Brevet FR2802134A1 — publié le 20010615

L'invention se rattache au secteur technique des machines outils. Plus particulièrement, mais non limitativement, l'invention concerne des machines ou appareils du type de ceux présentant une tête de coupe déplaçable circulairement par rapport à un organe tubulaire maintenu en position fixe, notamment au moyen de mors de serrage concentrique. Avec ce type de machines, il est très important d'obtenir un serrage parfait de l'organe pendant l'opération d'usinage. Dans ce but, les moyens de serrage utilisés, sont avantageusement du type de ceux définis dans la demande de brevet FR 2.771.319. En effet, la solution décrite dans cette demande de brevet, permet d'obtenir un serrage concentrique très rapide en ayant la possibilité d'avoir des passages intérieurs des mors très importants. Le nombre de mors n'est pas ailleurs pas limité. Pour l'essentiel, ce dispositif de serrage comprend - deux plateaux concentriques disposés facialement en regard, en position de tangence ou de quasi-tangence, l'un des plateaux étant monté tournant par rapport à l'autre qui demeure fixe et qui peut constituer directement une partie du bâti de la machine ; - le plateau lisse présente des agencements pour le montage, avec capacité de déplacement en translation guidé des mors, lesdits agencements étant régulièrement décalés angulairement sur la circonférence ; - chaque mors est assujetti à une rampe faisant office de came portée par le plateau tournant ; - les cames sont disposées de manière concentrique, pour permettre, sous l'effet de l'entraînement en rotation du plateau, le déplacement concomitant en translation, d'une manière concentrique, des différents mors par rapport à l'organe à traiter disposé entre lesdits mors, l'organe tubulaire étant préalablement engagé dans des ouvertures centrales de chacun des plateaux. A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir équiper à volonté ce type de machine, d'une tête de travail quelconque, afin de pouvoir effectuer sur l'organe tubulaire inséré entre les mors, une opération orbitale de coupure, de soudure, de chanfreinage et autre, et cela par déplacement circulaire manuel ou automatique de la tête de travail. Compte tenu du problème posé à résoudre, il est également apparu important de pouvoir ajuster la tête de travail d'une manière précise par rapport à la circonférence de l'organe tubulaire à traiter, d'une part, et du type de travail à effectuer sur ledit organe tubulaire, d'autre part. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point une machine du type de celle comprenant, d'une manière connue - un plateau de serrage monté tournant d'un côté d'une partie fixe de la machine, ledit plateau et ladite partie étant percés coaxialement afin de ménager une ouverture pour l'engagement de l'organe tubulaire ; - la partie fixe présente des agencements pour le montage avec capacité de déplacement en translation guidé, de mors de serrage débouchant dans l'ouverture, sous l'effet de l'entraînement circulaire du plateau de serrage ; - de l'autre côté de la partie fixe, et en alignement coaxial, est monté un plateau support tournant. Selon l'invention, et en combinaison avec ces caractéristiques - le plateau support tournant reçoit, d'une manière excentrée, une couronne montée avec capacité de déplacement circulaire et de blocage en position par rapport audit plateau ; - la couronne présente des agencements pour le montage, d'une manière interchangeable, d'un élément support qui reçoit une tête de travail équipée d'un outil ; - l'ensemble du plateau et de la couronne recevant la tête de travail, sont montés avec capacité de déplacement circulaire, manuel ou automatique, par rapport à l'organe tubulaire serré entre les mors, pour soumettre ledit organe à l'action de l'outil sous l'effet dudit déplacement ; Pour résoudre le problème posé de permettre l'interchangeabilité de la tête de travail en fonction du type d'opérations à effectuer sur l'organe tubulaire serré entre les mors, les agencements de la couronne sont constitués par une empreinte en creux aptes à recevoir une semelle de forme et de section complémentaire, que présente l'élément support recevant la tête de travail. Compte tenu de ces caractéristiques - la tête de travail est une tête de coupe, l'outil étant une lame de scie circulaire motorisée ; - la tête de travail est une tête de soudure avec ou sans apport de fil, l'outil étant une électrode. Bien évidemment, sans pour cela sortir du cadre de l'invention, la tête de travail peut être équipée d'autres outils ou parties actives, en fonction du type de travail à effectuer sur l'organe tubulaire. 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 de la machine dont la tête de travail est une tête de coupe, le déplacement circulaire par rapport à l'organe tubulaire s'effectuant d'une manière manuelle ; - la figure 2 est une vue de face correspondant à la figure 1 et dans laquelle le déplacement circulaire de la tête de coupe par rapport à l'organe tubulaire s'effectue d'une manière automatique ; - la figure 3 est une vue de face de la machine dans laquelle la tête de travail est une tête de soudure, le déplacement circulaire par rapport à l'organe tubulaire serré entre les mors, s'effectuant d'une manière automatique ; - les figures 4, 5, 6 et 7 sont des vues de face d'une partie de la machine montrant notamment le principe de réglage du positionnement de la couronne portant l'élément support par rapport à l'organe tubulaire serré d'une manière concentrique entre les mors ; - la figure 8 est une vue à caractère schématique montrant le principe du déplacement concentrique des mors de serrage ; - la figure 9 est une vue en coupe considérée selon la ligne 9-9 de la figure 8. On a illustré aux figures des dessins un exemple de machine pour le travail en orbital d'un organe tubulaire (T). Cette machine comprend un plateau (1) disposé facialement en regard en position de tangence ou de quasi-tangence d'une partie fixe (2). Le plateau (1) est monté tournant par rapport à la partie (2) qui demeure fixe et qui, avantageusement constitue directement une partie du bâti de la machine. Les plateau (1) et partie (2) présentent chacun une ouverture centrale pour l'engagement de l'organe tubulaire (T). Le bâti support se présente, par exemple, sous forme d'un trépied (TR). Comme il ressort de l'enseignement du brevet FR 2.771.319, la partie fixe (2) présente des agencements pour le montage, avec capacité de déplacement en translation guidé, de mors de serrage (3), d'une manière concentrique à l'organe tubulaire disposé entre ces derniers, après engagement au travers de l'ouverture centrale du plateau. Ces agencements sont constitués par des empreintes rectilignes (2a) formées dans l'épaisseur de la partie (2) et débouchant dans l'ouverture centrale. Chaque empreinte (2a) reçoit, avec capacité de coulissement guidé, un bras (4) dont l'une des extrémités présente directement, d'une manière rapportée, le mors de serrage (3), et dont l'autre extrémité est équipé d'un galet rotatif (S) coopérant avec une rampe (la) formée dans l'épaisseur du plateau tournant (1). Chaque rampe est constituée par une empreinte semi-circulaire en arc de cercle, en étant orientée en direction de l'ouverture centrale, en faisant office de came. Compte tenu de ces dispositions, sous l'effet de l'entraînement en rotation du plateau mobile (1) par rapport à la partie fixe (2), chacun des galets se déplace â l'intérieur de la rampe semi-circulaire provoquant, au fur et à mesure de l'entraînement en rotation dudit plateau (1), le déplacement en translation guidé concomitant des bras portant en bout les mors (3). L'entraînement en rotation du plateau (1) dans l'épaisseur duquel sont formées les rampes, s'effectue par tout moyen de type manuel, semi- automatique ou automatique. De l'autre côté de la partie fixe (2), la machine est équipée, d'une manière coaxiale au plateau tournant (1) recevant les rainures d'un autre plateau tournant (6) destiné à recevoir une tête de travail (7) en vue de son déplacement circulaire, d'une manière orbitale, par rapport à l'organe tubulaire serré entre les mors. Le plateau de serrage tournant (1), la partie fixe (2) recevant les mors et le plateau support tournant (6), sont disposés dans des plans parallèles et, d'une manière préférée, verticaux. Le plateau support tournant (6) reçoit, d'une manière excentrée, une couronne (8) montée avec capacité de déplacement circulaire et de blocage en position par rapport audit plateau (6). Selon une caractéristique importante de l'invention, la couronne (8) présente des agencements pour le montage, d'une manière interchangeable, d'un élément support qui reçoit la tête de travail (7) équipée d'un outil. Il en résulte que l'ensemble du plateau (6) et de la couronne (8) recevant la tête de travail, est monté avec capacité de déplacement circulaire par rapport à l'organe tubulaire (T) serré entre les mors (3), afin de le soumettre à l'action de ladite tête, sous l'effet d'un tel déplacement. La couronne (8) présente une empreinte en creux (Sa) apte à recevoir une semelle (9) de forme et de section complémentaires que présente l'élément support recevant la tête de travail (7). Compte tenu de ces dispositions, la tête de travail (7) peut être constituée par une tête de coupe. Dans ce cas, l'outil est une lame de scie circulaire motorisée (10). Ou bien la tête de travail peut être constituée par une tête de soudure (11), avec ou sans apport de fil. L'outil peut être constitué par une électrode de soudure. Dans l'un et l'autre cas, l'opération de découpe ou de soudage, s'effectue par déplacement de la tête de travail autour du tube qui demeure fixe pendant l'opération. A noter que, dans le cas d'une tête de soudure, cette dernière peut être montée sur un chariot à ressort afin d'obtenir une tension d'une valeur constante lors de la rotation. Cette tête de soudure peut également être réglable en hauteur par tout système. Lorsque la tête de travail est constituée par une tête de coupe, la semelle (9) de l'élément support est avantageusement de section quadrangulaire, tandis que, dans le cas d'une tête de travail sous forme d'une tête de soudage, cette semelle est de forme générale circulaire pour permettre une orientation angulaire de la tête de soudage par rapport à l'organe tubulaire. Compte tenu du montage excentré de la couronne (8) par rapport au plateau tournant (6), il est possible de modifier le positionnement de l'ouverture (8b) de ladite couronne (8) par rapport à l'organe tubulaire (T) et par conséquent modifier le positionnement de la tête de travail (7) supportée par ladite couronne (8) par rapport à l'organe tubulaire (T). Autrement dit, ces dispositions permettent de régler le positionnement de la tête de travail (7) par rapport au diamètre de l'organe tubulaire à traiter. En effet, comme le montrent les figures 6 et 7 des dessins, le déplacement circulaire de la couronne support (8) par rapport à son axe d'articulation excentré (8c), modifie le positionnement de l'empreinte support (8a) par rapport au centre du plateau tournant (6), c'est-à-dire à l'axe de l'organe tubulaire. En outre, d'une manière sensiblement diamétralement opposée à son axe d'articulation (8c), la couronne (8) reçoit des moyens de blocage (12) dans la position angulaire souhaitée par rapport au plateau tournant (6). Ces moyens de blocage en position sont de tout type connu et approprié, par exemple au moyen d'une vis de pression portée par une platine solidaire du plateau tournant (6). En outre, avantageusement, ces moyens de blocage en position sont combinés avec des moyens de réglage de positionnement angulaire de la couronne. Ces moyens peuvent, par exemple, être constitués par un levier présentant en bout un pignon agissant sur une crémaillère pour permettre un entraînement angulaire précis et limité de la couronne par rapport au plateau. Ce déplacement peut en outre être mesuré par un système de graduation (13). Compte tenu de ces différentes caractéristiques, il apparaît qu'il est possible d'utiliser la même machine pour effectuer une coupe ou une soudure orbitale ou tout autre fonction par rotation d'une tête de travail autour de l'organe tubulaire maintenu entre des mors de serrage. La soudure peut être effectuée avec ou sans apport de métal. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle - l'interchangeabilité de la tête de travail afin de l'adapter à volonté à l'opération que l'on souhaite effectuée sur le tube ; - le dispositif de réglage de la tête de travail par rapport à l'organe tubulaire ; - le serrage concentrique commandé d'une manière manuel, automatique ou semi-automatique ; - l'organe tubulaire à traiter débordant de part et d'autre de la machine, la possibilité de monter, à la sortie différentes têtes selon les fonctions recherchées : coupe, soudure, pince hydraulique ou mécanique, pour la réalisation de gorges ou autres formes en bout, ébavurage. REVENDICATIONS -1- Machine pour le travail en orbital d'un organe tubulaire, comprenant - un plateau de serrage (1) monté tournant d'un côté d'une partie fixe (2) de la machine, ledit plateau (1) et ladite partie (2) étant percés coaxialement afin de ménager une ouverture pour l'engagement de l'organe tubulaire (T) ; - la partie fixe (2) présente des agencements pour le montage avec capacité de déplacement en translation guidé, de mors de serrage (3) débouchant dans l'ouverture, sous l'effet de l'entraînement circulaire du plateau de serrage (1) ; - de l'autre côté de la partie fixe (2), et en alignement coaxial, est monté un plateau support tournant (6), caractérisé en ce que - le plateau support tournant (6) reçoit, d'une manière excentrée, une couronne (8) montée avec capacité de déplacement circulaire et de blocage en position par rapport audit plateau (6) ; - la couronne (8) présente des agencements pour le montage, d'une manière interchangeable, d'un support qui reçoit une tête de travail (7) équipée d'un outil ; - l'ensemble du plateau (6) et de la couronne (8) recevant la tête de travail (7), sont montés avec capacité de déplacement circulaire, manuel ou automatique, par rapport à l'organe tubulaire (T) serré entre les mors (3), pour soumettre ledit organe à l'action de l'outil sous l'effet dudit déplacement ; -2- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les agencements de la couronne s(8) ont constitués par une empreinte en creux (8a) apte à recevoir une semelle (9) de forme et de section complémentaires, que présente l'élément support recevant la tête de travail (7). -3- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête de travail (7) est une tête de coupe, l'outil (10) étant une lame de scie circulaire motorisée. -4- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tête de travail est une tête de soudure avec ou sans apport de fil, l'outil (11) étant une électrode. -5- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tête de soudure est montée avec capacité de réglage en hauteur sur l'élément support. -6- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que - chaque mors (3) est assujetti à une rampe faisant office de came porté par le plateau de serrage (1) ; - les cames sont disposées, d'une manière concentrique, pour permettre, sous l'effet de l'entraînement en rotation du plateau (1) recevant lesdites cames, le déplacement concomitant en translation et, d'une manière concentrique, des différents mors (3) par rapport à l'organe tubulaire (T) disposé entre lesdits mors (3).