LU82674A1 - Perfectionnements aux coupeuses de tubes - Google Patents

Description

! D. 51.2o4

-8 2 6^ k AND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG

Brevet N°..............................................

au ....3o.....juillet -19.8.0 Monsieur le Ministre . ÂrieKÏn de l’Economie Nationale et des Classes Moyennes

Titre delivre : .....................................

Service de la Propriété Industrielle ôJæI LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention w I. Requête .....Monsieur—Jean.. MarleJgEBEüU......456.,.....rue Jean...Jaurès,,......â.....5.9..4.1.0.......................(d .....ÄNZm^....Erance.^....r.epr.ésenté.....par...Mo.nsièπr......J.a.o.φAe.a....âe....Mu.y.ser.ï..........................

..... agissant .en.....quali.té.....de...iaandataire.................................................................................................... (2) dépose........ ce......tx.ente.....j.ulllet.....19.00...gua.tro.r.vingt_____________________________________ (3) à.........15.___________ ... heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : .......".p.er.fectionneiaen.ts.aux.coupeusesde tubes"..____________________________________________________________________________(4) déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont) : ......le...dépo.sant...........................................................................................................................................................................................................................(5) 2. la délégation de pouvoir, datée de .........LILLE........................................ le ......1q.....3Uin.,..19..8.Q............

3. la description en langue..........française................................. de l’invention en deux exemplaires ; 4.........3.................... planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le.......3.0.....j..uillet....l9.8.o............................................................................................................................................................................................................

revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6)........................hr.eY.efc............................................déposée® en (7)................EE.ä&.ß.O.............................................................................................

le ........2....aoÛt....l.9..7.9...........(Neu......19......2,o255).................................................................................................................................................(8) au nom deU....Jëp.QS.an.t............................................................................................................................... (9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................

.......3.5.,......bld.*.....Royal...................................................................................,.......................................................................................................................(io) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes [Susmentionnées, — avec ajoprnement de cette délivrance à ... ..............II.................. ..... mois.

.......\ II. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 3o juillet 198o

Pr. le Ministre -λ ·;.- à 15 heures /È / %\ de l’Économie Nationale et fies Classes Moyennes.

W. , ..................... p-911 a mm / i * - I D. 51.2o4

! REVENDICATION DE LA PRIORITE

de la demande de brevet / jd’/uritfti/

, ' En FRANCE

-

Du 2 AOUT 1979

: ULAAMJ

Mémoire Descriptif déposé à l’appui d’une demande de

BREVET D’INVENTION

au

Luxembourg

au nom de : Monsieur Jean Marie VERET

pour: "Perfectionnements aux coupeuses de tubes".

ή

Domaine technique.

La présente invention concerne une coupeuse de tubes dans laquelle plusieurs outils tournent autour d'un tube immobilisé en rotation et sont manoeuvrés radia-5 lement à l*alde d'un moyen d'avance avec porte-outils actionné à partir d'une partie fixe de la coupeuse.

Problème posé.

On a fréquemment à tronçonner des tubes. Ce tronçonnage se fait de façon courante, soit avec des outils 10 tranchants à enlèvement de métal, soit par des molettes qui déforment localement le métal, le repousse, jusqu'à obtenir le tronçonnage. Comme il existe de nombreux diamètres de tubes et que ceux-ci peuvent avoir non seulement des sections circulaires mais des sections ovales, polygonales 15 régulières ou Irrégulières, convexes ou meme concaves, il est important d'avoir une machine polyvalente.

Etat de la technique antérieure et inconvénients.

Dans certaines machines, le tube lui-meme est animé d'un mouvement de rotation. C'est le cas du brevet 20 français 2,507.605 du 17 avril 1975· Comme le tube est en mouvement, il est difficile d'obtenir une coupe précise en longueur.

C'est ce premier inconvénient que veut éviter la présente invention.

25 Dans d'autres dispositifs, les outils de coupe sont commandés dans leur mouvement d'avance et de retrait du tube par des rampes hélicoïdales se déplaçant relativement au porte-outils. La plupart du temps, le porte-outils est solidaire d'un plateau tandis que les rampes hélicoïdales , 30 sont solidaires d'un deuxième plateau. L'entrainement des ! ........ ^ 2 i j plateaux se fait par engrenages. C'est ce que l'on trouve |j décrit, notamment, dans les brevets français 2.141.518 j du 5 Juin 1971 et 2.220.555 du 9 mars 1975. Ces rampes ! impliquent des lois immuables d'avance et de retrait des | 5 outils. Lorsque le retrait de l'outil s'opère par inversion | du sens de rotation du moteur de commande et par conséquent des plateaux, il y a une perte de temps puisque la loi de retrait est rigoureusement identique, au sens près, à la loi d'avance. Certaines versions prévoient des rampes 10 continues avec une loi d'avance différente de la loi de retrait de l'outil. Ceci offre néanmoins un inconvénient puisque les lois doivent etre déterminées pour des types donnés de tube. La machine manque donc de souplesse pour des coupes de tubes de différents diamètres et de diffé-15 rentes épaisseurs.

Ce sont ces divers inconvénients que se propose d'éliminer la présente invention.

Exposé de l'invention.

La coupeuse de l'invention est caractérisée 20 principalement par la combinaison des moyens suivants : a) les porte-outils sont maintenus à l'extrémité du petit bras de levier du deuxième genre prenant appui sur un organe tournant coaxialement au tube, lesdits leviers étant coudés pour que l'extrémité libre de leurs grands 25 bras se maintienne dans un secteur pratiquement diamétralement-opposé à l'outil et reçoive son effort moteur à partir d'un poussoir élastique oblique correspondant à chaque levier, ancré sur un plateau concentrique à l'organe tournant et qui est pratiquement solidaire , en rotation de celui-ci, à un décalage angulaire près 3 en avance ou en retard déterminant l'oscillation des leviers, b) d'un organe susceptible d'actionner le décalage angulaire - du plateau par rapport à l'organe tournant supportant 5 les leviers porte-outils, c) d'un étau serrant le tube coaxialement au plateau et à l'organe tournant quel que soit le diamètre dudit tube.

Suivant une forme préférée de réalisation, 10 l'organe tournant, support de points d'appui des leviers, est un plateau concentrique au plateau des poussoirs, les deux plateaux étant entraînés séparément en rotation.

Une autre caractéristique essentielle de l'invention est de prévoir que la rotation des plateaux se fait 15 par deux groupes de courroies trapézoïdales, chacun des groupes étant commandé par un varlateur susceptible de petites différences de vitesses angulaires, la commande de variation des vitesses angulaires réalisant la commande de coupe. La commande par courroies trapézoïdales est beau-20 coup plus avantageuse, dans le cas présent, que la commande par engrenages car elle a beaucoup plus de souplesse. En effet, il arrive que des nuances d'acier soient plus ou moins dures et meme que l'on observe des hétérogénéités de dureté pour des tubes soudés suivant une génératrice 25 et qui n'ont pas été recuits puisque la structure du métal est alors hétérogène.

Plus précisément, le premier, plateau est commandé directement par la poulie motrice tandis que le deuxième plateau est commandé par une poulie intermédiaire entraînée elle-meme par la poulie motrice, l'arbre de ladite poulie ' I . Intermédiaire étant parallèle à l'arbre moteur et à l'axe de la coupeuse mais pouvant se déplacer, légèrement perpendiculairement à lui-même, ladite poulie intermédiaire ayant des gorges dont la largeur peut légèrement varier, c'est- 5 à-dire que les gorges réceptrices peuvent s'écarter lorsque les gorges motrices se rapprochent et inversement, ce qui modifie légèrement en plus ou en moins la vitesse du deuxième plateau par rapport à celle du premier·

Le moyen susceptible d'actionner le décalage 10 angulaire des plateaux est un dispositif assurant le déplacement de l'arbre de la poulie intermédiaire. Il s'agit ici de la commande même de coupe du tube qui peut se faire automatiquement ou à partir d'un simple levier manuel à commande directe ou encore à servo-moteur hydraulique ou 15 pneumatique.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, le poussoir élastique se compose d'un guide cylindrique entouré d'un ressort hélicoïdal travaillant à la compression qui s'appuie sur une butée que l'on peut régler dans l'axe 20 du ressort. L'élasticité de ce poussoir permet, lorsqu'on t emploie des molettes comme outil de coupe, de couper des ' tubes à sections autres que circulaires puisque les variations de dimensions sont absorbées par ledit poussoir. Solution au problème, avantages et résultat industriel.

25 Comme on vient de le voir, la coupeuse de l'in vention permet une grande souplesse d'exploitation puisqu'elle peut couper des tubes de dimensions, de, natures et de formes très diverses sans nécessiter de changer la tête de coupe.

30 L'invention sera mieux comprise à l'aide de /L_ 5 la description suivante qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustré par les desßins joints·

Brève description des figures.

5 Dans ces dessins :

La figure 1 est une vue en élévation des porte-outils, des molettes dans le cas présent, dans leur position dégagée au maximum ; l'un des porte-outils est représenté dans sa position d'engagement maximum en pointillés. ·

La figure 2 est une vue de profil de la tete coupeuse avec ses deux plateaux, une moitié de la figure représentant une coupe de ladite tete coupeuse.

La figure 5 est une.vue détaillée d'un bras porte-outils avec la décomposition des forces lors de la ^5 coupe.

La figure 4 est une vue en élévation schématique du dispositif d'entraînement de la tete coupeuse.

La figure 5 est une coupe de la poulie intermédiaire lorsque les outils sont en position neutre, c'est-20 à-dire n'avancent, ni ne reculent» t.

La figure 6 est une coupe de la poulie intermédiaire lorsque les outils reculent, c'est-à-dire en position d'ouverture des molettes.

La figure 7 est une coupe de la poulie internées diaire lorsque les outils se rapprochent pour couper le tube·

La figure 8 est une coupe de l'étau transversalement à l'axe de rotation de la coupeuse.

La figure 9 est une vue en plan de l'étau. Description d'un mode de réalisation.

, ^ La coupeuse se compose d'un fut ou support j ‘ fixe cylindrique 1 qui maintient extérieurement, à l'aide \ 6 d'un écrou 2, les roulements 5 et 4 d'un plateau 5 porte-outils. Ces porte-outils sont constitués par des leviers coudés 6, 7j 8 qui sont articulés respectivement en 9* 5 10, 11 sur le plateau 5 et qui portent, à une extrémité des molettes 12, 15, 14. Les axes d'articulation 9> 10/ 11 sont parallèles à l'axe 15 de la coupeuse qui est concentrique au tube 16 à couper· Les extrémités libres 17, 18, 19 des leviers 6, 7* 8 se trouvent dans une position prati-10 quement diamétralement opposée à leurs axes d'articulation 9, 10, 11 et sont actionnées par des poussoirs élastiques tels que 20 qui s'articulent au bout d'un levier tel que 8 en 21 et dont l'autre extrémité s'articule en 22 sur un deuxième plateau concentrique 25 au premier plateau 15 ou organe tournant 5. Le plateau 25 tourne par rapport à l'organe tournant ou plateau 5 grâce à des roulements 24. En fait, les deux plateaux 5 et 25 sont entraînés èn rotation par des gorges, respectivement 25, 26 et 27, 28 qui ont le meme diamètre et le plateau 25 peut se déplacer 2o angulairement par rapport au plateau .5 entre une position qui correspond à celle du levier 8, la plus écartée qui est représentée en traits pleins à la figure 1, et une position où le levier 8 prend ce qui est représenté en pointillés en 81 à la figure 1, c'est-à-dire que l'articulation 25 22 solidaire du plateau 25 vient prendre la position 221 repérée en pointillés. Le décalage angulaire eBt de l'ordre de 60°. Ce décalage est obtenu par le dispositif qui va maintenant etre décrit et illustré aux figures 4 à 7.

Les plateaux 5 et 25 sont concentriques. Le ninf.cflii R oflf. *>ntr’a1né nar des courroies trapézoïdales 7 29 directement par la poulie motrice 30. Le plateau 25 est entraîné par des courroies trapézoïdales 51 à partir d'une poulie intermédiaire 52 qui est elle-meme entraînée par la poulie motrice 50 à l'aide de courroies trapézoïdales 5 53. L'axe de la poulie intermédiaire 52 est parallèle à l'arbre moteur de la poulie 30 et à l'axe de la coupeuse mais il peut se déplacer perpendiculairement à lui-meme suivant la flèche 34. Les flancs de gorge 35, 36, 37 médians de la poulie 32 peuvent se déplacer latéralement tandis 10 que les flancs de gorge 38 et 39 sont fixes. En fait, il y a deux courroies 31 et deux courroies 33. Lorsque la poulie Intermédiaire 32 est dans une position médiane, les courroies 31 et 33 parcourent des circonférences identiques sur la poulie 32 (figure 5) et la vitesse circonféren-I5 tielle des courroies 31 est rigoureusement identique à celle des courroies 39*

Lorsque l'on veut ralentir le plateau 23 par rapport au plateau 5, c'est-à-dire écarter les molettes 12, 13, 14 de l'axe de la coupeuse, bn déplace la poulie 20 Intermédiaire 32 vers la poulie 30 de façon que les courroies 31 descendent dans les gorges tandis que les courroies 33 montent dans les gorges (figure 6) si bien que la vitesse linéaire des courroies 31 est inférieure à la vitesse linéaire de la courroie 29, 25 Inversement, lorsque l'on veut exécuter une coupe, on fait tourner le plateau 23 à une vitesse légèrement plus grande que celle du plateau 5 pour agir sur les poussoirs tels que 20 et rapprocher les leviers 6, 7, 8 de l'axe de la coupeuse en meme temps que les molettes 12, 13, 14.

50 four cela, on rapproche l'axe de la poulie intermédiaire ; 8 ί ' 52 des plateaux 5 et 25 si bien que les courroies 51 montent dans les gorges tandis que les courroies 55 descendent dans les gorges (figure 7)·

Le mouvement de déplacement de la poulie inter-rj médiaire 52 suivant la flèche 54 est réalisé soit directement par un levier manuel soit à l'aide d'un servo-moteur pneumatique ou hydraulique qu'il est facile d'imaginer et qu'il est Inutile de décrire ici·

Les poussoirs élastiques tels que 20 sont réali-10 sés par un guide central 4o qui maintient un ressort hélicoïdal 41 ou une série de rondelles Belleville, par exemple. La tension préalable du ressort 4l peut être réglée par vissage, par exemple.

La cinématique de l'appareil peut être complétée 25 en précisant que les plateaux et les outils tournent dans le sens des flèches 42 et 45 (figures 5 et 4).

La figure 5 illustre clairement le gros avantage de l'emploi des leviers coudés tels que 8 dans la décomposition dynamique des différentes forces de coupe.

2q En fait, la molette 14 exerce sur son axe, lors de la coupe, une force P que l'on retrouve pratiquement identique en Fl sur l'articulation 11. Cette force Fl se décompose en une force F2 radiale et en une force F5 tangentielle· Celle-ci est la force que le couple d'entraînement du plateau 25 5 doit vaincre. On remarque qu'étant donné la disposition de l'axe de la molette 14 par rapport à l'articulation 11, la force F5 est relativement faible.

Pour réaliser cette force F, il faut exercer avec le poussoir 20 une force F4 qui, étant donné le rapport / 50 (ies tras de levier, est environ quatre fois plus faible 9 que la force F. Cette force F4 se décompose en une force tangentielle F5 et une force radiale F6. La force tangentiel-le F5 est celle que doit vaincre le plateau tournant 25 à l'aide des courroies 55 et 51. On remarque aussi que 5 la force F5 est relativement faible. Une autre particularité favorable à 1*invention est que lors de la rotation du plateau 25 par rapport au plateau 5 dans le sens de l'avance des molettes telles que 14, le poussoir 20 prend une inclinaison qui se rapproche des rayons. La décomposition de 2o la force F4 se fait donc avec un angle "a" qui va en diminuant au fur et à mesure que les ressorts 4l s'aplatissent.

Par conséquent, la force tangentielle F5 augmente moins rapidement que linéairement par rapport à la force F. Il en résulte que le couple à exercer pour la coupe a tendance 15 à diminuer au fur et à mesure que l'avance des outils se réalise. Le bon fonctionnement de la coupeuse nécessite un maintien correct du tube dans l'axe de la coupeuse.

Pour obtenir un bon rendement de la coupeuse il est indispensable que cet étau s'adapte rapidement aux diverses dimensions 2o de tubes et réalise une action rapide aussi bien au serrage qu'au desserrage.

Un tel étau est illustré aux figures 8 et 9 où on reconnaît deux mors 44, 45 possédant des mordaches en V 46, 47 qui serrent le tube 16. Les mors 44, 45 coulissent 25 sur des guides 48, 49, 50, 51 et sont actionnés de façon symétrique par deux mécaniques similaires composées de leviers 52, 55 oscillant autour d'axes verticaux 54, 55 commandés par deux autres leviers 56* 57 oscillants. Les extrémités libres des leviers 52, 55 comportent des galets 50 58, 59 qui se déplacent dans des rainures 60, 61 des mors I ' perpendiculaires aux guides 48, 49. Les extrémités libres i 10 ί des leviers 56, 57 sont actionnées par un palonnier 62 qui se déplace dans le sens de la flèche 65 sous l'effet I ’ d'une tige de manoeuvre non représentée qui se visse dans 5 le trou fileté 64 permettant un réglage pour une gamme donnée de diamètres de tubes. Lästige de manoeuvre est maintenue dans le trou 65·

Oy i

Claims (8)

11 *

1. Coupeuse de tubes dans laquelle plusieurs outils tournent autour d'un tube immobilisé en rotation et sont manoeuvres radialement à. l'aide d'un moyen d'avance 5 avec porte-outils actionné à partir d'une partie fixe de la coupeuse, caractérisée par la combinaison des moyens suivants : a) les porte-outils sont maintenus à l'extrémité du petit bras de levier du deuxième genre prenant appui sur 10 un organe tournant coaxialement au tube, lesdits leviers étant coudés pour que l'extrémité libre de leurs grands bras se maintienne dans un secteur pratiquement diamétralement opposé à l'outil et reçoive son effort moteur à partir d'un poussoir élastique oblique correspondant 15 à chaque levier, ancré sur un plateau concentrique à l'organe tournant et qui est pratiquement solidaire en rotation de celui-ci, à un décalage angulaire près en avance ou en retard déterminant l'oscillation des leviers, 20 b) d'un organe susceptible d'actionner le décalage angulaire du plateau par rapport à l'organe tournant supportant les leviers porte-outils, c) d'un étau serrant le tube coaxialement au plateau et * à l'organe tournant quel que soit le diamètre dudit 25 tube.

2. Coupeuse, telle que définie dans la revendication 1, caractéri sée par le fait que l'organe tournant support de points d'appui des leviers est un plateau concentrique au plateau d'ancrage des poussoirs, les deux 3n plateaux étant entraînés séparément en rotation. ! . 12 } ( * t

5. Coupeuse, telle que définie dans la revendi- j cation 2, caractérisée par le fait que la rotation des plateaux se fait par deux groupes de courroies trapézoïdales, chacun des groupes étant commandé par un variateur 5 susceptible de petites différences de vitesses angulaires, la commande de variation des vitesses angulaires réalisant i la commande de coupe.

4. Coupeuse, telle que définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que le premier 10 plateau est commandé directement par la poulie motrice tandis que le deuxième plateau est commandé par une poulie intermédiaire entraînée elle-même par la poulie motrice, l'arbre de ladite poulie intermédiaire étant parallèle à l'arbre moteur et à l'axe de la coupeuse mais pouvant 15 se déplacer légèrement perpendiculairement à lui-même, ladite poulie intermédiaire ayant des gorges dont la largeur peut légèrement varier, c'est-à-dire que les gorges réceptrices peuvent s'écarter lorsque les gorges motrices se rapprochent, et inversement, ce qui modifie légèrement 20 en plus ou en moins la vitesse du deuxième plateau par rapport a celle du premier.

5· Coupeuse, telle que définie dans la revendication 4, caractérisée par le fait que le moyen susceptible d'actionner le décalage angulaire dee

25 Plateaux est un dispositif assurant le déplacement de l’arbre de la poulie intermédiaire.

6. Coupeuse, telle que définie dans l'une quelconque des revendications précédentes, prise isolément, caractérisée par le fait que le poussoir élasti- ____ ____— J I ..4 Air14n>)n4niiû anf ηιιτιό 8 ·ηη ΤΌβΟΓΓΡt". 1? hélicoïdal travaillant à la compression qui s'appuie sur une butée que l'on peut régler dans l'axe du ressort· 7°/ Coupeuse, telle que définie dans l'une quelconque des revendications précédentes, prise isolément, 5 caractérisée par le fait que les outils de coupe sont des molettes à bord tranchant. ' UUÜJO^ /.