Brevet FR2727886A1 — publié le 19960614

La présente invention concerne un dispositif de façonnage de tubes. Il existe déjà des dispositifs de façonnage et notamment des dispositifs de coupe-tube qui comprennent des moyens de serrage radial et des moyens de façonnage périphériques. Dans le cas des coupe-tubes, le tube est immobile tandis qu'une mollette coupante périphérique est tournée manuellement autour du tube pour entailler la matière. Il existe notamment des coupe-tubes comportant un outil à dents motorisé tel qu'une fraise. Cependant, de tels dispositifs déforment les tubes car les moyens de façonnage travaillent avec une force d'appui importante. En outre, la coupe réalisée n'est pas franche et laisse des bavures ainsi que des particules de métal sur les bords d'extrémité des tubes. De plus, lorsqu'il s'agit, par exemple, d'effectuer la découpe d'un tube de faible épaisseur, il se produit un rétreint de l'extrémité du tube et un écrouissage par friction entraînant une modification néfaste de la structure du produit. Ces inconvénients se réduisent ou disparaissent lorsqu'on utilise un dispositif de tournage dans lequel le tube est mis en rotation selon son axe longitudinal pendant que simultanément des couteaux fixes sont mis en appui sur sa paroi latérale pour pénétrer et usiner la matière du tube. Mais ce dispositif devient inutilisable lorsque les tubes à façonner doivent rester immobiles, soit parce qu'ils sont fixés de façon définitive, soit parce qu'ils sont remplis de produits fragiles ou sensibles, soit parce qu'ils sont trop longs pour être entraînés en rotation. La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes techniques de manière satisfaisante. Ce but est atteint selon l'invention au moyen d'un dispositif de façonnage de tubes comprenant des moyens de serrage radial et des moyens de façonnage périphériques mobiles en rotation relativement au tube, caractérisé en ce que lesdits moyens de façonnage comprennent une embase rotative pourvue d'un orifice central de passage du tube dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation et qui porte au moins un outil déplaçable radialement pour venir au contact dudit tube, un jeu de masselottes pivotant sous l'action de la force centrifuge relié à un vilebrequin transmettant le mouvement audit outil. Selon une caractéristique avantageuse, l'outil est fixé sur un coulisseau se déplaçant sur l'embase et coopérant avec un amortisseur hydraulique réglable solidaire de ladite embase. Selon une autre caractéristique, ledit coulisseau se déplace de façon guidée dans une rainure ménagée sur l'embase et y est retenu par des brides latérales vissées sur les rebords de ladite rainure. Selon un mode de réalisation particulier, ledit coulisseau comporte une première partie profilée en U à déplacement radial, au centre de laquelle est monté ledit outil avec une position réglable et une seconde partie profilée en aile, sensiblement perpendiculaire à la première partie, à déplacement transversal au contact dudit amortisseur. Selon encore une caractéristique, ledit jeu de masselottes comprend une masselotte menée solidaire du vilebrequin et au moins une masselotte motrice engrenée avec ladite masselotte menée ; lesdites masselottes menée et motrice étant reliées par un ressort permettant le rappel en position de repos. Selon une variante, le jeu de masselottes est constitué de deux masselottes engrenées l'une avec l'autre par deux pignons qui sont respectivement solidaires de chacune des masselottes et qui sont montés rotatifs autour de deux arbres de pivotement. Par ailleurs, ledit vilebrequin est constitué d'un disque rotatif pourvu d'un arbre excentré supportant une biellette reliée audit outil. De préférence, le jeu de masselottes est monté sur la face arrière de ladite embase tandis que le vilebrequin et l'outil sont montés sur la face avant. Selon une autre variante, ladite embase est cylindrique et comporte une cavité périphérique dans laquelle sont logées les masselottes formées de plaques massiques à bords extérieurs curvilignes dont le rayon est sensiblement égal à celui de l'embase. En outre, ladite embase est solidaire du moyeu d'une poulie entraînée en rotation par un moteur tandis que lesdits moyens de serrage radial comprennent au moins une pince destinée à centrer et à immobiliser le tube, un organe de réglage de la force de serrage et un organe de verrouillage de la pince. Selon un mode de réalisation spécifique, ledit outil est une lame de coupe dont l'extrémité est destinée à venir en contact avec la paroi latérale du tube selon une direction déterminée en fonction des besoins de l'usinage. Il est également prévu que ladite embase soit enfermée dans un capot de protection amovible pourvu d'une ouverture frontale alignée avec l'orifice central de l'embase, pour le passage d'un tube. Selon un autre mode de réalisation, ladite embase est constituée de deux parties articulées permettant son ouverture et son montage direct sur le tube en position d'usinage. Le dispositif de l'invention permet de façonner sans déformation des tubes de grandes longueurs et de faibles diamètres et/ou de faibles épaisseurs réalisés dans des matériaux traditionnellement difficiles à usiner tels que les aciers inoxydables, le titane, les alliages de Zirconium, les matières plastiques.. Il est utilisé avantageusement pour ouvrir des tubes immobiles remplis de produits fragiles, sensibles ou instables. Le dispositif possède un faible encombrement et est facilement transportable. Sa simplicité permet de le démonter et de le commander facilement et notamment à distance, par exemple par téléopération. En outre, la profondeur de pénétration de l'outil dans le tube est réglable par ajustement de la position de l'outil sur le coulisseau. La qualité du façonnage obtenue est excellente, sans bavure interne ni externe et sans contact avec le produit éventuellement contenu à l'intérieur du tube. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en perspective du dispositif de l'invention; - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif de l'invention; - la figure 3 représente une vue de face partielle du dispositif de l'invention ; et, - la figure 4 représente une vue partielle de la face arrière de l'embase du dispositif de l'invention. Le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 comprend des moyens de serrage radial et des moyens de façonnage périphériques d'un tube T (non représenté sur la figure 2). Les moyens de serrage radial comprennent au moins une pince rectifiée P du type "SCHAUBLIN" (marque de fabrique) destinée à centrer et à immobiliser le tube T. La pince P est associée à un organe de réglage R de la force de serrage et à un organe de verrouillage V. Selon un mode de réalisation particulier, l'organe de réglage R est constitué de deux bagues filetées R1, R2 vissées sur un arbre creux A dont l'extrémité avant est solidaire de la pince P. La rotation des bagues R1, R2 entraine la translation de l'arbre A dans le sens F vers la pince P. Comme la pince P possède une extrémité avant E à profil tronconique logée en appui dans un manchon M à profil correspondant, l'avance de l'arbre A se traduit par une ouverture de la pince P tandis que le déplacement inverse de l'arbre A ferme la pince P. L'organe de verrouillage V possède un levier L du type "NORELEM" (marque de fabrique) à deux positions. L'ensemble des moyens de serrage radial est fixé sur une semelle horizontale S et sur un bâti vertical B. Les moyens de façonnage périphériques sont mobiles en rotation par rapport au tube T fixe. Ils comprennent une embase rotative 1 pourvue d'un orifice central 10 pour le passage du tube T dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation. L'embase 1 est montée sur le moyeu H d'une poulie D entourant coaxialement la pince P par le biais de roulements K. La poulie D et donc l'embase 1 sont entraînées en rotation par une ou plusieurs courroies C de transmission de l'énergie mécanique produite par un moteur G. Un système de sécurité à contacteurs électriques (non représenté) permet d'interdire la rotation de l'embase 1 si la pince P n'est pas verrouillée en position de serrage du tube T. L'embase 1 est éventuellement enfermée dans un capot de protection amovible, pourvu d'une ouverture frontale alignée avec l'orifice central 10 de l'embase. L'embase rotative 1 porte au moins un outil de façonnage 2 déplaçable radialement pour venir au contact du tube T sous l'action de la force centrifuge. La force centrifuge se traduit en fait dans le dispositif par le pivotement d'un jeu de masselottes 3, monté sur l'embase rotative 1 et relié à un vilebrequin 8 transmettant l'énergie mécanique à l'outil 2. L'embase rotative 1 est réalisée d'une seule pièce mais il est possible, dans un mode de réalisation non représenté, de concevoir l'embase 1 en deux parties hémicylindriques articulées permettant son ouverture selon un diamètre et son montage sur un tube fixe, directement en position d'usinage. Comme représenté sur la figure 3, l'outil 2 est fixé sur un coulisseau 5 coopérant avec un amortisseur hydraulique réglable 7, solidaire de l'embase 1. Le coulisseau 5 se déplace en translation de façon guidée dans une rainure 11 ménagée sur l'embase 1 en y étant retenu par des brides latérales 6 vissées sur les rebords de ladite rainure. En fait, le coulisseau 5 comporte une première partie 51 profilée en U, à déplacement radial au centre de laquelle est monté, avec une position réglable, l'outil 2 et une seconde partie 52, profilée en aile, à déplacement transversal au contact de l'amortisseur 7. L'amortisseur hydraulique 7 est logé dans un conduit rectiligne 14 de l'embase 1. Une extrémité du conduit 14 débouche dans une gorge 15 où se déplace la partie en aile 52 du coulisseau 5 en contact permanent avec l'amortisseur tandis que son autre extrémité débouche à la périphérie de l'embase 1 par un orifice 14a recevant l'organe de réglage 70 de l'amortisseur 7. Comme représenté sur la figure 4, la face arrière lb de l'embase est équipée d'un jeu d'au moins deux masselottes 31,32 engrenées l'une avec l'autre par deux pignons 41,42 respectivement solidaires de chacune des masselottes 31,32. Chaque pignon 41,42 est monté rotatif autour d'un arbre 30 de pivotement. La masselotte 31 forme une masselotte menée solidaire du vilebrequin 8 tandis que l'autre masselotte 32 forme une masselotte motrice. Les masselottes menée 31 et motrice 32 sont reliées par un ressort 40 assurant à l'arrêt de l'embase 1 leur rappel vers la position de repos. Les masselottes 31,32 sont formées de plaques dont la masse et les dimensions sont prédéterminées en fonction de la vitesse de rotation de l'embase 1. Le vilebrequin 8 assure la liaison fonctionnelle entre la masselotte menée 31 et le coulisseau 5. Il transmet le mouvement à l'outil 2 en transformant le pivotement des masselottes 31,32 et la rotation des pignons 41,42 en un mouvement de translation pour le coulisseau 5. Le vilebrequin 8 est constitué d'un disque rotatif 80 pourvu d'un arbre excentré 81 supportant une biellette 82 reliée au coulisseau 5 luimême porteur de l'outil 2. Le disque 80 suit le mouvement du pignon 41 de la masselotte menée 31 en étant solidaire de ce dernier. Une variante de réalisation peut consister à réaliser le pignon 41 et le disque 80 d'une seule pièce traversant l'épaisseur de l'embase 1. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, l'embase rotative 1 est de forme générale cylindrique. Sa face arrière comporte une cavité périphérique 13, visible sur la figure 4, dans laquelle sont logées les masselottes 31,32. La cavité 13 possède un rebord circulaire 12 en saillie contre lequel les bords extérieurs curvilignes 31a,32a, des masselottes 31,32 viennent en butée lors du pivotement, ce qui limite ainsi leur course. A cet effet, le rayon de courbure des bords extérieurs 31,32a est sensiblement égal au rayon de l'embase cylindrique 1. Le bord intérieur 31b,32b des masselottes 31,32 est également curviligne pour épouser au repos le moyeu H de la poulie D. L'amortisseur 7 est en contact permanent avec l'aile 52 du coulisseau 5 même lorsque l'embase 1 est immobilisée de façon à équilibrer les forces d'appui de l'outil 2 sur le tube T. L'avance de l'outil 2 est déterminée par le réglage de l'amortisseur 7. L'amplitude de la course radiale du coulisseau 5 et donc de l'outil 2 est proportionnelle à l'amplitude du pivotement des masselottes 31,32. La profondeur de pénétration de l'outil 2 dans l'épaisseur du tube T est réglée au préalable par ajustement de sa position sur le coulisseau 5. Pour éviter les phénomènes de balourd et/ou pour des raisons de qualité de façonnage, il est possible d'équiper l'embase 1 de plusieurs outils 2 indépendants travaillant dans des plans transversaux décalés. Chaque outil possède alors son propre jeu de masselottes et son vilebrequin.La position des outils sur l'embase 1 doit cependant être choisie de façon à ne pas la déséquilibrer. L'outil de façonnage représenté sur les figures 1 et 3 est un outil de coupe réalisé sous forme d'une lame 2 dont l'extrémité 20 est destinée à venir en contact avec la paroi latérale du tube T par rotation de l'embase 1. La rotation est effectuée à une vitesse constante et prédéterminée en fonction des caractéristiques du tube T. Le contact s'effectue de préférence selon une direction déterminée par rapport à la tangente au tube en fonction des besoins de l'usinage. La profondeur de pénétration de la lame 2 est réglée au préalable par ajustement de sa position sur le coulisseau 5. Dans le cas où la lame 2 est de petites dimensions, il est prévu de la monter sur le coulisseau 5 par l'intermédiaire d'un bloc 21 pourvu d'une vis de réglage 25 de liaison avec le coulisseau 5 permettant l'ajustement de la position radiale de la lame 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de façonnage de tubes (T) comprenant des moyens de serrage radial et des moyens de façonnage périphériques mobiles en rotation relativement au tube (J), caractérisé en ce que lesdits moyens de façonnage comprennent une embase rotative (1) pourvue d'un orifice central (10) de passage du tube (T) dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation et qui porte au moins un outil (2) déplaçable radialement pour venir au contact dudit tube, un jeu de masselottes (31,32) pivotant sous l'action de la force centrifugre relié à un vilebrequin (8) transmettant le mouvement audit outil (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil (2) est fixé sur un coulisseau (5) se déplaçant sur l'embase (1) et coopérant avec un amortisseur hydraulique réglable (7) solidaire de ladite embase. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit coulisseau (5) se déplace de façon guidée dans une rainure (11) ménagée sur l'embase (1) et y est retenu par des brides latérales (6) vissées sur les rebords de ladite rainure (11). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit coulisseau (5) comporte une première partie (51) profilée en U à déplacement radial, au centre de laquelle est monté ledit outil (2) avec une position réglable et une seconde partie (52) profilée en aile, sensiblement perpendiculaire à la première partie (51), à déplacement transversal au contact dudit amortisseur (7). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit jeu de masselottes (31,32) comprend une masselotte menée (31) solidaire du vilebrequin (8) et au moins une masselotte motrice (32) engrenée avec ladite masselotte menée (31) lesdites masselottes menée (31) et motrice (32) étant reliées par un ressort (40) permettant le rappel en position de repos. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le jeu de masselottes (31,32) est constitué de deux masselottes engrenées l'une avec l'autre par deux pignons (41,42) qui sont respectivement solidaires de chacune des masselottes (31,32) et qui sont montés rotatifs autour de deux arbres de pivotement (30). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit vilebrequin (8) est constitué d'un disque rotatif (80) pourvu d'un arbre excentré (81) supportant une biellette (82) reliée audit outil (2). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le jeu de masselottes (31,32) est monté sur la face arrière (lb) de ladite embase (1) tandis que le vilebrequin (8) et l'outil (2) sont montés sur la face avant (la). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite embase (1) est cylindrique et comporte une cavité périphérique (13) dans laquelle sont logées les masselottes (31,32) formées de plaques massiques à bords extérieurs (31a,32a) curvilignes dont le rayon est sensiblement égal à celui de l'embase (1). 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite embase (1) est solidaire du moyeu (H) d'une poulie (D) entraînée en rotation par un moteur (G). 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage radial comprennent au moins une pince (P) destinée à centrer et à immobiliser le tube (T), un organe de réglage (R) de la force de serrage et un organe de verrouillage (V) de la pince (P). 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit outil (2) est une lame de coupe dont l'extrémité (20) est destinée à venir en contact avec la paroi latérale du tube (T) selon une direction déterminée en fonction des besoins de l'usinage. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite embase (1) est enfermée dans un capot de protection amovible pourvu d'une ouverture frontale alignée avec l'orifice central (10) de l'embase, pour le passage d'un tube (T). 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite embase (1) est constituée de deux parties articulées permettant son ouverture et son montage direct sur le tube (T) en position d'usinage. 15. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 pour l'ouverture de tubes immobiles remplis de produits fragiles ou sensibles.