Brevet FR2771319A1 — publié le 19990528

Dispositif de serrage d'un organe tubulaire notamment au moyen de mors mobiles. L'invention se rattache au secteur technique des machines-outils. Le problème que se propose de résoudre l'invention est d'assurer le serrage de tout type d'organes tubulaires notamment, de section ronde ou autres, en vue de soumettre cet organe à une opération de coupe et/ou chanfreinage ou toute autre opération d'usinage, telle qu'une opération d'écroutage. Plus particulièrement, mais non limitativement, l'invention concerne des appareils du type de ceux présentant un levier déplaçable circulairement par rapport à l'organe à usiner. Le levier ou bras est équipé en bout de l'organe de coupe ou autre, par exemple sous forme d'une lame de scie circulaire, susceptible d'être entraînée en rotation afin d'effectuer la coupe de l'organe tubulaire, concomitamment, à un déplacement en rotation du levier, par rapport audit organe, qui demeure fixe pendant cette opération, en étant maintenu serré au moyen de différents agencements. L'organe de coupe ou autre, peut être également monté avec capacité de réglage en translation afin de modifier à volonté, la profondeur de coupe ou toute autre opération d'usinage, ainsi effectuée sur l'organe tubulaire. Ces dispositions techniques concernant l'usinage de l'organe tubulaire en tant que tel, ne sont pas décrites en détail car parfaitement connues pour l'homme du métier, en étant susceptibles de faire l'objet de différentes variantes d'exécution. L'organe de coupe sous forme d'une scie circulaire peut être combiné avec un outil à chanfreiner. De même, l'opération de coupe ou autre, peut parfaitement être effectuée selon d'autres principes, ne mettant plus en oeuvre un déplacement d'un bras ou levier équipé de l'outil d'usinage et déplaçable circulairement par rapport à l'organe tubulaire à traiter. Généralement, ce type de machine est souvent destinée à être transportée directement sur un chantier ou autre, afin de traiter les organes tubulaires. Quel que soit le type de machine, il est très important d'obtenir un serrage parfait de l'organe, pendant l'opération d'usinage. Or, les moyens de serrage utilisés sur ce type de machine, ne donnent pas entièrement satisfaction, en ce sens que les efforts de serrage ne sont pas régulièrement répartis sur le pourtour de l'organe à traiter, de sorte que l'efficacité du serrage est très aléatoire. D'autres solutions techniques sont de mise en oeuvre relativement complexes. De même, l'utilisation est parfois délicate lorsque l'appareil est utilisé sur le chantier. Par le brevet européen 0240908, on connaît un outil à écrouter les tubes au moyen d'un outil de coupe formant un copeau, lequel outil est disposé sur une monture qui est susceptible de tourner autour du tube considéré, en étant guidé sur ce dernier au moyen de rouleaux. Pour assurer le serrage de l'outil, la monture présente deux étriers susceptibles d'être écartés par rapport à une articulation et serrés ensemble à l'encontre de la force d'un ressort. Le guide coupe est conformé en couteau de coupe et présente un élément de guidage qui forme, en même temps que deux éléments de guidage à rouleaux, un appui trois points, de l'outil sur le tube. Dans cette forme de réalisation, c'est donc l'outil de coupe qui participe directement au serrage et au maintien de l'organe du tube, pendant la coupe. Les application sont donc limitées et le serrage voulu n'est pas toujours très efficace. Par l'enseignement du brevet W097/27968, on connaît un dispositif pour tronçonné et chanfreiner des tubes, notamment des tubes minces. Là encore, le dispositif est applicable à une machine ou appareil du type de celui décrit précédemment. Le dispositif de serrage en tant que tel est équipé de plusieurs mors de diamètres différents, avec une surface périphérique de section demi circulaire afin d'être utilisé alternativement en fonction des dimensions du tube à usiner, tout en donnant au tube à usiner, sa forme adéquate lors de l'opération de serrage. Il apparaît donc que chaque mors doit être adapté très sensiblement au diamètre du tube à traiter. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est d'obtenir un serrage concentrique très rapide, en ayant la possibilité d'avoir des passages intérieurs des mors très important, le nombre des mors n'étant pas limité. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de serrage d'un organe tubulaire notamment au moyen de mors mobiles qui comprend: - au moins deux couronnes ou plateaux concentriques disposés facialement en regard en position de tangence ou de quasi tangence, - les couronnes ou plateaux sont montés avec capacité de déplacement relatif l'un par rapport à l'autre, - l'un des plateaux présente des agencements pour le montage avec capacité de déplacement en translation guidé des mors, lesdits agencements étant régulièrement décalés angulairement sur une circonférence, - chaque mors est assujetti à une rampe faisant office de came porté par l'autre disque ou plateau, - les cames sont disposées d'une manière concentriques pour permettre, sous l'effet de l'entraînement en rotation du plateau recevant lesdites cames, le déplacement concomitant en translation et d'une manière concentrique, des différents mors par rapport à l'organe à traiter disposé entre lesdits mors. Compte tenu de ces caractéristiques, il en résulte les principaux avantages suivants: - serrage concentrique très rapide, - passages intérieurs des mors, susceptibles d'aller de quelques millimètres à plusieurs mètres, - nombre de mors très important en fonction des application, - encombrement réduit, - poids réduit. Pour résoudre le problème posé d'obtenir un serrage concentrique très rapide, chaque mors est assujetti à une rampe au moyen d'un galet porté par un bras dont l'une des extrémités est équipée dudit mors. Les agencements du plateau pour le déplacement des mors sont constitués par des empreintes parallèlépipédiques formées dans l'épaisseur dudit plateau d'une manière radiale. Pour résoudre le problème posé de permettre l'engagement de l'organe à traiter entre les mors, chaque empreinte débouche dans un espace vide formé concentriquement aux plateaux et dans lequel est engagé l'objet à serrer. Pour résoudre le problème posé de permettre le déplacement concentrique et concomitant des différents mors, chaque rampe est constitué par une empreinte semi circulaire en arc de cercle orientée en direction du centre du plateau correspondant, la longueur de l'arc étant déterminée de sorte que lorsque les galets sont positionnées à l'une des extrémités de l'empreinte correspondante, les mors sont en position d'écartement maximum tandis que lorsque lesdits galets sont positionnés à l'autre extrémité de ladite empreinte, les mors sont en position de resserrage maximum. Pour résoudre le problème posé de permettre le déplacement relatif des couronnes ou plateaux recevant d'une part, les mors et, d'autre part, les rampes, entre les deux couronnes ou plateaux, est monté un palier de manière à assurer une rotation d'environ 45" entre lesdits plateaux. L'un des plateaux, notamment le plateau porte cames, est assujetti à un moyen manuel ou automatique pour permettre le déplacement en rotation des deux plateaux entre eux. Dans une forme d'application nullement limitative du dispositif de serrage, en regard de l'un des plateaux est monté avec capacité de déplacement circulaire et concentrique audit plateau, un levier dont l'une des extrémités porte au moins un outil entraîné en rotation pour effectuer une opération d'usinage sur l'objet serré entre les mors. L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue de face en coupe partielle, en position d'écartement maximum des mors. La figure 2 est une vue correspondant à la figure 1 en position de serrage maximum des mors. La figure 3 est une vue correspondant à la figure 1 en position de serrage intermédiaire des mors. La figure 4 est une vue en coupe considérée selon la ligne 4.4 de la figure 1. La figure 5 est une vue de face montrant un exemple d'application nullement limitatif du dispositif de serrage à un appareil équipé d'un outil de coupe, mis en rotation par rapport à l'organe tubulaire à traiter et déplacé circulairement par rapport audit organe. La figure 6 est une vue de face montrant le dispositif de serrage comprenant, à titre d'exemple, six mors mobiles. La figure 7 est une vue de dessus correspondant à la figure 6. Les figures des dessins annexés montrent l'application du dispositif de serrage à un appareil du type de ceux présentant de manière parfaitement connue, un bâti support (B) monté sur un piétement d'appui au sol (S), sous forme, par exemple, d'un trépied. Dans cet exemple de réalisation, l'outil d'usinage sous forme d'une lame de scie circulaire (C), combinée ou non avec un outil à chanfreiner (1), est porté par un levier ou bras (L) qui est déplaçable circulairement par rapport à l'organe tubulaire à traiter (T). Par exemple, le levier (L) est assujetti à un disque (D) déplaçable circulairement et concentriquement par rapport au tube (T) soumis au dispositif de serrage en tant que tel. Ce type d'appareil est très sensiblement conforme à celui décrit dans le brevet cité W097/27969. On rappelle de manière importante, que le dispositif de serrage objet de l'invention, s'applique à tous types d'appareils et peut également constituer un dispositif totalement indépendant. Le dispositif de serrage met en oeuvre deux couronnes ou plateaux concentriques (1) et (2) disposés facialement en regard, en position de tangence ou de quasi tangence. Les couronnes ou plateaux (1) et (2) sont montés avec capacité de déplacement relatif l'un par rapport à l'autre. Par exemple, entre les deux couronnes ou plateaux (1) et (2) est monté un palier (3) de manière à obtenir une rotation d'environ 45" entre lesdits plateaux (1) et (2). Les plateaux (1) et (2) présentent donc une ouverture centrale (lb-2b) pour l'engagement de l'organe tubulaire (T). Suivant une autre caractéristique, le plateau (1) présente des agencements pour le montage, avec capacité de déplacement en translation guidée, de mors (4), et cela d'une manière concentrique à l'organe tubulaire (T) disposé entre ces derniers. Ces agencements sont constitués par des empreintes rectilignes (la) formées dans l'épaisseur du plateau (1) et débouchant dans le centre évidé (lb) dudit plateau (1) au travers duquel est engagé le tube (T). Dans chacune des empreintes (la) est monté, avec capacité de coulissement guidé, un bras (5) dont l'une des extrémités (5a) reçoit le mors (4) en tant que tel. L'autre extrémité du bras (5), opposée à celle recevant le mors (4), est équipée d'un galet rotatif (6) coopérant avec une rampe (2a) formée dans l'épaisseur du plateau ou couronne (2). Quel que soit le nombre, chaque mors (4) est donc assujetti à une rampe (2a), par l'intermédiaire du galet (6). Chaque rampe (2a) fait office de came et est constituée par une empreinte semi circulaire en arc de cercle, et orientée en direction du centre du plateau correspondant (2). La longueur d'arc de chaque rampe (2a) est déterminée de sorte que lorsque le galet correspondant est positionné à l'une des extrémités de l'empreinte, les mors (4) sont en position d'écartement maximum (figure 1), tandis que lorsque lesdits galets sont positionnés à l'autre extrémité de ladite empreinte (figure 2), les mors sont en position de serrage maximum. Les différentes cames (2a) dont le nombre correspond au nombre de mors, sont disposés de manière concentrique pour permettre, sous l'effet d'entraînement en rotation du plateau (2), le déplacement concomitant en translation et de manière concentrique des mors (4) par rapport au tube (T) disposé entre lesdits mors. On se réfère aux figures 1, 2 et 3 notamment, qui montrent le principe de fonctionnement du dispositif de serrage selon l'invention. A la figure 1, les différents galets (6) portés par les bras correspondant (5) des mors (4), sont situés à l'une des extrémités de la rampe correspondante (2a) pour obtenir une position d'écartement maximum des différents mors (4). Sous l'effet d'un entraînement en rotation du plateau (2) selon la flèche (F), la couronne (1) demeurant fixe, chacun des galets de la couronne (6) se déplacent à l'intérieur de la rampe semi circulaire (2a) provoquant, au fur et à mesure du déplacement circulaire de la couronne (2), le déplacement en translation guidé et concomitant, des bras (5) portant en bout les mors (4). La figure 3 montre une position intermédiaire de serrage, tandis que la figure 2 montre la position de serrage maximum des mors (4). L'entraînement en rotation de la couronne (2) portant les profils en came (2a), s'effectue par tout moyen du type manuel, semi automatique ou automatique. Par exemple, comme le montre la figure 1, la couronne mobile (2) est assujetti à un système de vis sans fin (7) manoeuvrée par une manivelle (8). Il est également possible d'utiliser un ou plusieurs vérins (9) du type pneumatique, électrique ou hydraulique et plus généralement tout système permettant d'assurer le déplacement en rotation des deux plateaux (1) et (2). L'ensemble du dispositif de serrage peut être fixé dans l'épaisseur ou mis en rotation dans l'espace. Compte tenu de ces dispositions, il est possible d'utiliser un nombre de mors très important, limité seulement par le diamètre des couronnes ou plateaux (1) et (2). Dans l'exemple illustré figures 1 à 5, le dispositif présente quatre mors de serrage, montés, par conséquent, dans quatre empreintes rectilignes (la) décalées angulairement de 90". I1 en est de même en ce qui concerne les rampes profilées (2a) qui sont décalées de 90" et qui délimitent un angle au centre d'environ 70". Dans l'exemple des figures 6 et 7, le dispositif présente six mors de serrage (4). A noter que les différentes rampes (2a) peuvent être exécutées au moyen d'un centre d'usinage, permettant d'obtenir ainsi une parfaite concentricité. Bien évidemment, chaque rampe de serrage est calculée selon l'effort nécessaire, la course nécessaire et le nombre de rampes dépendant du nombre de mors de serrage. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - l'obtention d'un serrage concentrique très rapide, - le passage intérieur des mors allant de quelques millimètres à plusieurs mètres, - la possibilité d'avoir un nombre de mors très important, - l'encombrement réduit, - le poids réduit, - l'application du dispositif à tout type d'appareil fixe ou tournant. REVENDICATIONS -1- Dispositif de serrage d'un organe tubulaire notamment au moyen de mors (4), caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins deux couronnes ou plateaux concentriques (1) (2) disposés facialement en regard en position de tangence ou de quasi tangence, - les couronnes ou plateaux (1) (2) sont montés avec capacité de déplacement relatif l'un par rapport à l'autre, - l'un des plateaux (1) présente des agencements pour le montage avec capacité de déplacement en translation guidé, des mors (4), lesdits agencements étant régulièrement décalés angulairement sur une circonférence, - chaque mors (4) est assujetti à une rampe (2a) faisant office de came porté par l'autre disque ou plateau (2), - les cames (2a) sont disposées d'une manière concentriques pour permettre, sous l'effet de l'entraînement en rotation, notamment du plateau (2) recevant lesdites cames (2a), le déplacement concomitant en translation et d'une manière concentrique, des différents mors (4) par rapport à l'organe à traiter disposés entre lesdits mors (4). -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque mors (4) est assujetti à une rampe (2a) au moyen d'un galet (6) porté par un bras (5) dont l'une des extrémités est équipée dudit mors (4). -3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements du plateau (1) pour le déplacement des mors (4) sont constitués par des empreintes parallèlépipédiques (la) formées dans l'épaisseur dudit plateau d'une manière radiale. -4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque empreinte (la) débouche dans un espace vide (lb) formé concentriquement aux plateaux et dans lequel est engagé l'objet à serrer. -5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque rampe (2a) est constitué par une empreinte semi circulaire en arc de cercle orientée en directement du centre du plateau correspondant (2), la longueur de l'arc étant déterminée de sorte que lorsque les galets (6) sont positionnées à l'une des extrémités de l'empreinte correspondante (2a), les mors (4) sont en position d'écartement maximum tandis que lorsque lesdits galets (6) sont positionnés à l'autre extrémité de ladite empreinte (2a), les mors (4) sont en position de serrage maximum. -6- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas où il présente quatre mors de serrage (4), ces derniers sont montés dans quatre empreintes rectilignes (la) décalées angulairement de 90 , tandis que chacune des empreintes (2a) en arc de cercle délimite un angle au centre sensiblement de 70". -7- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que entre les deux couronnes ou plateaux (1) et (2), est monté un palier de manière à assurer une rotation d'environ 450 entre lesdits plateaux (1) et (2). -8- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des plateaux (2), notamment le plateau porte cames, est assujetti à un moyen manuel ou automatique pour permettre le déplacement en rotation des deux plateaux entre eux. -9- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en regard de l'un des plateaux est monté avec capacité de déplacement circulaire et concentrique audit plateau, un levier dont l'une des extrémités porte au moins un outil entraîné en rotation pour effectuer une opération d'usinage sur l'objet serré entre les mors (4).