FR2471244A1 - METHOD AND DEVICE FOR CUTTING TUBULAR PIECES - Google Patents
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Abstract
DEUX OUTILS 17 DONT LES ARETES TRANCHANTES SONT CONTENUES DANS UN MEME PLAN DIAMETRAL DU TUYAU 3 ET PRESENTENT, DANS CE PLAN, LE PROFIL DESIRE POUR L'EXTREMITE TRONCONNEE, SONT ACTIONNES EN SYNCHRONISME PAR UN SYSTEME ARTICULE CONSTITUE DE LEVIERS 20 ET 21 A DEUX BRAS ET DE SYSTEMES BIELLE 24-EXCENTRIQUE 25 ENTRAINES PAR UN MEME ARBRE 26 A DEUX SENS DE ROTATION ET A DEUX VITESSES. APPLICATION AU TRONCONNAGE-PROFILAGE DES TUYAUX EN FONTE.TWO TOOLS 17 WHOSE SHARP EDGES ARE CONTAINED IN A SAME DIAMETRAL PLANE OF PIPE 3 AND PRESENT, IN THIS PLANE, THE DESIRED PROFILE FOR THE CUT END, ARE ACTUATED IN SYNCHRONISM BY AN ARTICULATED SYSTEM CONSISTING OF LEVERS 20 AND 21 HAS TWO ARMS AND OF 24-ECCENTRIC CONNECTING ROD SYSTEMS 25 DRIVEN BY A SAME SHAFT 26 IN TWO DIRECTIONS OF ROTATION AND AT TWO SPEEDS. APPLICATION TO CUTTING-PROFILING OF CAST IRON PIPES.
Description
La présente invention est relative au tronçonnage de pièces tubulaires enThe present invention relates to the cutting of tubular pieces into
matériaux rigides tels que lesrigid materials such as
métaux, les matières plastiques, l'amiante-ciment, et no- metals, plastics, asbestos cement, and
tamment, mais non exclusivement, au tronçonnage de tuyaux en fonte. On connaît des machines à tronçonner utilisant au particularly, but not exclusively, in cutting cast iron pipes. Cutting machines are known using
moins une meule-disque. Ces machines présentent l'inconvé- less a record-wheel. These machines have the disadvantage
nient d'être bruyantes et polluantes. De plus, elles ne permettent pas d'obtenir un profil donné, à chanfrein et/ou deny being noisy and polluting. Moreover, they do not make it possible to obtain a given profile, chamfer and / or
IO arrondi,sur la tranche des tuyaux tronçonnés. IO rounded, on the edge of the cut-off pipes.
On connalt également des machines à tronçonner à l'aide d'au moins une lame de cisaille. Ces machines qui Cutting machines are also known from at least one shearing blade. These machines that
travaillent par cisaillement ne conviennent pas au tron- work by shear are not suitable for
çonnage de tuyaux en fonte si l'on exige une coupe nette. smelting of cast iron pipes if a clean cut is required.
I5 Elles ne permettent pas non plus d'obtehir un profilé à I5 They do not allow either to obtain a profile to
chanfrein et/ou arrondi sur la tranche tronçonnée. chamfered and / or rounded on the cut slice.
La Demanderesse s'est donc posé le problème de réaliser un procédé et un dispositif pour tronçonner des pièces tubulaires, notamment en fonte, qui soient rapides, relativement silencieux, non polluants, qui soient capables d'effectuer une coupe nette sansprovoquer de déformation, de rupture ou d'ébréchage des pièces tubulaires et qui permettent d'obtenir directement un arrondi et/ou un The Applicant has therefore posed the problem of making a method and a device for cutting tubular parts, especially cast iron, which are fast, relatively quiet, non-polluting, which are able to make a clean cut without causing deformation, breaking or chipping of the tubular parts and which make it possible to obtain directly a rounded and / or a
chanfrein d'extrémité.end chamfer.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de tronçonnage d'une pièce tubulaire entraînée en rotation For this purpose, the subject of the invention is a method for cutting a tubular part driven in rotation.
autour de son axe et maintenue fixe en translation, carac- around its axis and held fixed in translation,
térisé en ce qu'on attaque simultanément la section à. achieved by simultaneously attacking the section at.
tronçonner au moyen de plusieurs outils de coupe symétri- cut by means of several symmetrical cutting tools
quement répartis autour de cette section et présentant chacun une arête tranchante qui est contenue dans un plan axial de distributed around this section and each having a cutting edge which is contained in an axial plane of
la piece tubulaire et dont le profil correspond à la confi- the tubular piece and whose profile corresponds to the
guration désirée pour l'extrémité tronçonnée de cette pièce. Dans un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de ce procédé, on approche les outils de l'axe à une vitesse rapide jusqu'à. leur contact avec la pièce puis à une vitesse lente au cours de la pénétration des arêtes tranchantes dans la paroi de cette-pièce, et, lors- que la coupe est terminée, on ramène les outils à. leur position de départ à une vitesse rapide.Pendant la coupe, on fait varier l'angle d'attaque des outils et on réduit progressivement la vitesse lente, ce qui améliore de façon guration desired for the cut end of this piece. In a particularly advantageous embodiment of this method, the tools of the axis are approached at a fast speed up to. their contact with the workpiece then at a slow speed during the penetration of the cutting edges into the wall of this workpiece, and when the cutting is finished, the tools are brought back to. starting position at a fast speed. During the cutting, the angle of attack of the tools is varied and the slow speed is gradually reduced, which improves
IO surprenante la tenue des outils et la qualité de la coupe. IO surprisingly holding the tools and the quality of the cut.
L'invention a également pour objet un dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. Ce dispositif, destiné à être utilisé avec une machine comprenant des moyens de serrage et d'entrainement en rotation d'une extrémité I5 tubulaire à tronçonner et des moyens de maintien axial de la pièce,est caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs outils de coupe symétriquement répartis autour de l'axe de rotation et présentant chacun une arête tranchantequiest The invention also relates to a device for implementing this method. This device, intended to be used with a machine comprising means for clamping and driving in rotation of a tubular cutoff end I5 and means for axially holding the workpiece, is characterized in that it comprises a plurality of cutting tools. symmetrically distributed around the axis of rotation and each having a sharp edge that is
contenue dans un plan passant par cet axe et dont le pro- contained in a plan passing through that axis and the pro-
fil correspond à la configuration-désirée pour l'extrémité tronçonnée de la pièce, et un arbre moteur unique à deux wire corresponds to the desired configuration for the cut end of the workpiece, and a single motor shaft to two
sens de rotation relié à chaque outil par un système arti- direction of rotation connected to each tool by a
culé transformant le mouvement circulaire en un mouvement abutment turning the circular motion into a movement
alternatif à peu près rectiligne.alternative almost rectilinear.
Dans un mode de réalisation préféré, chaque outil est monté à l'extrémité d'un bras d'un levier oscillant à deux bras, l'autre bras de ce levier étant relié à un système bielle-manivelle entrainé par l'arbre moteur. Un tel système articulé permet d'obtenir de façon très simple à la fois une modulation de la vitesse de déplacement des In a preferred embodiment, each tool is mounted at the end of an arm of a two-armed oscillating lever, the other arm of this lever being connected to a connecting rod-crank system driven by the motor shaft. Such an articulated system makes it possible very simply to obtain both a modulation of the speed of movement of the
outils de coupe à partir d'une vitesse constante d'entraî- cutting tools from a constant speed of training
nement en rotation de lfarbe,notamment pendant la coupe, - et une rotation of the tree, especially during cutting, and a
légère variation de l'angle de coupe au cours de la péné- slight variation in the angle of cut during penetration
tration de chaque outil dans la paroi de la pièce à each tool in the wall of the workpiece.
tronçonner.cutting.
De plus, chaque outil de coupe comporte avanta- In addition, each cutting tool preferably includes
geusement un profil d'arête de coupe correspondant à. celui à obtenir sur la tranche d'extrémité tronçonnée, ce qui a cutting edge profile corresponding to. the one to be obtained on the cut end edge, which
permet en un seul usinage et en une seule passe de tronçon- allows a single machining and a single pass of section-
ner et de profiler l'extrémité d'une pièce tubulaire. En and shape the end of a tubular piece. In
particulier, l'arête tranchante de chaque outil- peut com- In particular, the sharp edge of each tool can
porter une partie de saignée reliée à une partie de chan- carry a portion of bloodletting connected to a part of
freinage par une partie arrondie.braking by a rounded part.
Ainsi, le dispositif de l'invention, tout en étant Thus, the device of the invention, while being
1O d'une conception simple, permet de tronçonner et de profi- 1O of a simple design, allows cutting and profiling
ler les tuyaux dans les meilleurs temps, de façon relati- the pipes in the best times, in a relatively
vement silencieuse et en éliminant les- phénomènes de brou- quietly and by eliminating the phenomena of
tement habituels en tronçonnage, tout en assurant un excel- the usual cuts, while ensuring an excellent
lent aspect de la pièce tronçonnée et une longue durée de slow appearance of the cut-off piece and a long life of
I5 vie des outils.I5 life tools.
D'autres caractéristiques et avantages apparai- Other features and advantages appear
tront au cours de la description qui va suivrè. will be in the following description.
-Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre -On the attached drawings, given only for
d'exemple-:for example-:
la Fig. 1 est une vue schématique en élévation de FIG. 1 is a schematic elevational view of
côté d'une machine de tronçonnage munie d'un dispositif sui- side of a cutting machine provided with a device
vant l'invention; la Fig. 2 est une vue de bout de cette machine prise en regardant suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue schématique de côté, avec coupe partielle, d'une partie de la machine de la Fig. 1, à plus grande échelle, illustrant les moyens d'entraînement en rotation et de tronçonnage d'une pièce tubulaire; the invention; FIG. 2 is an end view of this machine taken looking at line 2-2 of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic side view, partly in section, of a portion of the machine of FIG. 1, on a larger scale, illustrating the means for rotating and cutting a tubular piece;
la Fig. 4 est une vue schématique partielle cor- FIG. 4 is a partial schematic view of
respondant à la Fig. 2, à plus grande échelle que celle-ci, illustrant le dispositif de tronçonnage; corresponding to FIG. 2, on a larger scale than this, illustrating the cutting device;
la Fig. 5 est un schéma de fonctionnement du méca- FIG. 5 is a schematic diagram of the operation of the
nisme d'actionnement du dispositif de tronçonnage; la Fig. 6 illustre les courbes de variation des operating mechanism of the cutting device; FIG. 6 illustrates the variation curves of
courses et des vitesses des outils de coupe en fonction de l'an- strokes and speeds of the cutting tools according to the
gle de rotation parcouru par l'arbre d'entraînement rotatif; rotation angle traversed by the rotary drive shaft;
la Fig. 7 représente un détail du mécanisme d'ac- FIG. 7 represents a detail of the mechanism of
tionnement du dispositif de.tronçonnage; la Fig. 8 est une vue partielle en plan d'un outil de coupe et de la paroi de la pièce tubulaire, illustrant différentes positions de l'arête tranchante profilée de l'outil et le profil de sectionnement obtenu sur la pièce tubulaire. operation of the contrac- tor; FIG. 8 is a partial plan view of a cutting tool and the wall of the tubular part, illustrating different positions of the profiled cutting edge of the tool and the sectioning profile obtained on the tubular part.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux des- Following the example of execution shown in
sins, l'invention concerne un dispositif i-de tronçonnage IO et de profilage ou de finit-ion (confection d'un chanfrein et d'un arrondi) de l'extrémité à bout mâle uni 2 d'un The invention relates to a device I-cutting IO and profiling or finite-ion (making a chamfer and a rounded) of the plain end end 2 of a
tuyau en fonte 3 à emboîtement 4. Elle s'appliquerait éga- cast-iron pipe 3, interlocking 4. It would also apply
lement au tronçonnage de tubes en matière quelconque:acier, aluminium, matière plastique, amiante-ciment, etc..., quel the cutting of tubes made of any material: steel, aluminum, plastic, asbestos-cement, etc.
I5 que soit le diamètre de ces tubes. Whatever the diameter of these tubes.
Le dispositif 1 fait partie d'une machine de tronçonnage qui comporte au moins un poteau de support 5 et un corps 6 de brodhe creuse traversé par le tuyau 3 suivant un axe X-X de rotation horizontal qui est confondu The device 1 is part of a cutting machine which comprises at least one support post 5 and a hollow embroidery body 6 crossed by the pipe 3 along an axis X-X of horizontal rotation which is coincidental.
avec l'axe du tuyau 3.with the axis of the pipe 3.
- Moyens de support et d 'entrainemaent en rotation dutuyau3. - Means of support and training in rotation of the pipe3.
Sur le poteau de support 5 sont montés deux galets fous 7 opposés, symétriques par rapport à l'axe X-X et d'axes parallèles à cetaxe X-X. Les galets 7 sont destinés à-supporter le fût du tuyau 3 au voisinage de l'emboîtement 4. Ilest également prévu des moyens, connus en soi et non représentés, d'amenée d'un tuyau 3 sur les galets 7 et d'introduction de ce tuyau au travers du corps 6 de la broche jusqu'à une position convenable pour être tronçonné, On the support pole 5 are mounted two idle rollers 7 opposite, symmetrical with respect to the axis X-X and axes parallel to this axis X-X. The rollers 7 are intended to-support the barrel of the pipe 3 in the vicinity of the socket 4. It is also provided means, known per se and not shown, for feeding a pipe 3 on the rollers 7 and introduction this pipe through the body 6 of the spindle to a position suitable for being cut,
et aussi pour évacuer le tuyau après tronçonnage et profi- and also to evacuate the pipe after bucking and
lage de son bout uni 2.its end 2.
La broche creuse 8 proprement dite est montée à l'intérieur du corps 6&par l'intermédiaire de roulements 9 (Fig. 3). La broche 8, d'axe X-X, porte à une extrémité une roue dentée 10 coaxiale, en vue de l'entraînement en The hollow spindle 8 itself is mounted inside the body 6 via bearings 9 (Fig. 3). Pin 8, of axis X-X, carries at one end a coaxial tooth gear 10 for the purpose of driving
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rotation de la broche. par le pignon de sortie 11 d'un mo- rotation of the spindle. by the output gear 11 of a motor
teur 12, et elle porte intérieurement des moyens de serra- 12, and internally it carries means of
ge du tuyau 3.the pipe 3.
Ces moyens de serrage comprennent essentiellement une bague de réaction 13 axialement fixe et solidaire en These clamping means essentially comprise a reaction ring 13 axially fixed and secured in
rotation de la broche 8, une bague de compression 14 mobi- rotation of the spindle 8, a compression ring 14 movable
le axialement sous l'effet d'un vérin hydraulique annulai- axially under the effect of an annular hydraulic cylinder
re 15 à simple effet, et un mors annulaire en élastomère 16 disposé entre les bagues 13 et 14. Lorsque le vérin 15 IO est alimenté, le mors 16, comprimé axialement, se gonfle radialement vers l'axe X-X et rend le tuyau 3 solidaire de la broche 8. Lorsque le vérin 15 est mis à la décharge, le mors 16 revient élastiquement à sa configuration de repos, re 15 single-acting, and an annular jaw elastomer 16 disposed between the rings 13 and 14. When the cylinder 15 IO is fed, the jaw 16, compressed axially, inflates radially towards the axis XX and makes the pipe 3 integral pin 8. When the cylinder 15 is discharged, the jaw 16 resiliently returns to its rest configuration,
dans laquelle son diamètre intérieur est supérieur au dia- in which its inside diameter is greater than the diameter
I5 mètre extérieur du tuyau 3.I5 outside meter of pipe 3.
Ce dispositif de serrage et d'entraînement en ro- This clamping and training device
tation du tuyau 3 est interchangeable en fonction des pipe 3 is interchangeable depending on the
différents diamètres de tuyaux à entraîner et à tronçonner. different diameters of pipes to be driven and cut-off.
Pour tronçonner un tuyau d'un diamètre différent mais situé tout de même à l'intérieur des limites dimensionnelles de la broche 8, il suffit de changer les bagues 13 et 14 et To cut a pipe of a different diameter but still located within the dimensional limits of pin 8, simply change the rings 13 and 14 and
le mors élastique 16.the elastic jaw 16.
- Dispositif 1 de tronçonnage.- Cutting device 1.
Le dispositif de coupe 1 est porté par le corps de broche 6. Il comporte une paire d'outils de coupe 17 et The cutting device 1 is carried by the spindle body 6. It comprises a pair of cutting tools 17 and
deux mécanismes articulés d'entraînement 18. two articulated drive mechanisms 18.
a) Outils de coupe 17 (Fig. 1 à 4 et 8): Ils sont, dans cet exemple, au nombre de deux, a) Cutting tools 17 (Figs 1 to 4 and 8): There are, in this example, two,
diamétralement opposés par rapport à. l'axe X-X et symé- diametrically opposite to. the X-X axis and sym-
triquement placés suivant une direction d'approche et de recul située dans le plan horizontal P contenant l'axe de rotation X-X et normale à celui-ci. Chaque outil 17 forme un bloc présentant une arête coupante plane 19 (Fig. 8) à profil ABCD, la portion oblique AB formant chanfrein, la portion incurvée,en B, formant arrondi et la portion droite CD, parallèle à l'axe X-X, servant à saigner, c'est-à-dire à. creuser une gorge jusqu'à. ce que la paroi tubulaire soit traversée placed in a direction of approach and recoil located in the horizontal plane P containing the axis of rotation X-X and normal to it. Each tool 17 forms a block having a flat cutting edge 19 (FIG 8) with ABCD profile, the oblique AB portion forming a chamfer, the curved portion, B, forming rounded and the straight portion CD, parallel to the axis XX, bleeding, that is, to. dig a gorge up. that the tubular wall is crossed
de part en part et tronçonnée.from one side to the other and cut off.
Les arêtes coupantes 19 des deux outils 17 sont contenues dans un même plan diamétral passant par l'axe The cutting edges 19 of the two tools 17 are contained in the same diametral plane passing through the axis
X-X et exactement en face l'une de l'autre, c'est-à-di- X-X and exactly opposite each other, that is,
re que chaque point A, B, C ou D d'un outil 17 trouve re that every point A, B, C or D of a tool 17 finds
son homologue de l'autre outil 17 sur une ligne per- his counterpart the other tool 17 on a line per-
IO pendiculaire à l'axe X-X. Dans cet exemple, ce plan diamétral est le plan horizontal P. Le côté actif d'un des outils 17 (à gauche sur les Fig. 2 et 4) est dégagé IO pendicular to the X-X axis. In this example, this diametral plane is the horizontal plane P. The active side of one of the tools 17 (on the left in Figs 2 and 4) is cleared
vers le haut, celui de l'autre outil 17 vers le bas. upward, that of the other tool 17 down.
b) Mécanisme d'actionnement des outils 17 (Fig. 1 à 4 et 7): I5 Chaque outil 17 est fixé à l'extrémité supérieure d'un bras porte-outil, 20 d'un côté de l.'axe&X-X et 21 de l'autre côté de cet axe. Les bras 20 et 21 sont b) Mechanism for actuating tools 17 (Figs 1 to 4 and 7): Each tool 17 is attached to the upper end of a tool arm on one side of the axis X-X and 21 on the other side of that axis. The arms 20 and 21 are
contenus dans deux plans verticaux voisins perpendicu- contained in two perpendicular vertical planes
laires à l'axe X-X (Fig. 1 et 3). En vue de bout (Fig.2 et 4), ces bras sont verticaux ou à peu près; ils sont articulés chacun sur un axe 22 porté par le corps de broche 6, en un point intermédiaire de leur longueur, X-X axis (Fig. 1 and 3). In end view (Fig.2 and 4), these arms are vertical or approximately; they are each articulated on an axis 22 carried by the spindle body 6, at an intermediate point of their length,
et, à. leur extrémité inférieure, chacun d'eux est arti- and, to. their lower end, each of them is
culé sur une extrémité 23 d'une bielle 24. Chaque biel- on one end 23 of a connecting rod 24. Each biel-
le est articulée, à son autre extrémité, sur un excen- is articulated, at its other end, on an excen-
trique 25. Il y a ainsi deux excentriques 25, de même 25. There are thus two eccentrics 25, likewise
excentricité R, clavetés sur un arbre unique 26 d'en- eccentricity R, keyed on a single tree 26 of
traînement en rotation dont l'axe Y-Y est parallèle à l'axe X-X. L'arbre 26 est porté par le corps de broche 6,qu'il traverse, et est entraîné en rotation sur une rotational drag whose Y-Y axis is parallel to the X-X axis. The shaft 26 is carried by the spindle body 6, which it passes through, and is rotated on a
fraction de tour seulement (Fig. 5) par un groupe moto- fraction of a turn only (Fig. 5) by a motor group
réducteur 27 muni de moyens d'inversion de sens de rota- reducer 27 provided with means for reversing the direction of rota-
tion et de changement de vitesse (non représenté). Plus précisément, le groupe motoréducteur 27 possède deux vitesses constantes, l'une rapide V1 et l'autre lente shifting and shifting (not shown). More specifically, the geared motor unit 27 has two constant speeds, one fast V1 and the other slow
V2,et des moyens pour passer de l'une. à. l'autre. V2, and ways to move from one. at. the other.
Les deux excentriques 25 sont circulaires- et disposés symétriquement par rapport à. l'axe Y-Y et ont respectivement pour centres des points E et F situés sur une section transversale de l'arbre 26 à une distance R du The two eccentrics 25 are circular and arranged symmetrically with respect to. Y-Y axis and have respectively E and F points located on a cross section of the shaft 26 at a distance R
centre O de cette section. La valeur R de leur excentri- center O of this section. The R value of their eccentric
cité est inférieure (ou éventuellement au plus égale) au rayon de l'arbre 26. Les points E et F sont respectivement associés atx bras 20 et 21 et sont diamétralement opposés IO sur un"cercle d'excentricité" théorique G, de centre O et quoted is less (or possibly at most equal) to the radius of the shaft 26. The points E and F are respectively associated atx arms 20 and 21 and are diametrically opposed IO on a theoretical "eccentricity circle" G, center O and
de rayon R, tracé en trait mixte gur la Fig. 7. of radius R, shown in phantom in FIG. 7.
Les articulations des extrémités des bielles 24 s'effectuent avec interposition de couronnes d'aiguilles a The joints of the ends of the connecting rods 24 are made with interposition of needle crowns a
ou de billes 24a.or beads 24a.
I5 Le système articulé 24--25 est du point de vue I5 The articulated system 24--25 is from the point of view
cinématique l'équivalent parfait d'un système à bielle- kinematics the perfect equivalent of a connecting rod system.
manivelle à bras de manivelle OE ou OF illustré avec forte exagération du rayon R sur les Fig. 4 et 5, alors qu'en crank arm crank OE or OF shown with strong exaggeration of the radius R in Figs. 4 and 5, while
pratique les excentriques 25 ont un excentrement très fai- eccentrics have a very low eccentricity
ble. c) Réglage de position des outilB 17 ('Fig. 2 et 3) Chaque outil 17 comporte un ergot latéral 28 de positionnement qui, en position de travail de l'outil, est parallèle à l'axe X-X. L!outil 17 prend place dans une rainure 29 du bras porte-outil 20 ou 21 qui est orientée parallèlement au plan de travail de chaque outil 17, donc horizontalement et orthogonalement à'l'axe de rotation X-X corn. c) Adjusting the position of the tools B 17 (Figs. 2 and 3) Each tool 17 has a lateral positioning pin 28 which, in the working position of the tool, is parallel to the axis X-X. The tool 17 takes place in a groove 29 of the tool arm 20 or 21 which is oriented parallel to the working plane of each tool 17, thus horizontally and orthogonally to the X-X axis of rotation.
du tuyau 3. La rainure 29 est pourvue de crans 30 réguliè- 3. The groove 29 is provided with regular notches 30
rement espacés et dimensionnés pour recevoir l'ergot 28 de l'outil 17. Ainsi, celui-ci se trouve, d'après le cran 30 choisi, plus ou moins près de l'axe de rotation X-X. Le cran 30 est choisi en fonction du diamètre de la pièce tubulaire à tronçonner. Dans la position ainsi déterminée spaced apart and dimensioned to receive the lug 28 of the tool 17. Thus, it is, according to the selected notch 30, more or less close to the axis of rotation X-X. The notch 30 is chosen as a function of the diameter of the tubular part to be cut. In the position thus determined
par le. cran 30 âhôisi, l'outil 17 est serré dans la rainu- by the. notch 30, the tool 17 is tightened in the groove
re 29 par un dispositif classique 31 à cale ou clame et vis. d) Dispositif de positionnement' du'tuyau 3 à la longueur re 29 by a conventional device 31 wedge or clame and screw. d) Device for positioning the pipe 3 to the length
de coupe désirée: -of desired cut: -
De type connu, ce dispositif, non représenté dans Of known type, this device, not shown in
un but de simplificatiïon et de clarté de l'exposé, compor- purpose of simplification and clarity of the presentation,
te une cellule photo-électrique de repérage de la position de la tranche d'extrémité de la pièce 3 à tronçonner, un compteur électronique programmable ou à présélection de la longueur de coupe souhaitée, une liaison entre la cellule photo-électrique et le compteur et une liaison entre le compteur et un dispositif d'entrainement en translation à IO diabolos du tuyau 3 parallèlement à son axe de rotation X-X. Quand-la tranche d'extrémité de la pièce 3 a atteint la position correspondant à la longueur de coupe désirée, a photocell for locating the position of the end wafer of the cut-off part 3, a programmable electronic counter or preselection of the desired cutting length, a connection between the photocell and the counter and a connection between the meter and a drive device in translation IO diabolos of the pipe 3 parallel to its axis of rotation XX. When the end edge of the part 3 has reached the position corresponding to the desired cutting length,
le compteur arrête le dispositif d'entraînement en transla- the meter stops the training device in transla-
tion. Le tuyau 3 est alors immobilisé et serré dans la tion. The pipe 3 is then immobilized and tightened in the
I5 broche 8 au moyen du dispositif de serrage 13 à 16. I5 pin 8 by means of the clamping device 13 to 16.
FONCTIONNEMENT:OPERATION:
Soit à tronçonner l'extrémité à bout uni d'un tuyau 3. Ce tuyau 3 est mis en place sur la machine au Or to cut the end of a pipe 3. This pipe 3 is put in place on the machine at
travers de la broche 8 comme indiqué ci-dessus, son extré- through pin 8 as indicated above, its
mité proche de l'emboîtement 4 étant posée sur les galets 7 ets'on fût étant serré au voisinage du bout uni 2, dans la broche 8,par le mors 16. Les outils 17 se trouvent dans leur position la plus éloignée de l'axe XX, ce qui correspond à la position E1, F1 des points E et F sur les Fig. 5 et 6, le point E1 se trouvant légèrement à droite du point haut du cercle G. l1) Entraînement en rotation du tuyau et approche rapide des outils de coupe 17: Le groupe motoréducteur 12 est mis en marche, et le tuyau 3 se met à tourner- autour de l'axe X-X, entrainé - 30 par la broche 8 et le mors 16, dans le sens f des Fig. 2 et 4. Le groupe motoréducteur 27 est mis en marche à la vitesse V dans le sens correspondant à la rotation de The tools 17 are located in their position farthest from axis XX, which corresponds to the position E1, F1 of the points E and F in FIGS. 5 and 6, the point E1 being slightly to the right of the high point of the circle G. l1) Driving in rotation of the pipe and fast approach of the cutting tools 17: The geared motor unit 12 is turned on, and the pipe 3 starts to turn about the axis XX, driven by the pin 8 and the jaw 16, in the direction f of Figs. 2 and 4. The geared motor unit 27 is started at the speed V in the direction corresponding to the rotation of
l'arbre 26 dans le sens g des Fig. 2, 4, 5 et 7. the shaft 26 in the direction of FIGS. 2, 4, 5 and 7.
La rotation de l'arbre 26 dans le sens g s'effec- The rotation of the shaft 26 in the direction g is effected
tue sur une fraction de tour seulement et fait parcourir aux centres E et F des excentriques 25 des arcs symétriques E1 E2 F1 F2 sur le cercle d'excentricité G de rayon R (Fig. 4 et 5). Les têtes des bielles 24 oscillent autour de leurs centres EF, qui se déplacent; il en résulte un mouvement sinusoïdal des articulations 23 des bielles 24 suivant un arc de cercle centré sur les axes 22, qui est transmis avec démultiplication aux outils 17. Du fait de IO son grand rayon, le mouvement circulaire des articulations 23 est presque rectiligne, et il en est de même de celui It kills only a fraction of a turn and causes the eccentric arcs E1 E2 F1 F2 to traverse eccentric arcs E1 E2 F1 F2 on the eccentricity circle G of radius R (Figs 4 and 5). The heads of the rods 24 oscillate around their centers EF, which move; this results in a sinusoidal movement of the joints 23 of the connecting rods 24 along an arc of a circle centered on the axes 22, which is transmitted with reduction to the tools 17. Due to its large radius, the circular movement of the joints 23 is almost rectilinear, and the same is true of the one
des outils 17.tools 17.
) Coupe lente) Slow cut
Le groupe motoréducteur est commandé par un dis- The geared motor unit is controlled by a
positif de comptage de la trajectoire arquée sur le cercle G des centres E et F des excentriques 25 et des têtes des bielles 24. Ce dispositif de comptage déclenche le passage de la vitesse rapide Vi (approche des outils 17) à la vitesse lente V2 (tronçonnage) et réciproquement (recul positive counting of the arcuate trajectory on the circle G of the centers E and F of the eccentric 25 and the heads of the rods 24. This counting device triggers the passage from the fast speed Vi (approach of the tools 17) to the slow speed V2 ( cutting) and vice versa (recoil
rapide des outils 17 après tronçonnage), ainsi que l'arrêt- fast tools 17 after cutting), as well as stopping
du groupe motoréducteur 27 et l'inversion du sens de rota- of the geared motor unit 27 and the reversal of the rotation direction
tion. Lorsque les centresE et F ont atteint les positions E2 et F2 correspondant à l'arrivée des outils 17 au contact du tuyau 3, le dispositif de comptage commande le passage tion. When the centers E and F have reached the positions E2 and F2 corresponding to the arrival of the tools 17 in contact with the pipe 3, the counting device controls the passage
du groupe motoréducteur 27 en petite vitesse V2 sans inver- of the geared motor unit 27 in low speed V2 without invert-
sion du sens de rotation. -direction of rotation. -
Par conséquent, les outils 17 passent en avance As a result, tools 17 go ahead
lente ou avance de travail et y restent pendant la trajec- slow or advance of work and remain there during the
toire E2 E3 F2 F3 des centres E et F des têtes de bielles E2 E3 F2 F3 of the centers E and F of the connecting rod heads
(Fig. 5).(Fig. 5).
Les outils 17 (Fig. 8) commencent par pratiquer une saignée de longueur CD dans la paroi du tuyau, puis, au fur et à mesure de la saignée de cette paroi, le profil CBA avec arrondi en B pénètre également dans la paroi en cours de tronçonnage, si bien que lorsque l'arête coupante 19 a traversé de. part en part la paroi. pour parvenir à. la The tools 17 (Fig. 8) start with a CD-length groove in the wall of the pipe, and then, as the wall is bled, the CBA profile with B-rounding also penetrates into the current wall. cutting, so that when the cutting edge 19 has passed through. apart from the wall. to achieve. the
position finale représentée en trait plein après être pas- final position represented in solid lines after being
sée par les positions intermédiaires représentées en trait interrompu, l'extrémité tronçonnée du tuyau 3 épouse le profil CBA de l'arête coupante 19. Par conséquent, le tuyau est simultanémeht tronçonné et profilé à son extrémité Due to the intermediate positions shown in broken lines, the cut end of the pipe 3 matches the CBA profile of the cutting edge 19. Consequently, the pipe is simultaneously cut and profiled at its end.
suivant, dans cet exemple, un-arrondi et un chanfrein. next, in this example, a-rounded and a chamfer.
4 ) Retour rapide des outils 17: IO Lorsque chaque outil 17 a parcouru une distance prédéterminée supérieure à l'épaisseur de paroi du tuyau 3, et ' a et par conséquent après la chute du morceau- coupée 3 du tuyau, le dispositif de comptage, revenu à zéro, arrête le groupe motoréducteur 27, inverse le sens de rotation, et I5" déclenche à nouveau le changement de vitesse de V2 à V1 4) Quick return of the tools 17: 10 When each tool 17 has traveled a predetermined distance greater than the wall thickness of the pipe 3, and therefore after the fall of the cut-off piece 3 of the pipe, the counting device , reset to zero, stops the geared motor unit 27, reverses the direction of rotation, and I5 "again triggers the gear change from V2 to V1
(vitesse rapide). Les. points E et F parcourent respective- (fast speed). The. points E and F respectively travel
ment les trajectoires E3E1 et F3F1 (Fig. 5). Les extrémités 23, et par conséquent également les outils 17 comme le montre la Fig. 4, parcourent des trajectoires de recul à trajectories E3E1 and F3F1 (Fig. 5). The ends 23, and therefore also the tools 17 as shown in FIG. 4, go backward
vitesse rapide.fast speed.
Le dispositif de comptage arrête le groupe moto- The counting device stops the motor unit
réducteur 27 lorsque chaque outil 17 est revenu à. sa posi- reducer 27 when each tool 17 is returned to. its posi-
tion de départ, c'est-à-dire est éloigné de la paroi. du tuyau d'une distance préréglée.' Ceci immobilise l'arbre departure, that is, away from the wall. pipe a preset distance. ' This immobilizes the tree
26 et les outils 17.26 and the tools 17.
) Desserrage e't -évacuation du tuyau 3 tronçonné: Apres tronçonnage., le vérin 15 de la broche 8 est mis à la décharge, ce qui provoque le desserrage du mors ) Loosening and evacuation of the cut 3 pipe: After cutting, the cylinder 15 of the spindle 8 is discharged, which causes the jaw to be loosened.
16, qui se dilate axialement. Le tuyau 3 tronçonné à lon- 16, which expands axially. The pipe 3 cut to length
gueur voulue est alors retiré axialement de la. broche 8 et évacué par les moyens connus non représentés évoqués The desired width is then removed axially from the. pin 8 and evacuated by the known means not shown evoked
plus haut.upper.
6 ). Variation de l'angle de coupe pendant l'avance "tra- 6). Variation of the angle of cut during the advance
vail" des outils- 17 (Fig. 4- et 7): Les bras 20 et 21 étant articulés autour des axes 22, au fur et à mesure de la pénétration de chaque outil 17, ils basculent d'un angle x (Fig., 4). Les outils 17, liés à. ces bras, basculent du même angle x. L'angle de coupe initiale, au départ de l'avance travail", a donc diminué de x en fin de coupe. Cette diminution d'angle au cours de la pénétration de chaque outil 17 s'est avérée Tools 17 (Figs 4- and 7): The arms 20 and 21 being articulated about the axes 22, as each tool 17 penetrates, they tilt by an angle x (Fig. The tools 17, linked to these arms, tilt at the same angle x. The initial angle of cut, at the start of the working advance ", has therefore decreased by x at the end of cutting. This angle decrease during the penetration of each tool 17 was found
favorable pour une meilleure tenue des outils 17et pour la. favorable for a better holding tools 17et for the.
qualité de la coupe.; 7 ) Analyse cinémat'ique du mouvement: On se reportera aux Fig. 5 et 6. La Fig. 5 IO illustre les trajectoires des points E et F et des pieds quality of the cut .; 7) Motion Cinematics Analysis: Reference is made to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 IO illustrates the trajectories of points E and F and feet
de bielle 23, et la Fig. 6 représente sous forme de gra- connecting rod 23, and FIG. 6 represents in the form of graphs
phique à la fois la trajectoire e et la vitesse v des pieds de bielle 23 en fonction de l'angle de rotation< parcouru, par exemple par le point F. Cette trajectoire I5 et cette vitesse ont une allure sinusoïdale obtenue à partir des deux valeurs constantes V1 et V2 de la vitesse both the trajectory e and the speed v of the connecting rods 23 as a function of the angle of rotation <traveled, for example by the point F. This trajectory I5 and this speed have a sinusoidal shape obtained from the two values constant V1 and V2 speed
de rotation de l'arbre moteur 26. Du fait de la trans- of rotation of the drive shaft 26. Due to the trans-
mission du mouvement par les leviers 20 et 21, on peut considérer que les courbes de la Fig. 6 représentent l'allure du déplacement (espace et vitesse) des outils mission of the movement by the levers 20 and 21, it can be considered that the curves of FIG. 6 represent the speed of movement (space and speed) of tools
de coupe 17. -17. -
On a représenté en traits renforcés les Reinforced lines have been shown in
parties utiles de la courbe des trajectoires et des cour- useful parts of the curve of trajectories and courses
bes des vitesses correspondant aux vitesses V1 et V2 de rotation de l'arbre moteur 26, Dans ce domaine, la courbe correspondant à V1 est située au-dessus de la courbe besides speeds corresponding to the speeds V1 and V2 of rotation of the drive shaft 26, in this area, the curve corresponding to V1 is situated above the curve
correspondant à V2.corresponding to V2.
On voit sur ce diagramme de la Fig. 6 que, sur le parcours F1 F2, la vitesse rapide d'approche, qui est modulée par la cinématique bielle 24excentrique 25,diminue We see in this diagram of FIG. 6 that, on the F1 F2 course, the fast approach speed, which is modulated by the kinematic 24excentric connecting rod 25, decreases
légèrement après être passée par un maximum. En fin d'ap- slightly after going through a maximum. At the end of
proche rapide, lorsque le dispositif de comptage déclenche le changement de vitesse pour faire passer l'arbre 26 en vitesse lente V2, la courbe des. vitesses marque une chute correspondante ab en passant de la courbe near fast, when the counting device triggers the change of speed to pass the shaft 26 in slow speed V2, the curve of. velocities marks a corresponding fall ab by passing the curve
-2471244-2471244
correspondant à. V à celle correspondant aà-V2. corresponding to. V to that corresponding to V2.
Pendant l'avance;"'travail" de. chaque outil 17, qui se fait à faible vitesse V2 du groupe motoréducteur 27, la courbe des vitesses exprime bien le ralentissement progressif obtenu par la modulation de la vitesse de l'ar- bre 26 entre les points F2 et F3. Cette modulation est effectuée uniquement par la cinématique des bielles 24 et des excentriques 25 sans utiliser de dispositif coûteux et complexe de variation électronique de la vitesse du During the advance, "work" of. each tool 17, which is done at low speed V2 of the geared motor unit 27, the velocity curve expresses the progressive slowdown obtained by modulating the speed of the shaft 26 between the points F2 and F3. This modulation is performed solely by the kinematics of the connecting rods 24 and the eccentrics 25 without using an expensive and complex device for electronically varying the speed of the
IO groupe motoréducteur 27.IO geared motor unit 27.
En fin de coupe, l'inversion de sens de rotation et le changement de vitesse de l'arbre 26-se traduisent sur le diagramme des vitesses par un saut c d de la courbe At the end of the cut, the inversion of the direction of rotation and the speed change of the shaft 26 are translated on the velocity diagram by a jump c d of the curve
inférieure correspondant à V2 à la courbe supérieure cor- lower than V2 at the upper curve cor-
I5 respondant à V1. La cinématique des excentriques 25 et des bielles-24 fait d'abord croître cette vitesse de recul I5 corresponding to V1. The kinematics of eccentrics 25 and connecting rods-24 first increase this speed of recoil
puis ralentir l'accroissement de cette vitesse, qui at- then slow down the increase in this speed, which
teint son maximum en fin de recul des outils 17 lorsqu'ils dyes its maximum at the end of recoil tools 17 when
sont presque revenus au point de départ E1., F1. are almost back to starting point E1., F1.
8 )- Interchange'abilité de l'outillage en fonction des dia- 8) - Interchangeability of tools according to the di-
mètres des piTèdes tubulaires à tronçonner: Dans certaines limites, le même dispositif de meters of the tubular piTèdes cut-off: Within certain limits, the same device of
tronçonnage (c'est-à-dire la même broche 8, le même systè- parting (ie the same spindle 8, the same system
me bielle 24-excentrique 25, les mêmes outils 17 et le même système articulé 20-21) peut recevoir des pièces de différents diamètres. A cet effet, la broche 8 restant la même, les seules pièces à changer lors d'un changement de diamètre sont les bagues 13 et 14 et le mors élastique annulaire 16. Pour les outils de coupe i7, il suffit de -changer leur position en desserrant le dispositif 31, en plaçant l'ergot 28 dans-un autre cran 30 du bras 20 ou 21, qui est plus rapproché de l'axe X-X si le diamètre de la pièce à tronçonner est plus petit et plus éloigné si ce 24-eccentric rod 25, the same tools 17 and the same articulated system 20-21) can receive parts of different diameters. For this purpose, the pin 8 remains the same, the only parts to change when changing diameter are the rings 13 and 14 and the annular elastic jaw 16. For cutting tools i7, just change their position by loosening the device 31, placing the lug 28 in-another notch 30 of the arm 20 or 21, which is closer to the axis XX if the diameter of the cut-off piece is smaller and further away if
diamètre est plus grand, et de resserrer le dispositif 31. diameter is larger, and tighten the device 31.
- AVANTAGES -- ADVANTAGES -
Grâce au dispositif de profilage-tronçonnage de Thanks to the profiling-cutting device of
2471244-2471244-
l'invention, c'est-à-dire grâce à la combinaison du sys- invention, that is to say, thanks to the combination of the
tème bielle -manivelle (excentriques 25 et bielles 24) et du système articulé de transmission à bras 20-21, et grâce à l'emploi des outils de coupe 17, on obtient d'excellents résultats de tronçonnage (rapidité, absence de broutement, silence, usure très réduite des outils 17). Ces avantages rod-crank (eccentric 25 and rods 24) and the articulated arm transmission system 20-21, and through the use of cutting tools 17, we obtain excellent cutting results (speed, absence of grazing, silence, very little wear of tools 17). These advantages
sont liés d'une part à la suppression de tout guidage rec- are linked on the one hand to the removal of any
tiligne des, outils de coupe et, d'autre part, à la dimi- tiline, cutting tools and, on the other hand,
nution progressive de la vitesse d'avance de chaque outil IO 17 et à la légère modification de l'angle de coupe au fur et à mesure de la pénétration des outils dans la matière, cette variation d'angle facilitant le dégagement des copeaux. Ce résultat est obtenu tout en respectant un the progressive speed of the feed rate of each tool IO 17 and the slight change in the cutting angle as the tools penetrate into the material, this angle variation facilitating the removal of chips. This result is obtained while respecting a
principe de simplicité de conception. principle of simplicity of design.
I5 - Un autre avantage résulte de l'emploi de deux outils 17 diamétralement opposés qui permettent d'annuler toute réaction radiale sur le tuyau 3 tronçonné: les deux efforts radiaux s'équilibrent, et il n'y a pas de réaction I5 - Another advantage results from the use of two diametrically opposed tools 17 which make it possible to cancel any radial reaction on the cut-off pipe 3: the two radial forces are balanced, and there is no reaction.
sur le dispositif d'entraînement en rotation du tuyau. on the device for driving the pipe in rotation.
-VARIANTES:-VARIANTES:
On pourrait n'utiliser qu'un seul outil 17, un We could only use one tool 17, one
seul bras 20 ou 21, une seule bielle 24 et un seul excen- single arm 20 or 21, a single rod 24 and a single excen-
trique 25. Mais le temps de tronçonnage serait deux fois plus long qué dans le cas des deux outils de coupe, et 25 But the cut-off time would be twice as long as in the case of the two cutting tools, and
l'on perdrait l'avantage, de l'équilibrage des efforts ra- the advantage, the balancing of efforts
diaux de coupe sur le tuyau. Il1 faudrait en outre utiliser un système de serrage à mors rigides à la place du mors cutting dials on the pipe. In addition, a rigid jaw clamping system should be used instead of the bit
annulaire élastique 16 en raison du risque d'excentrement. elastic ring 16 because of the risk of eccentricity.
Par contre, il peut y avoir autour de la section du tuyau à. tronçonner davantage d'outils de tronçonnage 17, par exemple trois outils à 120 lesuns des autres ou However, there may be around the pipe section. cutting more cutting tools 17, for example three tools 120 from each other or
quatre outils disposés en deux paires diamétralement oppo- four tools arranged in two pairs diametrically oppo-
sées, ce qui permet de tronçonner encore plus vite.Pour cela, on cale sur l'arbre moteur 26 un ou deux excentriques This allows you to cut even more quickly.For this, we place on the motor shaft 26 one or two eccentric
supplémentaires tels que 25 et une o deux bielles 24-. additional ones such as 25 and one o two connecting rods 24-.
supplémentaires re.Iúées à un ou deux bras-supplémentaires tels que les' bras 20 et 21 portant chacun un. outil 17 et additional re.Iúées to one or two arms-additional such as' arms 20 and 21 each carrying one. tool 17 and
articulés sur un arbre fixe tel que 22 judicieusement dis- articulated on a fixed shaft as judiciously
posé sur le corps de. broche 6.placed on the body of. pin 6.
On peut encore remiplacer chacun des outils 17 par un outil double à deux arêtes de coupe convenablement We can still remillo each tool 17 by a double tool with two cutting edges suitably
décalées dans le sens circonférentiel, ce qui fait inter- offset in the circumferential direction, which makes
venir au total quatre arêtes coupantes pour le mode de come in total four cutting edges for the mode of
réalisation à. deux outils de coupe. realization at. two cutting tools.
IO Bien entendu, ce qui a été décrit pour le tronçonnage d'un tuyau de fonte est applicable à celui d'un tube ou autre pièce tubulaire en un autre matériau rigide tel que l'acier, une matière plastique rigide, l'amiante-ciment, etc. Of course, what has been described for the cutting of a cast iron pipe is applicable to that of a tube or other tubular part made of another rigid material such as steel, a rigid plastic material, asbestos- cement, etc.
Claims (9)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |