Brevet FR2794044A1 — publié le 20001201

DISPOSITIF POUR SECTIONNER DES TUBES La présente invention se rapporte à un dispositif portable pour sectionner des tubes, comprenant : au moins un organe de serrage pour serrer un tube à sectionner, l'organe de serrage comportant des mâchoires de serrage en forme d'arc de cercle, et un guide d'outils pour guider au moins un porte-outils tournant autour du tube, ce guide d'outils comportant au moins une première transmission à engrenage de couplage pour réaliser le couplage avec un organe d'entraînement pour entraîner le guide d'outils et au moins une deuxième transmission à engrenage de couplage pour réaliser le couplage avec un organe de réglage d'outil pour faire coulisser un outil à sectionner. On connaît de US-A-5 054 342 un dispositif du genre ci-dessus pour sectionner des tubes. Une machine à usiner des tubes, qui peut être fixée sur la face extérieure d'un tube, se compose pour l'essentiel : de trois mâchoires de serrage en forme d'arc de cercle, qui sont susceptibles de se déplacer radialement et qui serrent le tube par zones, et d'un guide d'outils qui entoure le tube en forme d'arc de cercle et qui posi tionne autour du tube deux outils disposés décalés à 180'. Au cours du processus de sectionnement, se développent des forces considérables entre l'outil et la paroi du tube. Afin de compenser l'usure de friction et l'excentricité du tube, le guide d'outils présente un agencement de palier particulier qui pour l'essentiel se compose d'une pluralité de rouleaux de paliers réglables. La force de sectionnement élevée peut, en particulier pour des tubes à paroi mince, provoquer elle-même une excentricité déterminée. La coupe ou le sectionnement des tubes à paroi mince à l'aide d'un ou de deux outils à décolleter en plongée (outil à tronçonner) entraîne des exigences élevées concernant la stabilité et la précision du dispositif de serrage de tube, et du guide d'outils. En partant de cet état de la technique, l'objet de l'invention est précisément de proposer un dispositif pour sectionner des tubes, qui puisse être mis en #uvre de façon simple et qui sectionne en deux parties des tubes en acier à paroi mince, de façon qu'ils puissent être soudés bout à bout, sans nettoyage onéreux et sans usinage complémentaire. Ce problème est résolu par un dispositif portable pour sectionner des tubes comprenant : au moins un organe de serrage pour serrer un tube à sectionner, l'organe de serrage comportant des mâchoires de serrage, en forme d'arc de cercle, et un guide d'outils pour guider au moins un porte-outils tournant autour du tube, ce guide d'outils comportant au moins une première transmission de couplage à engre nage pour réaliser le couplage avec un organe d'entraînement pour entraîner le guide d'outils, et au moins une deuxième transmission de couplage à engrenage pour réali ser le couplage avec un organe de réglage d'outil pour faire coulisser un outil à sectionner, caractérisé en ce que le tube à sectionner est serré par deux organes de serrage qui sont disposés sur deux parties de tube du tube à sectionner, parties qui sont disposées de part et d'autre de l'emplacement de sectionnement et à proximité de l'outil à sectionner, et/ou en ce que le guide d'outils est réalisé sous la forme d'une couronne dentée ouverte. Il est avantageux que les tubes séparés ne soient pas pollués par des lubrifiants ou des copeaux qui sont inévitables pour les lames de scie à grande vitesse. Ceci est obtenu en ce que l'outil à sectionner est réalisé sous la forme d'un outil travaillant par formation de copeaux et plus particulièrement d'un outil à décolleter en plongée qui est monté de façon réglable et amovible sur le porte-outils. Il est également avantageux que des tubes relativement longs et lourds puissent également être montés de façon simple dans le dispositif pour sectionner des tubes. Ceci est obtenu par le fait que, comme mentionné ci-dessus, le guide d'outils est réalisé sous la forme d'une couronne dentée ouverte. Il est également avantageux que le guide d'outils puisse travailler avec le plus faible jeu possible. Ceci est obtenu en ce qu'un palier à billes est monté dans le cadre pour supporter à rotation le guide d'outils. Les paliers à billes sont des composants disponibles dans le commerce, intrinsèquement fermés et pour lesquels il n'est pas besoin de réglage. Il est en outre avantageux que l'on puisse maintenir fermement également des tubes à paroi relativement mince dans l'organe de serrage, sans risque de déforma tion. Ceci est obtenu en ce que l'organe de serrage comporte au moins une coquille en forme de demi-cercle, et qui présente un diamètre intérieur qui correspond au diamètre extérieur du tube à sectionner. Selon un autre mode de réalisation, l'organe de serrage et/ou le guide d'outils est monté susceptible d'être fixé et amovible dans un cadre. Dans un cadre en forme de U sont montés des rouleaux de paliers pour supporter le guide d'outils. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'organe de réglage d'outils comporte un démultiplicateur à engrenage pour réduire la vitesse d'avance de l'outil à sectionner. Le démultiplicateur à engrenage est réalisé sous la forme d'une transmis sion à vis sans fin. Sur le cadre en forme de U, est montée au moins une came ou une broche qui coopère avec un disque de came ou un disque de broche du déniultiplica- teur, pour commander l'avance de l'outil à sectionner. La came ou la broche, à proximité de la zone où elles sont reliées au cadre en forme de U, présentent une zone élastique. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, les rouleaux de palier ou le palier à billes sont disposés sur un cercle dont le diamètre est supérieur au diamètre du guide d'outils. Pour entraîner le guide d'outils, sont prévues deux premiè res transmissions de couplage à. engrenage qui sont réalisées sous la forme d'une roue ou d'un pignon d'engrenage à proximité du diamètre extérieur du guide d'outils. Les coquilles en forme de demi-cercle sont réalisées dans certaines zones en matière plastique. Il est en outre avantageux que les deux parties de tube qui sont séparées par ce dispositif pour sectionner des tubes, puissent être usinées de façon complé mentaire sans dépense de travail et sans perte de temps supplémentaires. Ceci est obtenu en ce que le tube à séparer est serré par deux organes de serrage qui sont montés sur les deux parties de tube du tube à sectionner de part et d'autre de l'empla cement de sectionnement et au voisinage de l'outil à sectionner. A la fin du processus de sectionnement, les parties de tube restent maintenues serrées et il ne subsiste aucune bavure annulaire ou aucun film métallique sur le diamètre intérieur du tube. Après le processus de séparation, les parties de tube présentent sur les deux faces de l'emplacement de séparation une surface frontale propre, exempte de bavures et à plans parallèles. En réalisant des surfaces frontales exemptes de bavures, le risque de blessure au cours de la manipulation des tubes est considérablement réduit. Du fait que la séparation est réalisée par un outil à décolle ter en plongée, et non pas avec une lame de scie à déplacement rapide, il n'est pas nécessaire d'utiliser de l'huile pour la lubrification et le refroidi ssernent de l'outil à s 1 n'y a pas de copeaux pro etés à l'intérieur du tube. Il n'y a plus besoin ect onner, et 1 J de nettoyer la partie de tube ou de procéder à son usinage complémentaire. Les parties de tube ainsi séparées peuvent chacune être soudées bout à bout, par exemple sur une machine à souder du type orbital, sans usinage ou nettoyage supplémentaires. Le dispositif pour sectionner des tubes peut être utilisé particulièrement dans les environnements d'espaces très propres, comme les salles blanches. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de l'invention, faite à titre lion limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention, pour sectionner des tubes la figure 2 est une vue latérale du dispositif pour séparer des tubes de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective du dispositif pour séparer des tubes de la figure 1, dans laquelle le deuxième organe de serrage de tube a été enlevé ; la figure 4 est une vue latérale du dispositif pour séparer des tubes de la figure 3 ; la figure 5 est une vue du dispositif à séparer des tubes de la figure 3, vu dans la direction de l'axe du tube ; la figure 6 est une vue en perspective d'une partie d'un autre dispositif selon l'invention pour séparer des tubes, dans laquelle, comme à la figure 3, le deuxième organe de serrage de tube a été enlevé ; et la figure 7 est une vue du dispositif pour séparer des tubes de la figure 6, vu dans la direction de l'axe du tube. On a représenté sur les figures 1 et 2 un dispositif portable 1 pour sectionner des tubes, en particulier des tubes en acier à paroi mince. Le dispositif 1 pour sectionner des tubes est représenté avec un tube en acier 2 à paroi mince, à l'état prêt pour l'usinage. Le dispositif pour séparer des tubes comporte une source motrice ou d'entraînement 3, par exemple un moteur électrique, du type connu pour les aléseuses ou machines électriques à foret, et qui est représenté de façon uniquement schémati que, une plaque d'embase 4 sur laquelle les autres composants du dispositif 1 pour séparer des tubes sont montés de façon amovible, un premier organe 5 de serrage de tube, et un deuxième organe 6 de serrage de tube. La source motrice 3 est accouplée par un organe d'entraînement 7 et un premier organe de couplage à engrenage 8 avec un guide d'outils 9. Le guide d'outils est réalisé sous la forme d'une couronne dentée ouverte monobloc 9 avec des surfaces de guidage 21. La couronne dentée ouverte 9 est supportée à rotation par une pluralité de rouleaux 10 de palier qui comportent des surfaces de guidage 22 complémentaires des surfaces de guidage 21 de la couronne dentée 9. Sui- la figure 1, on voit cinq rouleaux 10 de palier qui sont fixés à un cadre ] 1 en forme de U. Les rouleaux 10 de palier sont tous disposés sur un cercle dont le diamètre est supérieur au diamètre extérieur de la couronne dentée ouverte 9. Grâce à cet agencement, on obtient d'une part un bon support de palier pendant le mouvement de rotation de la couronne dentée 9, et on s'oppose d'autre part à la déformation de la couronne dentée 9 vers l'extérieur. En supplément aux rouleaux de palier 10 disposés à l'extérieur, il est possible de disposer sur la face intérieure de la couronne dentée 9, d'autres rouleaux de palier. On peut ainsi s'opposer à la déformation de la couronne dentée 9 vers l'intérieur. Grâce à l'agencement régulier des rouleaux de palier 10, on obtient un support de palier régulier du guidage d'outil 9, et un silence de fonction nement correct au cours du processus de sectionnement. Pour augmenter encore la stabilité du guide d'outils 9, on peut relier aux branches de la couronne dentée ouverte 9, une pièce d'insertion sans fonction d'entraînement et de guidage. Pour obtenir une liaison sans à coup de la source motrice 3 avec la couronne dentée ouverte 9, et pour maintenir en bon état l'entraînement, sont prévus au moins deux transmissions de couplage à engrenage 8. Le cadre monobloc 11 en forme de U est disposé perpendiculairement à la plaque d'embase 4 et il permet, grâce à l'ouverture du U, une introduction facile du tube 2 à sectionner dans le dispositif 1 pour sectionner des tubes. L'ouverture en forme de U est particulièrement avantageuse, avant tout pour l'introduction des tubes longs. En effet, l'introduction d'un tube long dans une ouverture circulaire n'est pas facile sans aide extérieure ou sans dispositifs d'assistance. Au cours du processus de séparation, le tube 2 à sectionner est fixé et la couronne dentée ouverte 9 effectue plusieurs rotations autour du tube 2. Sur la couronne dentée ouverte, est fixé au moins un porte-outils 12. En fonction de l'angle d'ouverture de la couronne dentée 9, on peut envisager de fixer sur la couronne dentée 9 deux portes-outils décalés à 180' ou trois portes-outils décalés à 120'. Le porte-outils 12 est monté dans un organe 20 de réglage d'outil et effectue avec la couronne dentée 9 un déplacement de rotation autour du tube 2, Sur le porte-outils 12, est fixé un outil à sectionner ou à tronçonner 13 qui est visible sur les figures 3 et 5. Le porte-outils 12 qui porte l'outil à sectionner 13 est monté susceptible de se déplacer radialement par rapport à la couronne dentée 9. Au cours du processus de le inatériau de la paroi du tube 2 qui est en déplacement, est arraché. Pour cela, il est nécessaire d'obtenir un déplacement radial le plus régulier possible de l'outil à sectionner 13. Le guide d'outils 9 comporte ici une deuxième transmission de couplage à engrenage pour réaliser le couplage avec le dispositif 20 de réglage d'outil. La deuxième transmission à engrenage comporte un réducteur à engrenage 14, par exemple un réducteur planétaire ou à train épicycloïdal, ou un réducteur à vis sans fin. Sur le cadre 11 en forme de U, sont disposées des broches 15, qui coopèrent avec un disque de broche 16 du réducteur à engrenage 14. Pour obtenir une vitesse d'avance la plus régulière possible, il est préférable d'avoir une pluralité de broches. A la figure 1, on peut voir trois broches 15. En choisissant le nombre de broches 15, en même temps que le rapport de démultiplication du train d'engrenage planétaire 14, on peut régler un petit pas quelconque pour l'avarice de Voutil à sectionner 13, de telle façon qu'on obtienne un déplacement radial quasi continu de l'outil à sectionner 13. A la place des broches 15, on peut également disposer des cames dans le cadre 11. L'outil à sectionner 13 réalisé sous la forme d'une plaquette de coupe amovible, comporte plusieurs surfaces de coupe, et il peut être utilisé plusieurs fois. Les broches 15 ou les cames, à proximité de la zone où elles sont reliées au cadre en forme de U, peuvent également comporter une articulation élastique ou une zone élastique, afin d'empêcher une dégradation mécanique éventuelle. Afin de maintenir fermement le tube à sectionner pendant le processus de sont prévus deux organes de serrage de tube 5, 6. Ces organes de serrage de tube 5, 6 sont montés le plus près possible de l'outil à sectionner 13, de part et d'autre de l'emplacement de séparation. Les organes de serrage 5, 6 sont chacun réalisés sous la foi-me de coquilles 17, 18, ]T, 18', en forme de demi-cercle. Les demi coquilles 17, 18, 1T, 18' présentent un diamètre intérieur qui correspond sensiblement au diamètre extérieur du tube à séparer 2. La correspondance du diamètre garantit un bon serrage par contact du tube, une fixation régulière de la paroi du tube, et la compensation de l'excentricité éventuelle, qui sont inévitables au cours de la fabrication des tubes en acier. Grâce aux demi coquilles 17, 18, 1T, 18', on obtient une fixation plus favorable du tube que celle que l'on obtient avec les mâchoires de serrage à déplacement radial. Afin d'obtenir le maintien d'un bel aspect extérieur pour les tubes en acier à paroi mince, les deux demi coquilles peuvent être réalisées totalement ou partiellement en matière plastique. Grâce à la fixation des coquilles supérieures 17, 17' sur les organes de 5, 6, on obtient un centrage optimal du tube 2 pendant le processus de sépa ration. Les demi coquilles sont reliées l'une à l'autre à l'aide de vis à six pans inté rieurs. Les demi coquilles peuvent également être reliées l'une à l'autre par une arti culation, par exemple une liaison à genouillère, ou un autre système de liaison rapide. Sur les figures 3) et 4, on a encore une fois représenté le même dispositif pour séparer des tubes que sur les figures 1 et 2, mais cette fois le deuxième dispositif 6 pour serrer des tubes ainsi que les demi coquilles 17 et 18 sont supprimés. Afin de dégager la vue sur l'emplacement de séparation, la partie de tube qui est serrée dans le deuxième dispositif 6 de serrage de tube est également supprimée. A la figure 3, on voit particulièrement bien comment le porte-outils 12 et le train réducteur à engre nage 14 sont réalisés. On voit également d'autres rouleaux 10 de paliers pour sup porter le guide d'outils 9 et une broche supplémentaire 15 pour contrôler l'avarice de l'outil à sectionner 13. A la figure 5, on a représenté encore une fois le dispositif 1 pour séparer des tubes de la figure 3, sans le deuxième dispositif 6 de serrage de tube. A la figure 5, on voit comment le dispositif 5 de serrage et le guide d'outils 9 sont montés amovi bles sur le cadre 11 en forme de U. Sur ce cadre 11 en forme de U, sont visibles deux cavités 19 pour le couplage à engrenage 8. A gauche et à droite du cadre en forme de U, sont visibles des parties de l'organe d'entraînement 7 et de la source motrice 3. La source motrice ') est montée dans le présent exemple de mode de réalisation avec un arbre principal d'entraînement parallèle à l'axe du tube, mais elle peut cependant être montée perpendiculairement à l'axe du tube. Sur les figures 6 et 7, on a représenté schématiquement un autre exemple de mode de réalisation du dispositif portable pour sectionner des tubes. A la différence du dispositif pour sectionner des tubes qui est représenté aux figures 1 à 5, ce dispo- sitif pour sectionner des tubes présente les caractéristiques suivantes. Le guide d'outils est Fixé. à la place d'une couronne dentée ouverte 9, sur une partie 109 mobile en rotation d'un palier à billes 110. On obtient ainsi un support de palier encore plus régulier pendant le déplacement en rotation du guide d'outils. On obtient ainsi que la déformation du palier à billes 110 pendant le processus de sectionnement soit encore réduit. A la place de la transmission à train épicycloïdal ou planétaire 14, on peut utiliser une transmission à vis sans fin 1 14, se composant d'un arbre à vis et d'une roue dentée adaptée à cette vis pour le réglage de l'avance de l'outil. On obtient ainsi un positionnement parfaitement continu de l'outil à sectionner. Sur la figure 7, on a représenté encore l'agencement de la figure 6. La figure 7 permet de voir dans la direction de l'axe du tube sur le dispositif à sectionner les tubes, le deuxième orgaile de serrage de tube étant supprimé comme à la figure 3. Pour dégager la vue sur l'organe de réglage 20, se composant de la transmission à vis sans fin 11 4 et du porte-outils 12, on a supprimé le boîtier de réception dans lequel ,sont reçus la roue à vis sans fin 124 et l'arbre à vis 125. Afin d'obtenir l'avance du porte-outils, la roue à vis 124 coopère avec une came 127 avec la partie mobile en 1-orme de L du porte-outils 121. Sur la figure 7, on voit également conin-lent l'arbre à vis 125 est relié à une rouc à friction 126. La roue à friction 126 peut être montée par friction en des emplacements de friction, par exemple des cames ou des broches qui sont montées sur le boîtier. L'arbre de vis 125 est monté pivotant, afin que l'on puisse découpler l'entraînement du porte-outils. Grâce au découplage, on obtient que l'outil à sectionner, puisse revenir de façon simple et rapidement à la position de départ, après l'achèvement du processus de sectionnement. La moteur d'entraînement 3 des figures 6 et 7 est disposé en faisant un angle par rapport à l'axe du tube. On obtient ainsi une structure la plus courte possible, en particulier dans une zone où l'on manque de place. Le dispositif pour sectionner des tubes forme une unité compacte, qui petit être apportée sur un emplacement de montage de tube et mise cri #u-,,-re rapidement. Comme le sectionnement est réalisé avec un outil à décolleter cri plongée ou à tronçonner avec une vitesse de coupe relativement lente, et non pas avec une larne de scie, qui se déplace de façon relativement rapide, et qui arrache de nombreux copeaux de petite dimension, ce dispositif peut être utilisé dans les environnements de travail qui présentent des exigences très élevées en matière de propreté. Dans les environnements à haut niveau de propreté, comme les salles blanches, on utilise fréquemment des tubes en aciers spéciaux à paroi mince et relativement onéreux, et pour lesquels le présent dispositif pour sectionner des tubes convient particulière ment bien. Les tubes sont sectionnés de la façon la plus propre possible et salis perte de matériau. Grâce au deuxième dispositif de serrage de tube, les deux surfaces 1'l'ontales qui apparaissent au cours du sectionnement peuveiit être utilisées sans bavures et de façon parfaitement plane et parallèle, c'est-à-dire salis traitement complémentaire tel quun ébavurage, ou un meulage, et sans nettoyage. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux niodes de réalisation décrits et représentés, mais elle s'applique à toutes les variantes aisément accessibles à l'homme de Part. REVENDICATIONS I.- Dispositli'portable (1) pour sectionner des tubes, comprenant: au moins un organe de serrage (5, 6) polir serrer un tube (2) à sectionner, l'organe de serrage comportant des mâchoires de serrage (17, 18) en forme d'arc de cercle, et un guide d'outils (9) pour guider au moins un porte-outils (12) tournant autour du tube, ce guide d'outils comportant au moins une première transmission de couplage (8) à engrenage pour réaliser le couplage avec un organe d'entraînement (3, 7) pour entrai- ner le guide d'outils, et au moins une deuxième transmission de couplage (14) à engrenage pour réaliser le couplage avec un organe de réglage d'outil (20), pour faire coulisser un outil à sectionner (] 3), caractérisé en ce que le tube à sectionner est serré par deux organes de serrage (5, 6) qui sont disposés sur deux parties de tube du tube à sectionner (2), de part et d'autre de l'emplacement de sectionnement et à proximité de l'outil à sectionner (l 3), et/ou en ce que le guide d'outils est réalisé sous la forme d'une couronne dentée (9) ouverte. 2.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon la revendication 1, caractérisé cri ce que Voutil à sectionner est réalisé sous la forme d'un outil (13) travaillant par formation de copeaux. 3.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon la re-vendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'outil à sectionner est réalisé sous la forme d'un outil (13) à décolleter en plongée ou à tronçonner, qui est monté de façon mobile et amovible sur le porte-outils. 4.- Dispositif portable polir sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de serrage etiou le guide d'outils est monté amovible et susceptible d'être fixé dans un cadre (l 1, 111). 5.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon Pline des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans un cadre (] 1) en forme de U sont montés des rouleaux (10) de palier pour supporter le guide d'outils. 6.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé cri ce qu'un palier à billes (l 10) est monté dans le cadre (] 11) polir supporter le guide d'outils. 7.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de réglage d'outils comporte un démultiplicateur à engrenage ( 1 4) pour rédu ire la vitesse d'avance de l'outil à sectionner ( 13). 8.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon la revendication 7, caractérisé en ce que le démultiplicateur à engrenage (14) est réalisé sous la forme d'une transmission à vis sans fin. 9.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé cri ce que, sur le cadre en forme de U, est montée au moins une carne ou broche (l -5), qui coopère avec un disque de came ou disque de broche (l 6) (lu démultiplicateur à engrenage (14) pour commander l'avarice de l'outil à sectionner (l 10.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les cames ou les broches (15), à proximité de la zone où elles sont reliées au cadre (l 1) en forme de U, présentent une zone élastique. 11.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'organe de serrage comporte au moins une coquille (17, 18, 1T, 18') cri forme de demi-cercle, qui présente un diamètre intérieur qui correspond au dianiètre extérieur du tube à sectionner. 12.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les rouleaux de palier (10) oui le palier à billes (110) sont disposés sur un cercle dont le diamètre est supérieur au diamètre du guide d'outils (9). 1 ').- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que, pour entraîner le guide d'outil (9), sont prévus deux premières transmissions de couplages à engrenage (8) qui sont réalisés sous la forme d'une roue ou d'un pignon d'engrenage (8) à proximité du diamètre extérieur du guide d'outils. 14.- Dispositif portable pour sectionner des tubes selon l'une des revendications 1 à 1 î, caractérisé en ce que les coquilles en forme de demi-cercle (l 7, 18, 1 T, 18') sont réalisées au moins dans certaines zones en matière plastique.