Brevet FR2900080A1 — publié le 20071026

L'invention se rattache au secteur technique du travail des métaux, notamment aux opérations d'usinage et plus particulièrement aux opérations de sciage d'un organe tubulaire quelconque. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le cas d'une machine et d'un appareil du type de ceux divulgués par l'enseignement du brevet FR 2.802.134 qui propose une solution pour le travail en orbital d'un organe tubulaire, notamment en vue de son sciage. Selon l'enseignement de ce brevet, un plateau de serrage est disposé verticalement et en regard, en position de tangence, d'une partie fixe. Le plateau de serrage est monté tournant par rapport à la partie fixe. Le plateau et la partie fixe présentent une ouverture centrale 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, d'une manière concentrique à l'organe tubulaire. De l'autre côté de la partie fixe, la machine est équipée d'une manière coaxiale au plateau tournant, d'un autre plateau tournant pour le déplacement circulaire d'une manière orbitale d'une tête de travail motorisée recevant un outil de travail sous forme par exemple d'une lame de scie circulaire. L'entraînement du plateau pour le déplacement circulaire de la tête de travail, et par conséquent de la lame de scie autour du tube, s'effectue d'une manière manuelle ou d'une manière motorisée. Plus particulièrement, la tête de travail est accouplée à une couronne articulée sur un axe excentré pour être déplacée circulairement en vue de modifier le positionnement de l'ouverture de ladite couronne par rapport à l'organe tubulaire et de régler, de manière concomitante, le positionnement de la tête de travail par rapport au diamètre dudit organe tubulaire à traiter. A partir de cette conception de base, il est apparu important de pouvoir résoudre les problèmes posés suivants : palper le diamètre extérieur ou intérieur de l'organe tubulaire afin de positionner la lame de scie, ou autre outil, dans les mêmes configurations de coupe tout au long de l'opération en terme de pénétration au travers l'épaisseur dudit organe tubulaire ; éviter des chocs sur l'organe tubulaire afin de garantir une pénétration toujours identique de la lame ; limiter les vibrations ; positionner l'organe tubulaire sans être obligé de le centrer d'une manière précise, afin de réduire les coûts de fabrication de la machine ou appareil ; utiliser dans certains cas des lames de coupe plus petites afin de limiter les frottements et les coûts. Pour résoudre ces différents problèmes, il est apparu important de pouvoir suivre le profil de l'organe tubulaire à usiner, notamment dans le cas d'une opération de sciage. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de suivi de profil pour l'usinage d'un organe tubulaire comprenant : des moyens de serrage de l'organe tubulaire pour le maintenir dans une position fixe ; des moyens de déplacement circulaire d'un organe moteur autour de l'extrémité de l'organe tubulaire ; un outil entraîné en rotation par l'organe moteur et apte à réaliser l'opération d'usinage sous l'effet combiné du déplacement circulaire de l'organe moteur et de l'entraînement en rotation dudit outil. Selon l'invention, en combinaison avec l'outil, est monté un galet assujetti à un système de mise en pression et apte à prendre appui sur l'organe tubulaire, au fur et à mesure de l'entraînement en rotation de l'outil et de l'organe moteur. Pour résoudre le problème posé d'assurer la mise en pression du galet au fur et à mesure de l'entraînement en rotation de la tête de travail équipée de l'outil, le système de mise en pression du galet est combiné avec un moyen apte à régler la profondeur de pénétration de l'outil dans l'organe tubulaire. Le moyen apte à régler la profondeur de pénétration de l'outil est indexé angulairement et maintenu en pression dans la position choisie de profondeur par un organe élastique du type ressort. Comme indiqué, l'invention trouve une application particulièrement avantageuse lorsque l'outil est une lame de scie circulaire. L'invention concerne également l'application du dispositif de suivi d'un profil à une machine comprenant : un plateau de serrage monté tournant d'un côté d'une partie fixe, 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, des moyens 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 qui reçoit une couronne montée avec capacité de déplacement circulaire et de blocage en position par rapport audit plateau ; la couronne présente des agencements aptes à recevoir l'organe moteur équipé de la lame de scie et du galet coopérant en appui avec l'organe tubulaire ; l'ensemble du plateau et de la couronne sont montés avec capacité de déplacement circulaire, manuel ou automatique, par rapport à l'organe tubulaire serré entre les moyens, pour soumettre ledit organe à l'action de lame de scie sous l'effet dudit déplacement combiné avec l'entraînement en rotation de ladite lame. Dans cette application particulière, le système de mise en pression est constitué par un levier de commande en déplacement de la couronne pour régler la profondeur de coupe, l'extrémité libre dudit levier étant indexé dans un bloc support solidaire du plateau tournant recevant ladite couronne, avec capacité de déplacement à l'encontre d'un ressort apte à exercer un effort d'appui sur ledit levier pour maintenir en pression le galet. 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 en perspective d'une forme de réalisation d'une machine de coupe orbitale équipée du dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est, à une échelle plus importante, une vue partielle montrant le galet de suivi monté en combinaison avec la lame de scie circulaire ; - la figure 3 est une vue partielle en perspective montrant l'indexation du levier de pénétration dans un bloc support équipé d'un organe élastique du type ressort agissant sur ledit levier pour le maintien en pression du galet d'appui ; - la figure 4 est une vue du bloc support seul montrant notamment le ressort auquel est assujetti le levier de pénétration. Comme illustré aux figures des dessins, la machine comprend, conformément à l'enseignement du brevet précité FR 2.802.134, un plateau de serrage (1), disposé verticalement et en regard, en position de tangence, d'une partie fixe (2). Le plateau (1) est monté tournant par rapport à la partie fixe (2) qui peut, par exemple, être constituée par le bâti de la machine. Le plateau (1) et la partie (2) présentent une ouverture centrale pour l'engagement de l'organe tubulaire à usiner. Afin de ne pas alourdir les dessins, l'organe tubulaire n'est pas représenté. La partie fixe (2) présente des agencements pour le montage et le déplacement, d'une manière concentrique à l'organe tubulaire de mors de serrage (3). De l'autre côté de la partie fixe (2), la machine est équipée, d'une manière coaxiale au plateau tournant (1), d'un autre plateau tournant (4) présentant des agencements pour l'accouplement d'une tête de travail (5) motorisée en vue de son déplacement circulaire, d'une manière orbitale, par rapport à l'organe tubulaire serré entre les mors (3). Plus particulièrement, le plateau (4) reçoit une couronne (6) montée avec capacité de déplacement circulaire par rapport à un axe excentré (7). La couronne (6) présente des agencements pour le montage de l'ensemble de la tête de travail motorisée (5) équipée, comme il sera indiqué dans la suite de la description, de l'outil d'usinage sous forme notamment d'une lame de scie circulaire (8). L'outil (8) débouche dans l'ouverture (6a) de la couronne (6). D'une manière connue, le déplacement circulaire de la couronne (6) par rapport à son axe d'articulation excentré, modifie le positionnement de l'ouverture (6a) par rapport à l'organe tubulaire, et par conséquent le positionnement de l'outil (8) par rapport audit organe tubulaire. Ces dispositions permettent de régler la profondeur de pénétration de l'outil (8) dans l'organe tubulaire. Un levier (9), en combinaison avec des moyens d'entraînement et de positionnement (10), permet d'assurer le déplacement de la couronne (6). Selon une caractéristique à la base de l'invention, en combinaison avec l'outil d'usinage (8), est monté un galet (11) assujetti à un système de mise en pression et apte à prendre appui sur l'organe tubulaire, au fur et à mesure de l'entraînement en orbital de la tête de travail (5) et de l'opération d'usinage en tant que telle. Comme le montre notamment la figure 2, le galet (11) est monté en combinaison avec des organes de roulement sur l'arbre recevant l'outil d'usinage (8) qui, avantageusement comme indiqué, est une lame circulaire de coupe. Le diamètre du galet (11), destiné à venir en appui contre l'organe tubulaire lors de l'opération de coupe, dépend de la profondeur de coupe. Il en résulte que, par rapport à un diamètre de lame (8), on prévoit d'utiliser différents galets d'appui en fonction de la profondeur de coupe. Suivant une autre caractéristique, le système de mise en pression du galet de suivi (11) est combiné avec les moyens (9) et (10) aptes à régler la profondeur de pénétration de la lame (8) dans l'organe tubulaire. Dans ce but, l'extrémité libre du levier (9), à l'opposé de sa partie d'accouplement avec les moyens (10) d'entraînement de la couronne (6), présente un doigt d'indexation (12) engagé dans une lumière profilée (13a) d'un bloc support (13) solidaire du plateau tournant (4). A l'intérieur du bloc support (13), est monté un ressort (14) (figure 4) qui débouche dans la lumière (13a) en étant conformé pour exercer un effort de pression contre le doigt d'indexation (12) du levier (9). Ces dispositions permettent de mettre en pression, d'une manière concomitante, le galet (11) contre l'organe tubulaire. A noter que la lumière (13a) est profilée sensiblement en arc de cercle afin de correspondre aux trajets que peut faire naturellement le levier (9) pendant l'opération de coupe. Ces dispositions permettent donc de toujours mettre sous pression le galet d'appui et de suivi (11). Ces caractéristiques combinées permettent d'atteindre les objectifs fixés avec les avantages en résultant, à savoir :25 palper le diamètre extérieur de l'organe tubulaire afin de positionner la lame de coupe dans les mêmes configurations de coupe tout au long de l'opération en terme de pénétration à travers l'épaisseur de l'organe tubulaire ; éviter des chocs sur les organes tubulaires de faible épaisseur en garantissant une pénétration toujours identique de la lame ; limiter les vibrations ; pouvoir positionner l'organe tubulaire sans être obligé de le centrer d'une manière précise, permettant par conséquent de réduire les coûts de fabrication de l'ensemble de la machine ; utiliser dans certains cas des lames de coupe plus petites afin de limiter les frottements et les coûts. Sans pour cela sortir du cadre de l'invention, le galet d'appui peut coopérer avec l'intérieur de l'organe tubulaire afin d'assurer un suivi lors de la réalisation en orbital de chanfreins à talon régulier. REVENDICATIONS - 1- Dispositif de suivi de profil pour l'usinage d'un organe tubulaire comprenant : des moyens de serrage (3) de l'organe tubulaire pour le maintenir dans une position fixe ; des moyens (4), (6) de déplacement circulaire d'une tête de travail motorisée (5) autour de l'extrémité de l'organe tubulaire ; un outil (8) entraîné en rotation par la tête de travail motorisée et apte à réaliser l'opération d'usinage sous l'effet combiné du déplacement circulaire de ladite tête (5) et de l'entraînement en rotation dudit outil (8), caractérisé en ce qu'en combinaison avec l'outil (8), est monté un galet (11) assujetti à un système de mise en pression (9) - (14) et apte à prendre appui sur l'organe tubulaire, au fur et à mesure de l'entraînement en rotation de l'outil (8) et de la tête de travail (5). - 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de mise en pression du galet (11) est combiné avec un moyen (6) - (9) apte à régler la profondeur de pénétration de l'outil (8) dans l'organe tubulaire. - 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen apte à régler la profondeur de pénétration de l'outil est indexé angulairement et maintenu en pression dans la position choisie de profondeur par un organe élastique du type ressort (14). - 4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil (8) est une lame de scie circulaire.-5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, et son application à une machine comprenant : un plateau de serrage (1) monté tournant d'un côté d'une partie fixe (2), ledit plateau (1) et ladite partie (2) étant percés coaxialement afin de ménager une ouverture pour l'engagement de l'organe tubulaire ; la partie fixe (2) présente des agencements pour le montage avec capacité de déplacement en translation guidé, des moyens 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 (4) qui reçoit une couronne (6) montée avec capacité de déplacement circulaire et de blocage en position par rapport audit plateau (4) ; la couronne (6) présente des agencements aptes à recevoir la tête de travail motorisée (5) équipée de la lame de scie (8) et du galet (11) coopérant en appui avec l'organe tubulaire ; l'ensemble du plateau (4) et de la couronne (6) sont montés avec capacité de déplacement circulaire, manuel ou automatique, par rapport à l'organe tubulaire serré entre les moyens (3), pour soumettre ledit organe à l'action de lame de scie (8) sous l'effet dudit déplacement combiné avec l'entraînement en rotation de ladite lame. -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de mise en pression est constitué par un levier (9) de commande en déplacement de la couronne (6) pour régler la profondeur de coupe, l'extrémité libre (12) dudit levier (9) étant indexé dans un bloc support (13) solidaire du plateau tournant (4) recevant ladite couronne (6), avec capacitéde déplacement à l'encontre d'un ressort (14) apte à exercer un effort d'appui sur ledit levier (9) pour maintenir en pression le galet (11).