Machine de meulage automatique
La présente invention concerne une machine de meulage automatique pour enlever un cordon de soudure ou autre matière de l'extérieur d'un tube.
De nombreuses applications d'intérêt actuel nécessitent de longs tronçons continus de tubes métalliques. Par exemple, des échangeurs de chaleur à action instantanée et à étages multiples pour de grandes installations de dessalage utilisent de nombreuses rangées parallèles de ces tubes en tronçons continus pouvant atteindre approximativement 90 m. Etant donné qu'il est impossible de transporter économiquement des tubes de cette longueur, un dispositif de travail sur place pour souder des sections de tubes à éléments mis bout à bout pour fabriquer les longs tronçons voulus est nécessaire. Il faut que de telles soudures bout à bout ne soient pas poreuses et qu'elles aient une résistance mécanique importante.
Un autre impératif préalable pour de nombreuses applications d'intérêt industriel réside dans le fait que les diamètres extérieurs du joint soudé ne doivent pas varier de façon appréciable par rapport aux dimensions du tube lui-même.
Des variations du diamètre extérieur de la soudure par rapport à la dimension nominale du tube gênent souvent le montage mécanique des longs tronçons de tubes. De façon typique, il faut que ces tubes s'ajustent dans une série d'ouvertures alignées, situées à des positions correspondantes dans des plaques de chicanes parallèles délimitant une chambre et montées dans un échangeur de chaleur ou un élément analogue. Normalement, de telles ouvertures ont une dimension à peine supérieure au diamètre extérieur du tube. Si le joint soudé est trop grand, le tube réuni ne s'ajuste pas à travers les ouvertures des chicanes. Si le joint n'est pas assez grand, sa résistance mécanique sera diminuée.
Toutefois, on ne possède pas actuellement un dispositif de meulage pour meuler au lieu de travail des soudures bout à bout non poreuses et solides ou autres irrégularités sur la surface des tubes avec des tolérances de diamètres serrées.
C'est pourquoi la présente invention a pour objet une machine de meulage de tubes métalliques.
La machine de meulage selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de fixation pour fixer le tube le long d'un axe du tube, un plateau de meulage monté de manière à tourner autour de l'axe de tube, une meule rotative fixée au plateau de meulage de manière à tourner autour de l'axe du tube, un dispositif pour faire tourner le plateau de meulage, un dispositif attaché au plateau de meulage pour pousser la meule vers l'axe du tube et pour empêcher que la périphérie de la meule ne se déplace radialement vers l'axe du tube plus que d'une distance prédéterminée, plusieurs sources pour faire fonctionner lesdits éléments de la machine, et un dispositif de commande pour relier automatiquement les sources, suivant des intervalles de temps prédéterminés, auxdits éléments de la machine.
Une forme d'exécution de la machine de meulage objet de l'invention sera décrite à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé dans lequel:
La fig. 1 est un schéma synoptique d'une machine de meulage dont le groupe de meulage est combiné avec un dispositif de soudage.
La fig. 2 représente le groupe de meulage de la fig. 1.
La fig. 3 représente un schéma d'un circuit servant à faire fonctionner automatiquement un dispositif pour l'agencement du groupe de meulage de la fig. 1.
Les fig. 4A à 4C représentent des diagrammes de chronodéclenchement illustrant le dispositif séquentiel pour l'agencement du groupe de meulage de la fig. 1.
La fig. 1 représente sous une forme synoptique un groupe de meulage 60 fixé à un carter principal 11 par l'intermédiaire de bâtis 61, 62 et 63. Un des tubes métalmiques 5 et 6 à réunir ensemble traverse le groupe de meulage 60 le long d'un axe de ce tube.
Le tube métallique peut être constitué, par exemple, par des compositions faites d'un métal et de cuivre, comme par exemple, des alliages cuivre-nickel, mais il n'y est pas limité. On peut meuler à l'aide de la présente machine des tubes métalliques ayant beaucoup d'autres compositions comme des aciers, des aciers inoxydables, des alliages de titane et d'aluminium.
On utilise un circuit de commande 100 pour actionner automatiquement le groupe de meulage 60 ainsi que pour régler le débit de l'air comprimé et du courant actionnant un moteur. Une source de courant continu 19 reliée au circuit de commande 100 par des conducteurs 144 envoie le courant pour faire tourner dans les deux sens les structures à mouvement orbital comprises dans le groupe de meulage 60 qui est relié au circuit de commande 100 par des conducteurs 71.
Une source d'air comprimé 17 reliée au circuit de commande 100 par un tuyau 195 sert à entraîner une meule pneumatique 65 (fig. 2) montée dans le groupe de meulage 60 qui est relié au circuit de commande 100 par un tuyau 196. On peut voir l'identité des conducteurs et conduits particuliers reliant les diverses sources, le circuit de commande 100 et le groupe 60 sur la fig. 3, les mêmes références étant utilisées sur toutes les figures pour identifier les mêmes éléments structuraux. Finalement, un interrupteur 106 déclenchant un cycle de meulage, est monté sur le carter principal 11 et est relié de manière à mettre sous tension le circuit de commande 100.
Le groupe de meulage 60 peut être construit et utilisé séparément, ou bien en combinaison avec un groupe de soudage 20 représenté à la fig. 1, qui est aligné le long de l'axe du groupe de meulage 60. Ce groupe de soudage peut être de n'importe quelle construction commune, ou bien il peut être celui décrit dans le brevet No 497943.
Dans ce cas, le groupe de soudage 20 est fixé au carter principal 11 (fig. 1) par l'intermédiaire de bâtis 21 et 22, et il est actionné par le circuit de commande 100.
Le circuit de commande 100 est en plus relié à une source 15 de gaz inerte à haute vélocité par un tuyau 121, une source 13 de gaz inerte à basse vélocité par un tuyau 132, et une source 18 d'eau de refroidissement par un tuyau 164.
Le circuit de commande 100 est accouplé au moyen d'un nombre de conducteurs et de tuyaux au groupe de soudage 20. Des conducteurs 154 et 151 joignent respectivement une source 16 de courant de soudage à une électrode de soudage et au circuit de commande 100. Des conducteurs 41 et 170 joignent le circuit de commande 100 à un moteur tournant un plateau portant l'électrode affixée au même. Un tuyau 123 conduit du gaz inerte à haute vélocité de la source 15 à une fin du tube devant être soudé et vers l'électrode soudante, qu'un tuyau 136 et le tuyau 123 délivrent du gaz inerte à basse vélocité d'après un programme prédéterminé. Des conducteurs 56 servent à pourvoir de courant continu à partir de la source 19, le moteur susmentionné tournant le plateau portant sur lui l'électrode et un mécanisme fournissant le fil métallique soudant vers l'électrode.
Un tuyau 165 sert à conduire l'eau de refroidissement à partir de la source 18 vers l'électrode. Un interrupteur 105 déolenchant un cycle de soudage est monté sur le carter principal 11 et est relié de manière à mettre sous tension le circuit de commande 100.
L'agencement de meulage 60 est représenté en détail sur la fig. 2 et il comprend deux mandrins 64 et 66 servant à fixer en place le tube comportant une soudure intérieure. Les mandrins 64 et 66 sont respectivement reliés au carter principal 11 par l'intermédiaire des éléments de bâti 63 et 61. Un plateau 67 supportant un appareil de meulage est monté en vue de sa rotation dans l'élément de bâti 62 au moyen d'un roulement à rouleaux ou d'un élément analogue. Un moteur 70 est fixé à l'élément de bâti 63 et il coopère avec un accouplement approprié 74 constitué, par exemple, par des pignons ou des éléments analogues, afin de faire tourner le plateau 67 suivant un mouvement de va-et-vient.
Plus particulièrement, le moteur 70 fait tourner le plateau 67 en sens inverse des aiguilles d'une montre ou dans le sens des aiguilles d'une montre (en regardant la droite de la fig. 2) quand les conducteurs 71 du moteur sont mis sous tension par le circuit de commande 100 et par la source de potentiel 19 avec un potentiel ayant une polarité qui est la même que celle qui est portée par des signes sur la fig. 2 ou qui a une polarité inverse.
Un bras 72 est fixé au plateau de meulage 67 et il comporte une pièce de blocage réglable 73 sur l'une de ses extrémités. La pièce de blocage 73 comporte une tringlerie à ressort 75 qui pousse un bloc 69 radialement vers l'intérieur en direction du tube métallique. Une meule 65 est montée et tourne sur le bloc 69 et elle peut être déplacée radialement avec le bloc. Au bloc 69 est également fixé un moteur pneumatique 80 entraînant la meule 65. Ce moteur reçoit sélectivement de l'air comprimé provenant du circuit de commande 100 et d'une source d'air comprimé 17 au moyen du conduit 196.
Au bloc 69 est également fixé un bloc de guidage 82 dans lequel est monté un roulement à billes (non représenté) et qui peut porter sélectivement contre le tube 5 à gauche de la zone de soudure. Pendant le cycle de meulage, la meule 65 enlève le cordon de soudure extérieur et des irrégularités extérieures en saillie sous la sollicitation du ressort 75 s'exerçant contre le bloc 69.
La base du bloc de guidage 82 contient une portée à bille (non représentée) et est en contact avec le tube 5 quand le cordon de soudure en excès ou autre irrégularité a été enlevé par la meule jusqu'à une profondeur prédéterminée sans mordre par meulage dans la surface du tube. Lorsque le cordon a été enlevé de manière que la périphérie de la meule 65 se trouve de niveau avec la surface extérieure nominale du tube, la portée placée dans le bloc 82 vient en contact avec le tube pour empêcher un autre enlèvement de métal. En conséquence, le bloc 69 et la meule 65 ne peuvent pas continuer à se déplacer radialement vers l'intérieur. Par suite, du fait que la meule 65 exécute un mouvement orbital autour du joint soudé grâce au plateau tournant 67, la partie extérieure en saillie dont le diamètre est supérieur à la dimension nominale extérieure du tube est uniformément enlevée.
En conséquence, le joint de soudure terminé ou l'endroit irrégulier a une dimension extérieure qui est avantageusement la même que celle du tube 5 ou 6.
Le circuit de commande 100 et les sources d'air comprimé, de gaz et d'électricité réglées par ce circuit sont représentés sur la fig. 3. Sur ce dessin composite, les contacts de relais sont représentés à part avec un X ou un trait vertical représentant respectivement des paires de contacts normalement ouverts et des paires de contacts normalement fermés. Le circuit de commande 100 comprend une source de courant 102 pouvant être reliée à une barre omnibus de meulage 175 par l'interrupteur 106 actionnant le cycle de meulage, montés sur le carter principal 11.
La partie du cycle de meulage est actionnée par l'enfoncement de l'interrupteur 106 de la meule placée sur le carter principal 11, ce qui a pour résultat d'envoyer momentanément à la barre omnibus de meulage 175 un potentiel provenant de la source 102. Un interrupteur temporisé 172 excite la bobine 173, ce qui ferme deux contacts de relais 174 montés en parallèle avec l'interrupteur 106 pendant la durée du cycle de soudage, c'est-à-dire pendant la période m-o représentée sur la fig. 4A. Les deux bobines de relais 178 et 185 ainsi que leurs contacts associés 179-1 et 179-2, 186-1 et 186-2 ainsi que les interrupteurs de chronodéclenchement 177, 183 et 184 provoquent le mouvement orbital, représenté sur la fig. 4B du plateau de meulage 67 mouvement de va-et-vient.
Plus particulièrement, un potentiel ayant la polarité représentée sur la fig. 2 amène le moteur 70 à entraîner le plateau de support 67 du dispositif de meulage en sens inverse des aiguilles d'une montre pendant l'intervalle m-n de la fig. 4B. Un potentiel de polarité opposée provoque une rotation inverse de remise en position initiale entre les temps n-o.
Finalement, un interrupteur de chronodéclenchement 191 excite sélectivement une bobine 192 reliée à une soupape 193 pour commander l'écoulement d'air comprimé à partir de sa source 17 jusqu'au moteur pneumatique 80 de meulage au moyen d'un conduit 196. En particulier, le moteur de meulage 80 est entraîné pendant l'intervalle m-n de la fig. 4C.
En égard à la structure décrite ci-dessus, on va maintenant considérer le fonctionnement pour un cycle de meulage.
Un ouvrier appuie sur l'interrupteur 106 qui déclenche le cycle de meulage et qui est placé sur le carter principal 11, ce qui a pour effet de maintenir le courant sur la barre omnibus de meulage 175 grâce à l'action du relais 173-174. Ce fonctionnement est supposé se produire pendant l'intervalle de temps m-o de la fig. 4A. La soupape 193 s'ouvre immédiatement au temps m pour envoyer de l'air comprimé au moteur 80 qui fait alors tourner rapidement la meule 65. Les contacts 179-1 et 179-2 se ferment, grâce à quoi le moteur 70 fait tourner le plateau de support de meule 67, en même temps que ses dispositifs associés, dans le sens des aiguilles d'une montre. Du fait que la meule 65 tourne autour du joint elle enlève en continu du métal de soudure jusqu'à ce que le fond du palier dans le bloc de guidage 82 vienne en contact avec le tube 5.
Ce palier empêche alors tout nouveau déplacement de la meule 65 radialement vers l'intérieur. En conséquence, la meule 65 dans son déplacement orbital crée une périphérie de joint de soudure dont le diamètre est le même que le diamètre extérieur nominal des tubes 5 ou 6.
Le plateau rotatif 67 est conçu de manière à exécuter un peu plus d'un tour autour de la soudure pendant l'intervalle m-n de la fig. 4B sous la commande de l'interrupteur de chronodéclenchement 177. Après le temps n de la fig. 71, la soupape 193 se ferme et le moteur à mouvement orbital 70 inverse son sens de rotation (fig.
4B) en réponse à l'ouverture des contacts 179-1 et 179-2 ainsi qu'à la fermeture des contacts 186-1 et 186-2. Pendant la période suivant n-o (fig. 4B) le plateau de meulage 67 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre pour revenir à sa position initiale. Au temps o le cycle opératoire de meulage est terminé, et les contacts 174 de maintien de potentiel ouvrent un circuit en réponse à l'action du chronodéclencheur 172, ce qui coupe le courant envoyé à la barre omnibus de meulage 175.
Un ouvrier libère alors la pièce de blocage 73 et ouvre les mandrins 64 et 66. Le tube peut être enlevé en vue de son utilisation.
On voit que la machine de meulage a été décrite par l'exposé qu'on vient de faire pour adapter des tubes métalliques ayant n'importe quelle longueur prédéterminée, d'une manière relativement simple, automatisée et fiable. Un tel tube comprend des sections de tubes contiguës ayant un diamètre extérieur régulier.