FR2788013A1 - Procede et installation pour la reparation d'elements de construction metalliques - Google Patents

Abstract

Procédé de réparation d'un élément de construction métallique, tubulaire, comportant à ses deux extrémités, des surfaces d'appui de référence et des organes mâles et femelles d'assemblage, destiné à être assemblé à d'autres éléments analogues par venue en appui des surfaces d'appui et verrouillage des organes d'assemblage.Pour chaque organe d'assemblage, on nettoie l'orifice de l'alésage et on le recharge. On positionne l'élément pour que sa surface d'appui de référence associée à l'organe d'assemblage vienne en appui sur un organe d'appui, on détermine la position de l'axe de l'alésage et on usine l'alésage suivant l'axe ainsi déterminé.

Description

l La présente invention concerne un procédé et une installation pour la

réparation d'éléments de construction métalliques, tubulaires, comportant à leurs deux extrémités,

des surfaces d'appui de référence et des organes mâles et fe-

melles d'assemblage, ces éléments étant destinés à être as- semblés à d'autres éléments analogues par venue en appui des surfaces d'appui respectives et verrouillage en traction par les organes d'assemblage mâles et femelles traversées par des broches. De tels éléments de construction sont destinés à être assemblés les uns aux autres en prenant appui sur leur

surface d'appui, en étant serrés par des assemblages à orga-

nes mâle et femelle de type alésage munis d'un platelage sur la face intérieure ou la face extérieure de l'élément de

l'alésage et d'éclisses sur la face extérieure et la face in-

térieure de l'extrémité correspondante d'un élément.

De tels assemblages sont soumis à de fortes con-

traintes alternées, dans le cas d'assemblages servant de mât

de grue.

Or, ces contraintes alternées n'affectent pas les surfaces d'appui des éléments les uns contre les autres mais

les alésages des goujons de blocage. Ces alésages se défor-

ment, s'agrandissent et s'usent.

Or, cette usure se traduit par du jeu entre les

deux surfaces d'appui homologues de deux éléments successifs.

Lorsque les alésages des organes d'assemblage dé-

crits ci-dessus ont subit un certain nombre de montages et

démontages et que l'ensemble assemblé a été soumis aux multi-

ples contraintes alternées qui se produisent pendant le fonc-

tionnement et la manoeuvre de l'assemblage (par exemple le mât d'une grue) il y a matage et écrouissage des surfaces des alésages qui s'agrandissent et se déforment. L'assemblage n'est alors plus serré et les éléments, soumis à des couples, pivotent les uns par rapport aux autres, c'est-à-dire que certaines surfaces d'appui sont en compression alors que

d'autres ne sont plus chargées et s'écartent.

A l'extrémité de la grue cela correspond à un jeu relativement important entraînant un déplacement de la grue pouvant atteindre jusqu'à 2 mètres. Or, un tel déplacement

d'extrémité supérieure du mât de la grue, à l'endroit o se trouve la cabine du conducteur, n'est pratiquement pas accep- table à la fois pour des raisons de confort et de précision5 des manoeuvres de la grue et pour des raisons de sécurité.

Il est déjà connu de remédier à de tels inconvé-

nients en dessoudant les organes d'assemblage mâles et femel-

les (platelage/éclisse) pour souder de nouveaux organes à la

place des anciens et réutiliser les éléments ainsi rénovés.

Mais, un tel travail est relativement compliqué et surtout

son coût important enlève tout intérêt à une telle répara-

tion. Les utilisateurs préfèrent acheter des éléments nou-

veaux.

L'une des difficultés de l'opération de dessou-

dage et de ressoudage évoquée ci-dessus réside également dans

la taille et le poids des éléments qui sont difficiles à ma-

noeuvrer. Cela complique d'autant la mise en place précise

des nouveaux organes d'assemblage mâles et femelles.

Une autre solution consiste à démonter les élé-

ments qui sont parfois constitués de panneaux ou de faces identiques, assemblés pour former la structure prismatique d'un élément. Mais un tel démontage qui aboutit certes à des éléments plans et non plus tridimensionnels, par ailleurs de poids très réduit par rapport à celui de l'élément complet, sont plus faciles à manoeuvrer mais les travaux de démontage sont délicats car il faut que l'assemblage de nouveau réalisé soit aux cotes, à la fois pour l'assemblage lui-même et pour la position des alésages des organes d'assemblage mâles et femelles. La pratique a montré que cette solution a priori séduisante, était beaucoup plus compliquée à mettre en oeuvre que la première solution décrite ci-dessus, de sorte que ni

l'une ni l'autre ne conviennent pour une rénovation économi-

que d'éléments tubulaires de construction métallique, notam-

ment d'éléments de mât de grue de chantier.

La présente invention a pour but de remédier à

ces inconvénients et se propose de créer des moyens permet-

tant de réparer des éléments de construction tubulaires en refaisant les alésages des organes d'assemblage femelles et

mâles usés sans démontage des éléments, pour que ceux-ci pos-

sèdent de nouveau un dimensionnement parfait, évitant les jeux et dont le coût de mise en oeuvre ne représente qu'une fraction réduite du coût d'un élément. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type ci- dessus, caractérisé en ce que pour chaque organe d'assemblage:

- on nettoie l'orifice de l'alésage usé pour enlever les sa-

letés et la couche de métal écroui ainsi que les surfaces bordant l'entrée et la sortie de l'alésage, - on recharge l'orifice par soudage à l'excès au-delà de la dimension nominale de l'alésage,

- on positionne l'élément pour que sa surface d'appui de ré-

férence associée à l'organe d'assemblage vienne en appui sur un organe d'appui, on bloque l'élément contre l'organe d'appui au niveau de l'organe d'assemblage, - on détermine la position de l'axe de l'alésage de l'organe

d'assemblage à réaliser par rapport à des surfaces de réfé-

rence de l'élément,

- on usine l'alésage suivant l'axe ainsi déterminé.

La réparation des alésages d'un élément de cons-

truction tubulaire sans démontage de l'élément, se fait non

seulement en dépouillant les alésages usés de toutes les par-

ties gênantes, fragiles ou susceptibles de le devenir, mais par un rechargement au-delà de la position prévisible de

l'alésage, permet d'avoir une surface rechargée pour un usi-

nage.

Comme il s'agit d'un usinage dans une surface re-

chargée, nécessairement irrégulière puisque obtenue par des passes de soudage, il est particulièrement avantageux de faire d'abord un usinage grossier, pour enlever les parties principales en excès du rechargement puis de passer à

l'usinage de précision.

Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, l'usinage comprend: - un dégrossissage par un fraisage épicycloidal de l'orifice pour l'alésage,

- un fraisage de finition de l'alésage.

Dans un certain cas,

- l'organe d'assemblage mâle est un platelage muni d'un alé-

sage au-dessus de la surface d'appui, - l'organe d'assemblage femelle est une double éclisse dépas- sant de la surface d'appui pour que l'alésage soit au-delà

de la surface d'appui.

De manière très avantageuse, par déplacement re-

latif de la table d'usinage et de l'outil, on usine les orga-

nes d'assemblage de l'extrémité d'une même face de l'élément

sans déplacer l'élément, ses surfaces d'appui restant blo-

quées. Ce mouvement relatif, en général le déplacement de la table par rapport à l'outil de la machine, permet de conserver l'élément fixé sur les organes d'appui pour ne pas avoir à chaque opération, à faire le positionnement de cet

élément par rapport aux organes d'appui et aux butées de po-

sitionnement, ce qui se répercute de manière très favorable

sur la précision de l'usinage et sa rapidité d'exécution.

Dans le cas très général d'un élément de cons-

truction dont il faut réparer les organes d'assemblage aux deux extrémités: - on usine les organes d'assemblage d'une même extrémité en tournant l'élément: - on débloque l'élément des organes d'appui, - on tourne l'élément d'une fraction de tour pour positionner d'autres organes d'assemblage de l'élément dans les organes d'appui, - on bloque les surfaces d'appui de l'élément sur les organes d'appui, - on détermine la position de l'axe de l'alésage par rapport à des surfaces de référence de l'élément,

- on usine les alésages.

Après cet usinage des organes d'assemblage d'une

extrémité, on retourne l'élément pour positionner l'autre ex-

trémité en position d'usinage et on procède comme pour la

première extrémité de l'élément.

Suivant une autre caractéristique avantageuse: - pour un élément prismatique formé d'un treillis à cornières constituant des surfaces de références de l'élément, dont les faces sont bordées par les cornières, on détermine la seconde direction de référence de la face de l'élément à laquelle appartient l'organe d'assemblage (la première direction étant celle de la surface d'appui de référence de cette face de l'élément), en détectant les

bords de la face de l'élément.

L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé, pour réparer les éléments

de construction métalliques tubulaires.

Cette installation comprend: A) une cage rotative, d'axe horizontal, portée par des galets de rotation, commandée en rotation et susceptible d'être bloquée en position, cette cage comportant

* un berceau de réception pour recevoir un élément en po-

sition couchée, horizontale, * des moyens de blocage de l'élément sur le berceau et la cage, pour permettre par rotation, de positionner chaque

organe d'assemblage à hauteur d'homme en position hori-

zontale ou verticale pour le travail de nettoyage et de rechargement des alésages d'assemblage, B) une machine-outil avec un plateau équipé d'organes d'appui pour recevoir les extrémités d'un élément à réparer, en position précise, bloquée au niveau des organes d'assemblage à usiner, C) des moyens de levage et de manutention pour transporter l'élément de grue dans le berceau de la cage rotative puis du berceau sur le plateau de la machine-outil ainsi que pour soulever et tourner l'élément et changer sa position

pour effectuer les différents usinages.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, la cage rotative se compose de - deux anneaux circulaires formant des chemins de roulement, reliés par des barres d'écartement et - galets de roulement et d'entraînement associés à chaque arceau pour faire tourner la cage,

- deux éléments de réception à branches radiales avec des -ap-

puis en cornière pour recevoir l'élément par deux de ses arêtes ainsi que des dispositifs de serrage et de blocage réglables, dans des positions homologues aux deux éléments de réception pour tenir et serrer la ou les autres arêtes

de l'élément.

Il est particulièrement important que pour les travaux précis et délicats de rechargement, le soudeur puisse

positionner la pièce à réparer, dans une position ergonomi-

que, à hauteur d'homme, facilement accessible, bien visible

et ne nécessitant pas de contorsion particulière pour effec-

tuer le travail. Cela est vrai pour le nettoyage de la sur-

face et surtout pour le rechargement par soudage.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'organe d'appui est constitué par une équerre d'axe vertical

formant sur le dessus une surface d'appui de référence desti-

née à recevoir la surface d'appui de l'élément à réparer,

ainsi qu'un dispositif de blocage à levier escamotable et vé-

rin de serrage.

Suivant une autre caractéristique, l'organe

d'appui comporte des butées de positionnement, débordant la-

téralement de la surface de référence de l'organe d'appui pour permettre le positionnement horizontal de l'élément, par

rapport à cette double référence.

Comme déjà indiqué, l'élément à usiner se posi-

tionne par rapport à une référence dans les deux directions

orthogonales horizontales d'orientation et de positionnement.

Cette référence est définie par la double butée de la cor-

nière d'un organe d'appui.

Les deux organes d'appui situés dans le prolonge-

ment à l'équerre de cet organe d'appui de positionnement de référence, peuvent comporter une seule butée située dans le prolongement de la butée correspondante de l'organe d'appui

de référence.

En fait, comme l'usinage se fait sur un côté de l'élément défini par deux organes d'appui, l'organe d'appui de référence et le second organe du côté de la machine, il

suffit que ce second organe comporte une butée simple.

Dans beaucoup de cas, la double butée de l'organe d'appui de référence est suffisante, l'alignement de l'autre coin sur son organe d'appui se faisant simplement pour que la cornière soit alignée avec sa face tournée vers la machine, sur la face de l'organe d'appui sans que cela ne nécessite de

butée, puisque dans ce positionnement, la partie la plus im-

portante est le positionnement dans la direction du déplace-

ment relatif outil/plateau.

La présente invention sera décrite ci-après de

manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les-

quels:

- la figure 1 montre un perspective, schématique-

ment, un élément de construction métallique, tubulaire, avec des organes d'assemblage dont l'alésage est à réparer, - la figure 2A est une vue en coupe d'un organe d'assemblage femme et d'un organe d'assemblage mâle, avant leur réunion, - la figure 2B est une vue en coupe montrant l'organe d'assemblage mâle et l'organe d'assemblage femelle, réunis, - les figures 3A-3E montrent différentes étapes du procédé selon l'invention, - la figure 4 est une vue en plan schématique d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure 5 est une vue du dispositif pour le nettoyage et le rechargeage d'un élément, - la figure 6 est une vue du positionnement d'un élément sur un organe d'appui, - la figure 7 montre, en perspective, un organe d'appui, un organe de serrage et un coin d'un élément, - les figures 8A-8D montrent différentes étapes

de positionnement de l'élément à réparer par rapport aux or-

ganes d'appui et à la machine d'usinage.

La présente invention concerne un procédé et une

installation pour réparer un élément de construction métalli-

que de forme tubulaire ou prismatique de section polygonale.

Un tel élément de construction est représenté à titre d'exemple à la figure 1 sous la forme d'un élément tubulaire

de section carrée ou rectangulaire. Cet élément de construc-

tion, qui doit être réparé tel quel, sans démontage, est for-

mé d'une structure en treillis avec des arêtes à cornières 1, 2, 3, 4 constituant, dans certains cas, des surfaces de réfé-

rence de l'élément. Cet élément peut également avoir une sec-

tion différente, par exemple une section triangulaire.

De tels éléments sont destinés à être assemblés les uns aux autres pour constituer par exemple un mât de grue

(éléments de section carrée).

L'élément comporte sur chaque face et à chaque

extrémité, des organes d'assemblage. A l'extrémité infé-

rieure, selon la figure, il y a deux organes d'assemblage fe-

melles 11, 21 en forme d'éclisses munis d'un alésage 111, 211 et à l'extrémité supérieure, il y a des organes d'assemblage mâles constitués par des platelages 12, 22, munis chaque fois

d'un alésage 121, 221.

Les deux éclisses 11, 21 ont une longueur diffé-

rente pour que leurs alésages 111, 211 ne soient pas situés à

la même hauteur pour des raisons qui apparaîtront ultérieure-

ment. Il en est de même des platelages 12, 22, à cause des

alésages 121, 221 situés également à une hauteur différente.

Comme les éléments tubulaires, comme celui de la figure 1, sont destinés à être assemblés bout à bout, par exemple par empilage, le décalage des alésages 111, 121 et 211, 221, se correspondent dans la direction longitudinale

par rapport aux surfaces d'appui.

L'élément comporte des surfaces d'appui consti-

tuant des surfaces de référence. Les éléments s'appuient les uns sur les autres par leur surface d'appui et l'assemblage

réalisé par les organes d'assemblage mâles et femelles tra-

vaille en traction.

L'élément comporte ainsi une surface de référence 112 au niveau de l'éclisse 11 et une surface de référence 212 au niveau de l'éclisse 21. De même, à l'autre extrémité de l'élément, il y a une surface de référence 122, au niveau du platelage 12 et une surface de référence 222 au niveau du

platelage 221.

D'une face (ou panneau) à l'autre de l'élément, les surfaces d'appui de références sont les mêmes mais les organes d'assemblage mâles et femelles à chaque extrémité sont décalés comme le sont ces organes sur la face de l'élément qui vient d'être décrite. De la sorte, à la pièce

de jonction de deux faces, constituée en général par une cor-

nière, il y a un organe d'assemblage femelle, long (21), bor-

dé par un organe d'assemblage femelle, analogue à l'organe

court 11, court. Le même décalage existe entre les platela-

ges, à la jonction ou à l'arête de deux faces de l'élément.

Ces organes ne sont pas référencés sur les diffé-

rentes faces à la figure 1 pour ne pas compliquer les des-

sins. Il convient également de remarquer que pour des raisons de solidité de l'assemblage, les organes d'assemblage femelles 11, 21 sont dédoublés, avec chaque fois un organe sur la face extérieure et un organe sur la face intérieure de chaque cornière 1, 2. Il en est de même des platelages 12, 22 prévus sur la face extérieure et sur la face intérieure de

l'élément.

Bien que cela n'apparaisse pas dans le dessin schématique de la figure 1, les platelages 12, 22 constituent une surépaisseur de sorte que les éclisses 11, 21, fixées par une première extrémité à la cornière 1, 2, sont cintrées au

niveau de leur seconde extrémité libre avec l'alésage, de ma-

nière à compenser la surépaisseur du platelage. Cette dispo-

sition apparaît clairement aux figures 2A, 2B.

Comme le procédé et l'installation selon

l'invention concernent la réparation des alésages usés et dé-

formés des organes d'assemblage mâles et femelles (111, 211), (121, 221), d'un élément qui ne peut être démonté malgré ses

dimensions et son poids relativement importants, la descrip-

tion suivante concernera la structure d'un élément au niveau

de ses organes d'assemblage mâles et femelles.

La figure 2A montre un organe d'assemblage fe- melle en position d'assemblage, au-dessus d'un organe

d'assemblage mâle.

L'organe d'assemblage femelle formé de deux

éclisses est fixé à l'aile d'une cornière 1 présentant la surface d'appui de référence 112. De part et d'autre, la cor-

nière 1 est bordée par une éclisse extérieure et intérieure5 lie, lli, dont les faces tournées l'une vers l'autre sont distantes de la distance (d) correspondant sensiblement à l'épaisseur (d) de l'organe d'assemblage mâle formé par les platelages. Chaque éclisse 11le, 1li comporte un alésage 111e, 11li qui reçoit un goujon d'assemblage 20 muni d'une goupille

21 de retenue (figure 2B).

L'organe d'assemblage mâle, fixé à l'extrémité supérieure de la cornière 1', homologue, d'un autre élément se trouvant sous l'élément dont la partie femelle vient d'être décrite, se compose d'un platelage extérieur 12e et d'un platelage intérieur 12i ayant chacun un alésage 121e,

121i, la cornière 1' ayant également un alésage 123. Ces alé-

sages non usés sont identiques et alignés. Mais il n'en est

pas ainsi lorsqu'ils sont usés.

La figure 2A montre également la surface d'appui 122 constituée par le bord supérieur de la cornière 1' ou élément équivalent de l'ossature de l'élément de construction

métallique tubulaire.

Les éléments s'appuient l'un sur l'autre par les surfaces d'appui 112, 122 qui constituent des surfaces d'appui de référence. Une fois la mise en place réalisée, on introduit un goujon 20 bloqué par une goupille 21 comme cela

apparaît à la figure 2B.

Les axes des alésages 121e, 123, 121i, d'une

part, et des alésages 111e, 111e, d'autre part, sont légère-

ment décalés par rapport à leur surface d'appui respective 122, 112 pour que lorsque le goujon 20 est introduit dans

l'assemblage, la liaison soit en légère traction, c'est-à-

dire que les surfaces d'appui 112, 122 soient pressées l'une

sur l'autre.

La surface d'appui des éléments est désignés par

la référence S aux figures 2A, 2B.

Il Le procédé et l'installation selon l'invention

qui seront décrits ci-après ont pour but de permettre de ré-

parer les alésages usés, déformés et agrandis, pour avoir des

alésages positionnés suivant un axe précis et ayant des di-

mensions précises sans jeu. Le procédé sera décrit de manière plus détaillée

à l'aide des figures 3A-3E.

Selon une première étape du procédé (figure 3A), on nettoie les surfaces Sl, S2, S3 intérieures et extérieures bordant les alésages 111e, lli d'un organe d'assemblage fe- melle et les surfaces S5, S6 bordant les alésages 121e, 121i

des platelages 12e, 12i. On dégage également la couche écrouie Cl, C2, C3, à l'intérieur des alésages (111e, llli) et (121e, 123, 121i) des organes d'assemblage femelles et mâ-

les.

Alors que le nettoyage des surfaces S1-S6 est su-

perficiel puisque ces surfaces ne seront pas rechargées,

l'enlèvement de la couche de métal écroui C1-C3 dans les alé-

sages est une opération qui se fait sur une certaine profon-

deur dans la masse de la matière entourant l'alésage usé

parce que cette surface doit recevoir le rechargement.

A la figure 3A, les organes d'assemblage femelles et mâles sont représentés en coupe, disposés côte à côte pour

simplifier la présentation, leurs surfaces étant perpendicu-

laires au plan du dessin. En réalité et comme le montre la

figure 1, ces organes sont situés aux deux extrémités, oppo-

sées, d'un même élément. La même convention de dessin sera

utilisée aux figures 3B et 3C.

Selon la figure 3B, après avoir nettoyé les sur-

faces extérieures des alésages et la surface intérieure des

alésages des organes d'assemblage femelles et mâles, on ob-

tient des surfaces dénudées Ri, R2 pour les alésages 111e, 11li et R3 pour les alésages 121e, 121i, 123. Cette surface est irrégulière; elle est favorable à l'accrochage de la

soudure de rechargement.

La figure 3C montre l'état des alésages 111e, llli des éclisses lle, lli de l'organe d'assemblage femelle et celui des alésages 121e, 123, 121i des platelages 12e de la cornière 1 et du platelage 12i de l'organe d'assemblage mâle. Ce rechargement est fait sur une épaisseur qui donne une surface libre à l'intérieur des alésages usés et rechargés, nettement supérieure au diamètre nominal des alé-

sages pour tenir compte du décalage axial de ces alésages.

Ces rechargements portent respectivement les références Tl,

T2, T3.

Après ces phases de nettoyage et de rechargement, on usine l'alésage des organes d'assemblage femelles et des

organes d'assemblage mâles. Ces opérations qui sont en prin-

cipe très semblables, sont représentées schématiquement dans

des dessins combinés aux figures 3D et 3E.

En fait, dans chacune de ces figures, on a repré-

senté à la fois la mise en appui de l'extrémité de l'élément

avec les éclisses 11 et la mise en place de l'extrémité oppo-

sée de cet élément (extrémité homologue ou extrémité diffé-

rente), avec son platelage 12.

Pour cela, l'invention utilise un organe d'appui 200 porté par un plan de référence P0 qui est, par exemple, la table d'une fraiseuse. Cet organe d'appui 200 présente une surface d'appui de référence 201 qui reçoit soit la surface d'appui 112 de l'extrémité de l'élément 1 correspondant à l'éclisse 11, soit la surface d'appui 122 de l'extrémité de

* ce même élément 1 correspondant au platelage 12.

En fait et comme cela a été vu ci-dessus, il y a chaque fois deux éclisses et deux platelages jumelés venant à

cheval de l'organe d'appui 200 qui est de préférence consti-

tué par une cornière dont l'une des faces est parallèle à la

surface du dessin et l'autre perpendiculaire à celle-ci.

Dans les deux cas, on détermine la position de l'axe de l'alésage à réaliser, sachant que cet axe doit être situé à une distance déterminée de la surface de référence 201 ou, ce qui revient au même, à une distance déterminée par rapport au plan de référence PO. Pour l'axe de l'alésage de

l'éclisse 11, cette distance (hauteur) correspond à la dis-

tance zl.

Il faut également repérer la position de l'axe du futur alésage dans la direction perpendiculaire, dans le plan du dessin. Cette position se repère par rapport à une surface

de référence de l'élément comme cela sera vu ultérieurement.

Ce repérage mesuré par ailleurs lorsque l'élément est instal- lé en position d'usinage, donne la coordonnée xl pour cet axe.

Ayant ainsi les coordonnées xl-zl de l'axe, ce-

lui-ci est connu puisque l'on connaît son diamètre nominal.

Selon l'invention, avec une fraise 300, on effec-

tue un usinage avec un mouvement épicycloidal de la fraise 300 à l'intérieur du rechargement Tl, T2 de l'éclisse 11

(lie, lli).

Pendant cet usinage, l'extrémité de la cornière 1 est fermement solidarisée à l'organe d'appui 200 par des moyens non représentés, pour éviter ou réduire au minimum les vibrations des éclisses 11 et ne pas détériorer l'outil et

réduire la qualité de l'usinage.

L'usinage à effectuer sur l'alésage du platelage 12 est de même type. Tout d'abord, on définit l'axe de l'alésage à réaliser en définissant les coordonnées z2-x2 de façon analogue à la détermination faite pour les coordonnées

zl-xl de l'alésage des éclisses 11.

Après avoir déterminé ces coordonnées z2-x2

(normalement x2 est égal à xl mais il peut y avoir des diffé-

rences pour les raisons évoquées ultérieurement), on effectue un usinage avec un mouvement épicycloidal comme celui décrit

à propos de l'éclisse 11.

Après cette première opération de dégrossissage,

on réalise l'usinage de finition de l'alésage à chaque extré-

mité de l'élément. Cette situation est représentée à la fi-

gure 3E, qui montre le résultat de cette opération tant pour l'éclisse 11 que pour le palettage 12. Dans chaque cas, il subsiste autour de l'alésage réalisé aux cotes, une surface

plus ou moins irrégulière correspondant au reste du recharge-

ment Tl, T2 ou T3.

Les opérations sur chaque organe d'assemblage

mâle ou femelle d'une face se font par simple translation re-

lative entre la table de la machine portant les organes

d'appui 200 et l'élément et l'outil effectuant les opéra-

tions. Après l'opération de dégrossissage, on présente la face suivante de l'élément en desserrant tout d'abord l'élément, en le soulevant et en le tournant de la fraction de tour nécessaire à la mise en place de préférence de la face suivante de l'élément sur les organes d'appui 200 eton effectue les mêmes opérations de dégrossissage et de finition

comme celles décrites ci-dessus.

L'ordre des opérations peut consister à effectuer sans tourner l'élément (c'est-à-dire en le conservant bloqué sur les organes d'appui 200), d'abord le dégrossissage puis

l'usinage de finition. Une autre solution consiste à effec-

tuer le dégrossissage sur tous les organes d'assemblage

(femelles ou mâles) d'une extrémité de l'élément puis de pas-

ser à l'usinage de finition et, enfin, de retourner l'élément sur luimême pour placer les organes d'assemblage mâles sur

les organes d'appui 200 et procéder à l'usinage de dégrossis-

sage puis à celui de finition.

La figure 4 montre schématiquement une installa-

tion pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention,

telle que décrit ci-dessus.

Cette installation se compose schématiquement d'un poste de nettoyage et de rechargement 400, d'un poste

d'usinage 500 et de moyens de levage et de manutention 600.

Le poste de nettoyage et de rechargement 400 se compose principalement d'une cage rotative 410, qui reçoit l'élément E dont il faut réparer les alésages des organes

d'assemblage. Cet élément E est positionné dans la cage rota-

tive 410, avec un berceau de réception et des moyens de blo-

cage. Cette cage rotative 410 peut être tournée de façon

commandée, pour orienter l'élément E autour de son axe hori-

zontal Y-Y et conduire les organes d'assemblage en position horizontale avec leur face horizontale ou verticale (comme aux figures 3A-3C) permettant de nettoyer et de dégager les

surfaces des alésages.

Le chargement d'un élément E dans la cage rota-

tive 410, se fait par exemple à l'aide d'un chariot éléva-

teur. Ce chargement peut être assisté par le moyen de levage

et de manutention 600.

L'accès aux organes d'assemblage mâles et femel- les de l'élément E peut se faire par un côté du poste 400 et,

dans ce cas, il faut dégager l'élément, l'extraire de nou-

veau, le retourner et le mettre en place de nouveau dans la cage rotative 410. Il est également possible de concevoir un poste 400 accessible aux deux extrémités de la cage 410 et permettant d'effectuer dans de bonnes conditions d'ergonomie, les travaux de nettoyage puis de rechargement des alésages uses.

Le poste d'usinage 500 se compose d'une machine-

outil 510 telle qu'une fraise dont la tête 520 porte un outil

530 représenté schématiquement. La machine 500 comporte éga-

lement une table 540, de préférence agrandie par rapport à une table usuelle de fraiseuse, pour recevoir des éléments de

grandes dimensions, qui peuvent le cas échéant être couchés.

La table 540 porte des organes d'appui 550, 560, munis de moyens de serrage et de blocage. Parmi ces organes d'appui, on distingue l'organe d'appui 560 qui constitue un organe d'appui de référence, permettant de positionner un

élément en butée dans deux directions horizontales (les di-

rections X et Y).

Le moyen de levage et de manutention 600 se com-

pose d'un pont roulant sur des rails 610, 620, installés tout

au long de l'atelier de réparation entre le poste de net-

toyage et de rechargement 400 et la machine-outil 500. Ce pont roulant comprend une poutre transversale 630 portée par deux chariots 640, 650 roulant sur les rails 610, 620. Cette

poutre 630 porte elle-même un chariot 650 mobile dans la di-

rection de la poutre 630 équipée d'un treuil. Ce treuil avec son crochet reçoit des élingues 660 que l'on accroche à l'élément E pour le soulever et le tourner le cas échéant

dans la direction de la double flèche de rotation R, pour ef-

fectuer les mouvements de pivotement décrits ci-dessus, afin

de présenter en position d'usinage, successivement les diffé-

rentes faces de l'élément.

Pour le retournement de l'élément, il faut poser celui-ci en position horizontale puis le retourner dans la direction opposée, l'installer de nouveau dans des organes d'appui 550, 560 et recommencer des opérations d'usinage

comme cela a été décrit ci-dessus.

La figure 5 montre de manière plus détaillée une vue de face du poste de nettoyage et de rechargement 400 avec sa cage rotative 410 constituée de plusieurs, par exemple

deux, anneaux circulaires 410 formant des chemins de roule-

ment. Les anneaux de la cage 410 sont reliés par des barres d'écartement 411. Ces anneaux de la cage 410 sont reçus sur deux galets de roulement 420, 421; le galet 420 est entraîné

en rotation par un moto-réducteur 430 représenté schématique-

ment. L'ensemble est porté par une embase 450 munie d'un moyen de blocage 451 pour tenir la cage 410 dans une certaine position de rotation pendant le travail sur l'élément E. La cage rotative 410 est munie d'un berceau de

réception constitué par des branches 440, 441 radiales, ter-

minées chacune par un appui 440a, 441a. Le berceau se compose également de deux organes réglables de type vérin 450, 451,

également munis de surfaces d'appui en équerre 450a, 451a.

Ces organes 450, 451 sont démontables ou, du moins, peuvent venir en retrait pour permettre d'installer ou

de dégager l'élément de construction E puis de le bloquer.

Comme les dimensions et, surtout, la section des

éléments E à réparer est connue, les organes d'appui du ber-

ceau 440, 451, peuvent être fixes; ils peuvent être montés réglables mais dont le réglage reste conservé pour une série

d'éléments E identiques (c'est-à-dire de même section).

La cage rotative 410 permet d'accéder facilement aux différentes parties de l'élément E.

En règle générale, la longueur de cette cage ro-

tative 410 (direction perpendiculaire à la feuille du dessin de la figure 5) est de préférence inférieure à la longueur d'un élément E pour que les organes d'assemblage femelles et

mâles dépassent légèrement et soient très accessibles.

Pour les opérations de nettoyage et de recharge- ment, on positionne l'élément E dans une position " horizontale " telle que celle représentée à la figure 5, les organes d'assemblage de la partie inférieure de l'élément E se trouvant alors dans une position d'accès facile pour les travaux.

Lorsque les travaux ont été effectués sur ces or-

ganes d'assemblage, on fait tourner la cage 410, par exemple d'un quart de tour, pour présenter la face suivante de l'élément E dans cette position et on poursuit ainsi de suite

jusqu'à ce que toutes les faces de l'élément aient été net-

toyées et rechargées.

Le nettoyage se fait de préférence d'abord et le rechargement ensuite, le nettoyage étant fait d'abord sur tous les organes d'assemblage d'une extrémité de l'élément

puis sur ceux de l'autre extrémité de cet élément.

Le nettoyage des surfaces se fait avec des meu-

leuses d'angle pour les surfaces planes et des meules pour

l'intérieur des alésages.

La figure 6 montre schématiquement l'installation d'un élément sur un organe d'appui, au niveau d'un coin de l'élément, par exemple la cornière 1 qui vient sur un organe

d'appui tel que l'organe d'appui 200 (figures 3D, 3E).

Cet organe appui 200 présente une hauteur H pour sa surface d'appui 201 par rapport au plan de référence P0 constitué par la table de la machine-outil. L'organe 200 est par exemple porté par une semelle non représentée, elle-même

vissée à la table.

La surface d'appui 112 de la cornière 1 est mon-

trée légèrement au-dessus de la surface d'appui 201. Il s'agit là d'une position avant la mise en place finale de l'élément sur l'organe d'appui 200, pendant son mouvement de

descente; cette vue a été faite ainsi simplement pour per-

mettre de mieux distinguer la surface d'appui 112 de la cor-

nière 1 de l'élément de la surface d'appui 201 de l'organe

d'appui 200. Les moyens de serrage n'ont pas été représentés.

Cette figure permet d'expliciter le repérage de l'axe de l'alésage à réaliser dans l'éclisse 11 après rechargement de celle-ci. Selon l'invention, puisque la surface lA de la cornière 1 constitue une surface de référence ou surface de roulement dans le cas d'un élément 1 qui est destiné à un mât de grue, on mesure l'écartement des surfaces extérieures des cornières 1 (et 2 selon la figure 1). On prend la moitié de

cette distance qui définit ainsi le plan de référence Z0-Z0.

Ensuite, la machine est commandée à partir de ce plan de ré-

férence vertical Z0-Z0 qui définit la seconde direction de référence pour l'usinage de l'alésage, la première direction de référence étant la direction verticale, c'est-à-dire la position de l'axe de l'alésage à réaliser par rapport à la surface d'appui 201 de l'organe 200 (ou de la surface 112 de

la cornière 1). Cette distance s'obtient à partir de la con-

naissance de la distance H ainsi que la connaissance de la distance ho qui doit séparer la surface d'appui 112 de la

cornière 1 et son axe.

Partant de la définition des coordonnées de l'axe de l'alésage à réaliser, on peut réaliser cet alésage comme

cela a été décrit ci-dessus.

La figure 7 montre en perspective une vue analo-

gue à celle de la figure 6. Elle montre un organe d'appui 200 (figure 6) ou 560 (figure 4). Cet organe d'appui est complété par un organe de blocage 800 et butées de positionnement. Les organes 550 sont identiques à l'organe 560 sauf qu'ils n'ont pas les butées de positionnement. L'organe de blocage 800 formé de deux chapes 801, 802 portées par une semelle 803 portant elle-même la cornière 804, 805 de l'organe d'appui (référence 200) décrit ci-dessus. La cornière 804, 805 de l'organe d'appui 200 comporte dans sa partie supérieure, des butées de positionnement 820, 821 pour positionner l'élément sur les surfaces d'appui de l'organe 200. Dans cette figure, la surface de référence de la cornière 1 de l'élément a été représentée légèrement soulevée de la surface d'appui de la

cornière 804, 805 pour expliciter la mise en place de la cor-

nière 1 contre les butées 820, 821. La chape 803 est fixée au plateau 540 de la machine 500 par des boulons traversant -les

orifices 806.

Entre les deux chapes verticales 801, 802, se trouve une chape basculante 807 pivotant autour d'un axe 808 et qui peut être bloquée par un goujon placé dans un orifice 809.

La figure 7 montre la chape 807 en position ac-

tive. Elle se termine en partie haute par un plateau 810 qui porte un vérin hydraulique 811 et une barre verticale 812

portant elle-même un axe 813 contre lequel s'appuie en pivo-

tement une lame de verrouillage 814 basculante dont l'extrémité 814A est soumise à l'action du vérin 811 et l'autre extrémité 814B s'appuie sur le dessus de l'éclisse 11 de la cornière 1 bloquant ainsi la cornière 1 avec sa surface d'appui contre la surface d'appui de l'organe d'appui 804, 805 (à la figure 4 cet organe d'appui porte les références

550, 560 et à la figure 6 il porte la référence 200).

L'alésage se fait dans la direction xa pour l'éclisse 11 portée par l'aile gauche de la cornière 1 (selon

la figure 7).

Il est clair que la paroi 805 de l'organe d'appui 804, 805 comporte un perçage relativement grand au droit de l'axe xa et de l'alésage à réaliser pour permettre le passage de l'outil, afin que celui-ci atteigne l'autre éclisse

(l'éclisse intérieure n'apparaissant pas à cette figure).

Les figures 8A-8D montrent très schématiquement

différentes étapes d'usinage.

A la figure 1A, l'élément E est positionné avec sa première face F1 tournée vers l'avant, c'est-à-dire vers la tête porte-outil de la machine. Après exécution de l'usinage des deux alésages des éclisses, on débloque l'élément E et on le tourne d'un quart de tour pour présenter sa seconde face F2 vers la machine. Puis on poursuit avec les deux autres faces. Lorsque l'usinage des alésages de cette extrémité de l'élément E est terminé, on retourne l'élément pour présenter l'autre extrémité par exemple de la même face F1 à la machine. On usine les alésages dans les platelages et les cornières puis on tourne d'un quart de tour en procédant

comme pour l'autre extrémité. Le procédé et l'installation selon l'invention permettent de réparer des éléments de construction métalli-

ques de dimensions et notamment de longueur importante. Les limites imposées aux longueurs des éléments dépendent unique-

ment des dimensions de l'installation et, en particulier, de la hauteur de l'installation dans le bâtiment pour l'usinage de l'élément en appui sur ses organes d'appui et les surfaces10 de référence.

Claims (10)

R E V E N D I C A T IONS

1 ) Procédé de réparation d'un élément de construction métal- lique, tubulaire, comportant à ses deux extrémités, des sur-

faces d'appui de référence et des organes mâles et femelles5 d'assemblage, cet élément étant destiné à être assemblé à d'autres éléments analogues par venue en appui des surfaces d'appui respectives et verrouillage en traction par les orga- nes d'assemblage mâles et femelles traversées par des bro- ches,10 procédé caractérisé en ce que pour chaque organe d'assemblage

- on nettoie l'orifice de l'alésage usé pour enlever les sa-

letés et la couche de métal écroui ainsi que les surfaces bordant l'entrée et la sortie de l'alésage, - on recharge l'orifice par soudage à l'excès au-delà de la dimension nominale de l'alésage,

- on positionne l'élément pour que sa surface d'appui de ré-

férence associée à l'organe d'assemblage vienne en appui sur un organe d'appui, on bloque l'élément contre l'organe d'appui au niveau de l'organe d'assemblage, - on détermine la position de l'axe de l'alésage de l'organe

d'assemblage à réaliser par rapport à des surfaces de réfé-

rence de l'élément,

- on usine l'alésage suivant l'axe ainsi déterminé.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'usinage comprend: - un dégrossissage par un fraisage épicycloïdal de l'orifice pour l'alésage,

- un fraisage de finition de l'alésage.

3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

- l'organe d'assemblage mâle est un platelage muni d'un alé-

sage au-dessus de la surface d'appui,

- l'organe d'assemblage femelle est une double éclisse dépas-

sant de la surface d'appui pour que l'alésage soit au-delà

de la surface d'appui.

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' par déplacement relatif de la table d'usinage et de l'outil, on usine les organes d'assemblage de l'extrémité d'une même face de l'élément sans déplacer l'élément, ses surfaces

d'appui restant bloquées.

) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' - on usine les organes d'assemblage d'une même extrémité en tournant l'élément: - on débloque l'élément des organes d'appui, - on tourne l'élément d'une fraction de tour pour positionner d'autres organes d'assemblage de l'élément dans les organes d'appui, - on bloque les surfaces d'appui de l'élément sur les organes d'appui, - on détermine la position de l'axe de l'alésage par rapport à des surfaces de référence de l'élément,

- on usine les alésages.

6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que - pour un élément prismatique formé d'un treillis à cornières constituant des surfaces de références de l'élément, dont les faces sont bordées par les cornières, - on détermine la seconde direction de référence de la face de l'élément à laquelle appartient l'organe d'assemblage (la première direction étant celle de la surface d'appui de référence de cette face de l'élément), en détectant les

bords de la face de l'élément.

7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on positionne l'élément horizontalement pour le nettoyage des

organes d'assemblage et le rechargement de leurs alésages usés.

8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on positionne l'élément verticalement pour le faire reposer par ses surfaces d'appui sur les organes d'appui et on bloque

puis on usine les alésages.

9 ) Installation pour la réparation d'éléments de construc-

tion métalliques tubulaires, pour la mise en oeuvre du procé-

dé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,

caractérisée en ce qu'elle comprend: A) une cage rotative (410), d'axe horizontal, portée par des galets de rotation (420, 421), commandée en rotation (430)

et susceptible d'être bloquée en position, cette cage com-

portant

* un berceau de réception (440, 441, 450, 451) pour rece-

voir un élément (E) en position couchée, horizontale, * des moyens de blocage de l'élément (E) sur le berceau

(400) et la cage, pour permettre par rotation, de posi-

tionner chaque organe d'assemblage à hauteur d'homme en position horizontale ou verticale pour le travail de nettoyage et de rechargement des alésages d'assemblage, B) une machine-outil (500) avec un plateau (540) équipé d'organes d'appui (550, 560) pour recevoir les extrémités d'un élément à réparer, en position précise, bloquée au niveau des organes d'assemblage à usiner,

C) des moyens de levage et de manutention (600) pour trans-

porter l'élément de grue dans le berceau de la cage rota-

tive puis du berceau sur le plateau de la machine-outil ainsi que pour soulever et tourner l'élément et changer sa

position pour effectuer les différents usinages.

) Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la cage rotative (410) se compose de - deux anneaux circulaires formant des chemins de roulement, reliés par des barres d'écartement et - galets de roulement et d'entraînement (420, 421) associés à chaque arceau pour faire tourner la cage (410), - deux éléments de réception à branches radiales (440, 441) avec des appuis en cornière (440a, 441a) pour recevoir

l'élément (E) par deux de ses arêtes ainsi que des disposi-

tifs de serrage et de blocage réglables (451a, 450a), dans des positions homologues aux deux éléments de réception

pour tenir et serrer la ou les autres arêtes de l'élément.

11 ) Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'organe d'appui (200, 550, 560) est constitué par une équerre d'axe vertical (804, 805) formant sur le dessus une surface d'appui de référence destinée à recevoir la surface d'appui de l'élément à réparer, ainsi qu'un dispositif de

blocage à levier escamotable et vérin de serrage (800).

12 ) Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'organe d'appui (560) comporte des butées de positionnement (820, 821), débordant latéralement de la surface de référence

de l'organe d'appui pour permettre le positionnement horizon-

tal de l'élément, par rapport à cette double référence.