flèche communi- quée à la bande de tôle par le rouleau cintreur 33. Des correc- tions, en plus ou en moins, sont ainsi en permanence trans- mises au système d'alimentation du vérin 35, assurant le posi- tionnement du rouleau cintreur 33. La roue codeuse 60, quant à elle, transmet, en permanence, à l'automate programmable, par l'intermédiaire d'un générateur incrémental par exemple, qu'elle entraîne, la longueur exacte de bande de tôle 41 déjà formée, afin de commander, le moment opportun, I'arrêt de l'en- traînement des rouleaux motorisés 31 et 32, précédant la com- mande de déclenchement du sectionnement par le poste de dé- coupe transversale 70, constitué d'une glissière 71 avec cha- riot motorisé 72, supportant un outil de coupe 73. Le dispositif selon l'invention, bien que conçu initialement pour la réalisation de viroles de cuves selon le procédé de l'inven- tion, pourrait être, sans aucune adaptation particulière, utilisé pour la réalisation de plaques ou de bandes de tôle plates, puisqu'il suffit uniquement, pour cela, de programmer l'auto- mate de contrôle en conséquence. Il sera alors demandé au dé- tecteur de proximité 50 de vérifier l'absence de flèche, donc de courbure de la tôle; le rouleau cintreur 33 resterait, cependant, dans ce cas, opérant, puisqu'il contribuerait au redressement de la bande de tôle 41 préalablement enroulée selon des rayons de courbure augmentant en allant, du milieu vers l'extérieur. Revendications 1. Procédé de réalisation de réservoirs cylindriques et de vi- roles à partir de bobines de tôle, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser les opérations suivantes: a) réalisation par roulage d'une première virole, b) mise en place et solidarisation d'un toit sur la première virole, c) levage de l'ensemble réalisé à l'opération précédente (b) à une hauteur correspondant à la largeur de la bande de tôle, d) réalisation par roulage d'une seconde virole, directement sous la première, e) solidarisation de la virole réalisée à l'opération (a) à la précé- dente, f) reprise des opérations (c) (d) et (e) autant de fois qu'il sera nécessaire pour obtenir la hauteur de cuve désirée, g) mise en place de l'ensemble, réalisé en suivant les opéra- tions ci-dessus, sur un fond de diamètre correspondant et soli- darisation de celui-ci à la dernière virole. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la réalisation de l'opération (d), la bande de tôle est progres- sivement solidarisée à la virole précédente, qu'elle entraîne en rotation. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors de l'opération (d), la solidarisation progressive à la virole pré- cédente est précédée d'une mise en appui tout aussi progres- sive de cette virole précédente sur le chant de la bande de tôle en cours de défilement, jusqu'à réalisation complète de cette virole suivante. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendica- tions 1 à 3 prises dans leur ensemble, comportant des moyens de roulage, d'entraînement et de contrôle permanent du cam- brage et du défilement de la bande de tôle, caractérisé en ce que les moyens de roulage et d'entraînement de la bande de tôle (41) sont constitués de deux rouleaux motorisés (31, 32), dont l'un est fixe (31) et l'autre (32) rappelé vers celui-ci par un vérin (34), et d'un rouleau mobile (33), situé en aval des deux premiers (31, 32), dont le déplacement est assuré par un vérin (35) en fonction de la courbure à donner à la tôle, en ce que les moyens de contrôle permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle (41) sont constitués respectivement d'un détecteur de proximité (50) et d'une roue codeuse (60), en ce qu'il comporte des galets (13) associés à des vérins de levage (12) répartis régulièrement sur une circonférence pour consti- tuer un manège (10) de diamètre correspondant à celui de la vi- role (42) à obtenir, destiné à soutenir progressivement la tôle (41) après cambrage, en ce qu'il comporte un poste de découpe transversale (70) de la tôle, un poste d'accostage (80), un poste de soudage longitudinal (90) de la tôle, et un tracteur à galets motorisés (100). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le détecteur de proximité (50) est situé au sommet et dans l'ali- gnement de la bissectrice de l'angle obtus formé par deux bras (51, 52) solidaires l'un de l'autre et comportant, à leurs extrémi- tés libres, un galet d'appui calibré (53, 54); les dits galets cali- brés (53, 54) étant rappelés en permanence contre la face exté- rieure de la tôle (41) par un compas (55, 56) rappelé en position d'ouverture par un vérin à gaz (57). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue codeuse (60) est rappelée en permanence contre la face extérieure de la tôle (41) par un bras (61) articulé par rapport à l'axe de liaison (58) de l'extrémité (571) de la tige du vérin à gaz (57) à l'élément articulé (56) du compas (55, 56) rappelant le détecteur de proximité (50) vers la tôle (41).