<Desc/Clms Page number 1>
MACHINE A SOUDER LES TUYAUX.
La présente invention est relative à une machine servant à con- former et souder des tuyaux et des tubes à partir d'une tôle rectangulaire qui a été préalablement mise sous une forme sensiblement cylindrique.
L'invention se propose principalement : de faire une machine du type fixe faisant avancer les flans préalablement conformés vers une série de galets'de conformation et faisant avancer ensuite l'ouvrage devant des dispositifs automatiques de soudage électrique qui ferment les joints et font ainsi un tuyau terminé; de faire une machine de ce genre dans lequel les bords voisins du flan à souder sont laminés et conformés de façon à être rectilignes, uniformes et sans ondulations ou formes analogues; de faire une machine de ce genre qui prépare d'abord les bords à souder et ensuite les dresse et les aligne, puis serre ces bords solidement sur une électro- de en forme de sabot pendant la soudure;
de faire une machine de ce genre dans laquelle les flans successifs peuvent être amenés à l'écartement vou- lu les uns derrière les autres, chacun se déplaçant à vitesse accélérée de façon à rattraper la pièce ou flan précédent et à venir porter contre elle, en permettant ainsi de faire une soudure continue et ininterrompue pendant que les flans se déplacent successivement devant les électrodes de soudure; et de faire une machine ou dispositif de ce genre permettant de s'adapter à des tuyaux de diamètres variables suivant une grande gamme et de traiter ces tuyaux en effectuant des réglages se faisant facilement et en remplaçant quelques pièces seulement de la machine.
On a représenté un exemple de réalisation de l'invention sur les dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation de côté de la machine com- plète avec un flan de tuyau passant dans celle-ci et en cours de soudure pour donner -un tuyau ou un tube terminé.
La figure 2 est une coupe transversale verticale à plus grande échelle suivant la ligne 2-2 de la figure 1, en regardant dans la direction
<Desc/Clms Page number 2>
indiquée par les flèches.
La figure 3 est une coupe analogue suivant la ligne 3-3 de la figure 1, en regardant dans la direction indiquée par les flèches.
La figure 4 est une vue longitudinale, partiellement en coupe ver- ticale et partiellement en élévation, suivant la ligne 4-4 de la figure 3, en regardant dans la direction indiquée par les flèches.
La figure 5 est une coupe verticale de détail suivant la ligne 5-5 de la figure 4, en regardant dans la direction indiquée par les flèches.
La figure 5A est une coupe de détail, à encore plus grande échel- le, de la partie contenue dans le cercle en trait interrompu 5A de la figure 5.
La figure 6 est une vue de détail à grande échelle, partiellement en plan et partiellement en coupe,suivant la ligne 6-6 de la figure 4, en regardant dans la direction indiquée par les flèches.
La figure 7 est une coupe de détail à grande échelle suivant la ligne 7-7 de la figure 1, en regardant dans la direction indiquée par les flèches et représentant un des galets de guidage et de mise en alignement.
La figure 8 est une coupe de détail à grande échelle montrant la forme, en section transversale, des trois galets de guidage et de mise en alignement, qui passent dans le joint ouvert avant la soudure et qui guident les bords voisins du flan pour les amener dans la position voulue pour la soudure.
La figure 9 est une coupe à plus grande échelle suivant la lig- ne 9-9 de la figure 4, en regardant dans la direction indiquée par les flè- ches et montrant la façon dont les galets supérieurs appuient solidement les bords du flan du tuyau sur le sabot inférieur.
La figure 10 est une coupe transversale du flan de tuyau au mo- ment ou il pénètre dans la'machine à souder.
La figure 11 est une vue analogue montrant comment le.premier jeu et le troisième jeu de galets conforment les bords voisins du flan pour lui donner une forme sensiblement cylindrique.
La figure 12 est une vue analogue montrant comment le deu- xième jeu de galéts conforme les bords du flan intérieurement, au-delà de la circonférence d'un cercle parfait, bords qui seront ensuite roulés vers l'extérieur comme cela est représenté sur la figure 11, en supprimant ain- si les ondulations des bords à souder.
Dans le mode de construction représenté sur les dessins, la ma- chine à conformer et à souder des tuyaux comporte une base désignée dans son ensemble par 14,faite de deux I parallèles 16 et 18, situés à distance l'un de l'autre, rigidement réunis par plusieurs traverses 20, constituées par des I soudés sur les premiers de manière à former une base allongée, de forme générale rectangulaire et disposée horizontalement, servant à sup- porter les différentes parties de la machine.
Comme on le voit nettement sur les figures 1 et 3, sur la base sont montés deux châssis 22 et 24, en forme d'U retourné, situés à une cer- taine distance l'un de l'autre longitudinalement et soudés sur cette base, portant une poutre supérieure 26 horizontale et disposée longitudinale- ment. Cette poutre 26 est faite de deux U 28 et 30 ouverts vers l'extérieur et placés verticalement avec leurs âmes dos à dos et soudés sur les supports supérieurs 22 et 24.Des tôles 32, 34, 36 et 38,disposées verticalement et s'étendant longitudinalement ), une certaine distance les unes des autres, ont leurs bords supérieurs pris entre les âmes des U 28 et 30 et elles sont fixées entre eux par plusieurs boulons 40 qui traversent les âmes des U et les tôles.
Ces tôles descendent à une'certaine distance en dessous de la poutre 26 et, comme on le voit surtout sur les figures 4 et 5, leurs bords
<Desc/Clms Page number 3>
inférieurs sont munis, au voisinage de leurs extrémités, de barres 42 et 44, s'étendant latéralement et rigidement.soudées sur ces tôles,ces barres supportant des systèmes de galets de soutien 46, 48 et 50. Ces galets sont identiques de sorte qu'il suffira de décrire l'un d'eux de façon détaillée.
Comme on le voit surtout sur la figure 6, le système de galet 48 comporte deux flasques parallèles 52 et 54, dont les extrémités reposent sur des traverses 56 et 58, servant à les réunir, en formant ainsi un chas- sis de forme générale rectangulaire qui s'adapte librement entre les ex- trémités verticales des tôles 34 et 36. Les traverses 56 et 58 reposent sur des extrémités en saillie des barres 42 et 44 et elles sont ainsi portées par la poutre supérieure 26, par l'intermédiaire des tôles 34 et 36. Les côtés extérieurs des traverses 56 et 58 portent deux paires de consoles de guida- ge en forme de cornières 60 et 61; 62 et 63. Les consoles 60 et 62 sont sou- dées sur place et les consoles 61 et 63 sont fixées au moyen de vis à chapeau 64 pour la commodité du montage.
Une branche de chaque console est ainsi fixée sur le chassis du galet tandis que l'autre branche va vers l'extérieur sur les cotés opposés des tôles 34 et 36, en permettant ainsi un déplacement vertical pour le ré- glage, en plaçant des cales en caoutchouc sous les traverses 56 et 58. En remplaçant ces cales par d'autres d'épaisseur différente, on peut modifier la position du galet et faire varier ainsi la charge de compression pendant l'action de laminage qui sera décrite ci-dessous.
Les bords supérieurs des barres latérales 52 et 54 sont encochés en alignement horizontal, de manière à recevoir les extrémités opposées d'un arbre 66 portant deux roulements à billes 68 situés à.une certaine distance l'un de l'autre axialement, sur lesquels tourne un galet 70 de soutien. Des tôles 72 et 74, fixées au moyen de vis à chapeau 76, recouvrent les encoches et portent sur les'extrémités de l'arbre 66 de manière à maintenir cet arbre en place.
Comme on le voit nettement sur les figures 11 et 12, les galets 47 et 51 des systèmes 46 et 50 respectivement, ont leurs surfaces courbes transversalement, suivant un arc correspondant au diamètre intérieur du tuy- au 78 en cours de fabrication, tandis que la surface du galet 70 est confor- mée de façon à permettre de laminer intérieurement au-delà d'une circonfé- rence parfaite les bords au voisinage du joint.
Des systèmes de galets d'entrainement coopérants, 80, 82 et 84, de construction sensiblement identique, sont montés en alignement vertical au-dessus des systèmes 46, 48 et 50 respectivement. Chacun des systèmes 80, 82 et 84 comporte des flasques parallèles fixées au moyen de boulons sur les brides inférieures de deux I, 86 et 88, parallèles, disposés horizontale- ment et s'étendant longitudinalement, dont les brides supérieures sont sou- dées sur les côtés inférieurs des chassis 22 et 24.
Comme on le voit sur la figure 11, les surfaces de galets 90 et 92 des systèmes 80 et 84, sont concaves en section transversale de ma- nière à se conformer au diamètre extérieur du tuyau, tandis que le galet 94 du système 82, est conformé de façon à laminer les bords du tuyau 78 vers l'intérieur, selon une circonférence parfaite.
Des moyens sont prévus pour supporter le tuyau extérieurement dans sa partie inférieure et ces moyens comportent plusieurs galets recou- verts de caoutchouc, 96, 98, 100, 102, 104, 106, 108 et 110. Tous ces galets ont des surfaces concaves en section transversale et ils sont sensiblement identiques. Chacun des galets tourne sur un axe dont les extrémités en sail- lie sont montées dans des consoles 112 qui sont fixées au moyen de boulons sur les brides montantes d'un U 114, disposé horizontalement et s'étendant longitudinalement. L'U 114 est porté par plusieurs consoles 116 soudées à la traverse 20, à distance les unes des autres sur les côtés opposés de l'U.
Cet U Il/;. peut être réglé verticalement, de manière à s'adapter à des tuyaux de diamètres différents, à l'aide de barres 118 de réglage, dis- posées verticalement, l'extrémité inférieure de chacune d'elles se vissant dans un écrou 120 qui est soudé en dessous de la bride supérieure de sa tra-
<Desc/Clms Page number 4>
verse respective et l'extrémité supérieure de chacune d'elles se vissant dans un écrou 122 qui porte contre le dessous de l'âme de l'U 114.
Des moyens sont également prévus pour encastrer diamétralement les côtés opposés du tuyau 78 et ces moyens comportent plusieurs galets re- couverts de caoutchouc dont les surfaces sont concaves en section transver- salé, ces galets étant désignés dans leur ensemble par 124 et 126. Ces galets et leurs systèmes de montage sont tous sensiblement identiques, de sorte qu' il suffira de décrire l'un d'eux de façon détaillée. Les galets 124 sont, de préférence, en nombre égal à ceux qui sont montés dans l'U 114 et ils sont de même montés entre les brides disposées horizontalement d'un U 128, hori- zontal et s'étendant longitudinalement. Des consoles 130 sont fixées sur les brides de l'U par des vis à chapeau 132 et elles supportent les galets 124.
L'U 128 est soudé sur les extrémités supérieures de plusieurs bras tubulaires 134 s'étendant vers l'extérieur et vers le bas,qui sont réglables axialement dans des manchons 136 qui sont soudés sur les montants des bâtis 22 et 24, en faisant un angle de 45 . Chacun des manchons 136 est fermé à son extrémi- té inférieure par une tête soudée dans laquelle se visse une vis de réglage 138. L'extrémité intérieure de chacune des vis 138 porte contre l'extrémité inférieure fermée de son bras 134, de sorte que l'on peut régler la position de l'U 128 et de ses galets 124, de manière à encastrer des tuyaux de diamè- tres différents et les centres des galets sont toujours situés sur le dia- mètre horizontal du tuyau.
Les galets 126 sont montés de même entre les brides d'un U 140, au moyen de tôles 142, formant consoles, fixées sur les ailes de l'U au moyen de vis à chapeau 144. L'U 140 est également porté par plusieurs bras tubulaires 146, inclinés vers l'extérieur et vers le bas, qui sont réglables axialement dans des manchons 148, soudés sur les montants des chassis 22 et 24, suivant un angle de 45 . L'extrémité inférieure et extérieure de chacun des manchons 148 porte une tête 150 soudée sur lui et dans laquelle se visse une vis de réglage 152, dont l'extrémité intérieure vient porter contre l'ex- trémité inférieure fermée de son bras respectif 146.
Comme on le voit surtout sur les figures 4 et 5, des moyens sont prévus pour maintenir les tôles 32, 34, 36 et 38 en les empêchant de s'inflé- chir latéralement,et ces moyens consistent en plusieurs cornières inclinées 154 et 156, dont les extrémités supérieures sont boulonnées sur les brides inférieures des poutres 86 et 88 et dont les extrémités inférieures sont soudées sur les côtés opposés des tôles 32 à 38. Comme on-le voit sur les figures 5 et 5A, les côtés opposés de ces tôles sont munis de pièces trem- pées 158 et 160, résistantes à l'usure, qui peuvent être en matière de ba- guette de soudure, de manière à résister à l'action abrasive des bords du tuyau qui glissent sur elles et qui sont pincés sur elles par les galets de serrage latéral 124 et 126.
Comme on le voit surtout sur les figures 3, 4,7 et 8, des moyens sont prévus pour mettre en alignement et guider les bords opposés du joint ouvert, en vue de les mettre en position convenable pour la soudure et ces moyens sont constitués par plusieurs galets 162, 164 et 166, tournant entre deux barres parallèles 168 et 170. Ces barres sont montées sur les extrémi- tés inférieures de vis de réglage parallèles 172 et 174, disposées verticale- ment et à une certaine distance les unes des autres dans le sens de la lon- gueur, qui coulissent dans des tôles transversales 176 et 178 respective- ment et qui sont soudées sur les brides supérieures et inférieures des pou- tres 86 et 88.
Des écrous de réglage 180 et 182 sont vissés sur la vis 172 au-dessus et au-dessous des tôles transversales 176 et, de même, des écrous de réglage 184 et 186 sont vissés sur la vis 174, ce qui permet de placer exactement par rapport au tuyau 78 le chassis portant les galets 162, 164 et 166.
Comme on le voit surtout sur les figures 7 et 8, chacun'des ga- lets comporte deux tôles co-axiales, en forme de disques, 188 et 190, de même diamètre, entourant les côtés opposés d'un disque relativement mince 192, de plus grand diamètre. Tout le système est assujetti à l'aide de plu-
<Desc/Clms Page number 5>
sieurs vis à chapeaux 194, disposées axialement, traversant les disques 190 et 192 et qui se vissent dans le disque 188. Le système de galets tourne sur un axe 196, à l'aide de deux roulements à billes 198 et 200, placés axiale- ment à distance l'un. de l'autre. Les extrémités opposées de l'axe 196 tra- versent les barres latérales 168 et 170 et elles sont filetées de manière à recevoir des écrous 202 et 204.
La partie du disque central 192, s'étendant au-delà des surfaces des disques 188 et 190, est légèrement biseautée, comme celà est représen- té en 206 sur la figure 8. Le disque central du système de galets 164, com- porte un bord extérieur en saillie, plus mince en section transversale, comme on le voit en 208 et le disque central du système de galet 166 est encore plus mince, comme on le voit en 210, de sorte que les bords opposés du flan sont amenés graduellement l'un vers l'autre sous l'action des galets de serrage et sont mis en position convenable pour la soudure.
Le châssis de base 14 situé à l'avant des châssis 22 et 24, com- porte également des chassis 212 et 214, en forme d'U retourné, qui y sont rigidement soudés. Sur les chassis 212 et 214, sont soudés des manchons tu- bulaires 216 et 218 inclinés vers le bas et vers l'intérieur, symétriquement disposés de chaque côté de la ligne centrale verticale de la machine et de construction sensiblement identique. L'extrémité supérieure de chaque man- chon est fermée et il s'y visse des vis de réglage 220 et 222, avec écrous de blocage 224 et 226 respectivement.
Les extrémités intérieures des vis de réglage portent contre les extrémités supérieures de plongeurs 228 et 230 respectivement, pouvant coulisser axialement et dont les extrémités inférieu- res pivotent respectivement sur deux paires de barres parallèles 232 et 234 disposées horizontalement et s'étendant longitudinalement.
Plusieurs galets d'appui supérieurs 236 et 238 tournent entre les paires de barres 232 et 234. Les galets 236 et 238 viennent porter, en les abaissant, sur les bords du tuyau 78, tout près du joint, de manière à établir un contact solide entre ces bords et un sabot d'appui inférieur 240, refroidi par de l'eau, qui est monté à l'intérieur du tuyau 78, sur l'extrémité 242, faisant saillie vers l'avant, d'une poutre 244 soudée sur la tôle 32. Le sabot 240 coulisse ver- ticalement entre des pinces boulonnées sur la poutre de support et il est poussé vers le haut par plusieurs ressorts à boudin 246, travaillant à la compression, placés sous lui et qui portent sur les têtes de plongeurs 238 coulissant axialement et disposées verticalement.
Les extrémités inférieures des plongeurs 248 reposent sur des boulons de réglage 250 disposés conique- ment et qui coulissent axialement dans l'extrémité 242 de la poutre. La peti- te extrémité de chaque boulon de réglage 250 fait saillie au delà du côté de l'extrémité de la poutre et elle porte un écrou 252, au moyen duquel on peut le tirer axialement, de manière à pousser son plongeur 248 versle haut et augmenter ainsi la tension de son ressort 246.
Comme on le voit surtout sur la figure 9, les barres intérieures 232 et 234 des systèmes de montage de galets portent des tabliers descen- dants 254 et 258, disposés longitudinalement, formant une auge pour le fon- dant de soudure arrivant aux têtes de soudure automatique 258 et 260 par une conduite 262. La conduite 262 vient d'une trémie supérieure 264 portée par un bâti approprié, monté sur la base de la machine.
Une baguette de sou- dure 266, arrive aux têtes de soudure 258 et 260 venant de bobines 268 mon- tées de façon convenable au-dessus de la machine,
Les flans préalablement conformés arrivent et passent dans la machine sous l'action des systèmes de galets 80, 82 et 84 qui sont action- nés au moyen de roues à chaîne calées sur leurs arbres et actionnées par un réducteur de vitesse 270 actionné lui-même par un moteur électrique 272, au moyen de chaines 274, 276 et 278 et d'une chaine 280 qui réunit les sys- tèmes 80 et 82. Il y a lieu de noter que la roue du système 80 est plus peti- te que la roue d'entraînement du système 82, de sorte que le galet du sys- tème 80 a une plus grande vitesse périphérique que les deux autres.
Grâce à cette disposition, on peut amener dans la machine à distance les uns des autres, des tuyaux à souder, mais le tuyau suivant se déplace à plus grande
<Desc/Clms Page number 6>
vitesse et rattrape le précédent en venant porter contre lui, ce qui permet de faire une soudure continue et ininterrompue sur les têtes de soudure.
Après que le tuyau suivant est venu rattraper le précédent en portant contre lui, le galet du système 80 glisse sur la surface du tuyau jusqu'à ce que celui-ci soit passé au-delà.
Bien que l'on n'ait représenté et décrit qu'une forme particu- lière de réalisation de l'invention, il est bien entendu que l'on peut mo- difier ou supprimer de nombreux détails de construction sans sortir du cadre de l'invention.