Brevet FR2958195A1 — publié le 20111007

L'invention se rattache au secteur technique du travail des métaux, notamment aux opérations d'usinage et plus particulièrement aux opérations de chanfreinage, coupe, soudure, ..., réalisées en bout d'un organe tubulaire quelconque. Plus particulièrement, l'invention concerne les appareils du type de ceux présentant une tête de travail déplaçable circulairement par rapport à un organe tubulaire maintenu en position fixe, notamment au moyen de mors de serrage disposés concentriquement. Ce type d'appareil ressort, par exemple, de l'enseignement des brevets FR 2.771.319, FR 2.802.134, FR 2.890.582. Pour l'essentiel, ce type d'appareil comprend un arbre coaxial creux au-travers duquel est engagé l'organe tubulaire pour être serré entre des mors. Le support présente des agencements pour le montage, avec capacité de déplacement en translation guidée des mors de serrage débouchant dans l'alésage de l'arbre sous l'effet d'un entraînement circulaire d'un plateau de serrage monté tournant d'un côté dudit support. De l'autre côté du support et en alignement coaxial, est monté un plateau tournant qui reçoit un organe moteur pour l'entraînement en rotation d'un outil. L'ensemble du plateau est monté 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 du déplacement combiné avec l'entraînement en rotation dudit outil. Par exemple, lorsque l'on veut couper l'extrémité d'un tube, l'outil est constitué par une fraise de coupe motorisée qui est par conséquent entraînée autour du tube afin d'assurer la coupe, cela d'une manière très précise, afin de pouvoir ensuite réaliser, par exemple, des soudures automatiques. En considérant la précision requise, l'essentiel des parties constitutives de l'appareil, est réalisé à partir de pièces usinées afin notamment d'obtenir une bonne position géométrique de l'outil par rapport au tube. L'appareil en résultant est donc d'un poids et d'un coût relativement importants. A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir réduire, d'une manière significative, les coûts de fabrication, en évitant d'usiner les différentes parties constitutives de l'appareil, mais en utilisant des techniques de fabrication d'un coût de revient inférieur. Toutefois, la mise en oeuvre de ces techniques de fabrication, parfaitement connues pour un homme du métier, nécessite des agencements particuliers, afin d'obtenir malgré tout un appareil de coupe orbital présentant une précision suffisante. Pour résoudre un tel problème, selon l'invention, certaines parties constitutives de l'appareil notamment le support, le plateau de serrage et les agencements pour le montage des mors, sont réalisés à partir de tôles pliées découpées au laser en présentant des moyens aptes à réaliser les fonctions requises. A partir de ce concept de base, en ayant pour objectif de diminuer, d'une manière significative, les coûts de production, le support est constitué par une tôle pliée de manière à constituer une semelle d'appui et/ou de fixation prolongée dans un plan perpendiculaire par une partie d'appui pour le montage du plateau de serrage, des mors et du plateau tournant équipé de l'organe moteur. Le plateau de serrage est constitué par deux disques de faible épaisseur juxtaposés et assemblés. Les agencements pour le montage des mors, sont constitués par une cage support de guidage fixée sur le support fixe, ladite cage recevant intérieurement, avec capacité de déplacement en translation guidé, une colonne dont l'une des extrémités déborde de ladite cage pour être accouplée, dans un plan perpendiculaire, aux mors de serrage. Comme indiqué, le déplacement des mors en position de serrage s'effectue au moyen d'un plateau. Selon l'invention, compte tenu du montage particulier des mors en vue de leur déplacement, la colonne présente, d'une manière perpendiculaire à ses génératrices, un pion débordant au travers d'une lumière oblongue de l'une des faces de la cage, ledit pion étant apte à coopérer avec des moyens d'entraînement du plateau de serrage. Les moyens d'entraînement du plateau de serrage sont constitués par des rampes sous forme de lumières semi-circulaires en arc de cercle orientées en direction de l'ouverture où est engagé l'organe tubulaire. L'entraînement en rotation du plateau de serrage s'effectue au moyen d'un mécanisme actionnable, manuellement ou de manière motorisée, fixé sur la semelle d'appui du support. Selon une autre caractéristique, un carter de protection est disposé à l'arrière du support pour intégrer le disque de serrage et les cages de guidage des mors, ledit carter présentant une ouverture centrale pour le débordement des 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 en perspective de l'appareil selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en perspective de l'appareil considérée du côté arrière et avant mise en place du plateau de serrage ; - la figure 3 est une vue correspondant à la figure 2, après mise en place du plateau de serrage ; - la figure 4 montre la mise en place du carter de protection, au niveau du plateau de serrage ; - la figure 5 est une vue partielle en perspective montrant les agencements pour le montage, avec capacité de déplacement en translation guidé d'un mors de serrage ; - la figure 6 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation de la cage support recevant la colonne de guidage des mors ; - les figures 7 et 8 sont des vues en perspective considérées selon deux orientations différentes, et montrant une autre forme de réalisation des cages support pour le montage avec capacité de coulissement guidé des colonnes accouplées aux mors de serrage (la partie d'appui du support n'est pas représentée). On rappelle, d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, comme il ressort de l'enseignement des brevets précités, que l'appareil pour le travail en orbital d'un organe tubulaire, comprend un support (1) présentant une ouverture centrale pour la fixation coaxiale d'un arbre creux (2) au-travers duquel est engagé l'organe tubulaire. En outre, le support (1) présente facialement des agencements pour le montage avec capacité de déplacement en translation de mors de serrage (3) débouchant dans l'alésage de l'arbre (2) sous l'effet d'un entraînement circulaire d'un plateau de serrage (4) monté d'un côté dudit support (1). De l'autre côté du support (1) et en alignement coaxial, est monté un plateau support tournant (5) présentant des agencements (6) pour le montage d'un organe moteur (non représenté) en vue de l'entraînement en rotation d'un outil de coupe ou autre. Toujours d'une manière connue, l'ensemble du plateau (5) est monté avec capacité de déplacement circulaire, manuel ou automatique, par rapport à l'organe tubulaire serré entre le mors (3) pour soumettre ledit organe à l'action de l'outil, sous l'effet dudit déplacement circulaire combiné avec l'entraînement en rotation de l'outil. Dans l'exemple illustré figure 1, l'entraînement en rotation du plateau (5) s'effectue par l'intermédiaire d'une couronne dentée (8) coopérant avec un pignon (9) entraîné en rotation par une manivelle (10). On rappelle que le principe de fonctionnement en vue, par exemple, de réaliser une coupe orbitale à l'extrémité de l'organe tubulaire, ressort de l'enseignement des brevets précités. Selon l'invention, le support (1), le plateau de serrage (4) et les agencements pour le montage des mors (3), sont réalisés à partir de tôles pliées et découpées par la technique du laser et présentent des moyens aptes à réaliser les fonctions requises telles que rappelées précédemment. Le support (1) est constitué par une tôle pliée de manière à constituer une semelle d'appui (la) apte à être fixée sur un endroit quelconque. La semelle (la) est prolongée, dans un plan sensiblement perpendiculaire, par une partie d'appui (lb) pour le montage du plateau de serrage (4), des mors (3) et du plateau tournant (5) avec sa couronne d'entraînement (8). La partie d'appui (lb) présente l'ouverture centrale pour la fixation de la bague ou arbre creux (2) en débordement de la face arrière de ladite partie (lb). Dans l'exemple illustré, le serrage de l'organe tubulaire s'effectue au moyen de quatre mors concentriques (3) décalés angulairement de 90°. Bien évidemment, le serrage peut être réalisé au moyen de simplement trois mors décalés angulairement de 120°. Les agencements, pour le montage de chacun de mors (3), avec capacité de déplacement en translation guidé, sont constitués par une cage support de guidage (11) fixée sur la face arrière de la partie d'appui (lb) du support (1). Cette cage (11) reçoit intérieurement, avec capacité de déplacement en translation guidé, une colonne (12) dont l'une des extrémités déborde de ladite cage (11), pour être accouplée, d'une manière perpendiculaire, au mors de serrage (3). La colonne (12) présente, d'une manière perpendiculaire à ces génératrices, un pion (14) engagé au-travers d'une lumière oblongue (11a) que présente au moins l'une des faces de la cage (11). Comme il sera indiqué dans la suite de la description, ce pion (14) est apte à coopérer avec des moyens d'entraînement du plateau de serrage (4). Dans la forme de réalisation illustrée figures 2, 3, 5 et 6, la colonne (12) est engagée au-travers d'une ouverture circulaire (1lb) de la cage (11) pour déboucher dans l'alésage de la bague (2), en vue de la fixation du mors de serrage (3) par tout moyen connu et approprié. En outre, la colonne (12) présente un moyen de centrage et de guidage à l'intérieur de la cage (11). Par exemple, ce moyen peut être constitué par un écrou (15). D'autres formes de réalisation de la cage (11) peuvent être prévues, comme le montrent les figures 7 et 8. Ces dispositions constructives permettent donc d'assurer un guidage et un positionnement précis des mors (3) par rapport au corps de l'appareil. Comme indiqué, le déplacement simultané des mors (3), en position de rapprochement et d'éloignement, s'effectue au moyen du plateau de serrage (4) entraîné en rotation. Dans ce but, le plateau de serrage (4) présente des rampes (4a) sous forme de lumières semi-circulaires en arc de cercle orientées en direction de l'ouverture équipée de la bague (2) où est engagé l'organe tubulaire. Dans l'exemple illustré, le plateau de serrage (4) présente donc quatre rampes semi-circulaires (4a). D'une manière connue, ces différentes rampes coopèrent avec chacun des pions ou doigts (14) que présente chacune des colonnes de guidage (12). L'entraînement en rotation du plateau de serrage (4) peut être effectué par tout moyen approprié. Par exemple, cet entraînement peut être effectué par un mécanisme (18) fixé sur la semelle (la) du support (1) et assujetti à une manivelle d'entraînement (16). Avantageusement, toujours en ayant pour objectif de diminuer les coûts, le plateau de serrage (4) est réalisé par deux disques en tôle de faible épaisseur, juxtaposés et assemblés par tout moyen tel que soudure. Un carter de protection (17) est disposé à l'arrière du support pour intégrer, notamment, le plateau de serrage (4), les cages de guidage (11) des mors (3). Ce carter (17) présente une ouverture centrale (17a) pour le25 débordement des mors (3) en considérant la longueur de l'organe tubulaire à usiner (figure 4). Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle la possibilité de réaliser l'ensemble de l'appareil à partir de simples tôles pliées et découpées avec des agencements spécifiques, afin de toujours garder une grande précision, en vue du positionnement et du serrage de l'organe tubulaire à usiner par rapport à l'outil de coupe ou autre.10