DISPOSITIF DE CENTRAGE ET DE SERRAGE DE PIECES TUBULAIRES

DEVICE FOR CENTERING AND CLAMPING TUBULAR PARTS

English Abstract

The invention concerns a device for centering and clamping tubular parts such as conduits designed to form pipeline pipes of the type consisting of an elongated cylinder (1) comprising in particular clamping means, such as at least clamping shoes (2) arranged over its entire periphery and adapted to be radially mobile projecting from said cylinder (1) to be urged to press against the walls of the conduits to be clamped as well as means for moving each of the series of clamping shoes (2) between a position projecting from the cylinder (1) and a position wherein they are retracted into the cylinder (1). The invention is characterized in that said driving means consist of a driving member (3) removably connected to a plate (4) which bears a plurality of support components (5) on each of which is mounted pivoting about an axis of the first end of a link rod (6) in the manner of a swivel joint, the second end of the link rod (6) being likewise mounted pivoting about an axis, in the manner of a swivel joint in a second support component bearing a centering shoe (2), the sliding driving movement of the driving member (3) in a longitudinal direction of the cylinder (1) causing the first end of the link rods (6) to pivot while the resulting pivoting movement of the second end of the link rods (6) causes the radial displacement of the associated clamping shoes (2). The invention is applicable to the construction of piping systems.

French Abstract

La présente invention concerne un dispositif de centrage et de serrage de
pièces tubulaires telles que des conduits destinés à former des canalisations
de type pipeline du type constitué d'un cylindre allongé (1) qui renferme
notamment des moyens de serrage, tels que au moins une série de patins de
serrage (2), disposés sur toute sa périphérie et agencés pour se déplacer
radialement en saillie dudit cylindre (1) pour venir en appui sur les parois
des conduits à serrer ainsi que des moyens d'entraînement en déplacement de
chaque série de patins de serrage (2) entre une position en saillie du
cylindre (1) et une position où ils sont effacés dans le cylindre (1 ).
L'invention consiste en ce que lesdits moyens d'entraînement sont constitués
d'un organe d'entraînement (3) relié de manière détachable à un plateau (4)
qui porte une pluralité de pièces d'appui (5) sur chacune desquelles est
montée pivotante autour d'un axe la première extrémité d'une biellette (6) à
la manière d'une rotule, la seconde extrémité de la biellette (6) étant
également montée pivotante autour d'un axe, à la manière d'une rotule dans une
seconde pièce d'appui portant un patin de serrage (2), l'entraînement en
coulissement de l'organe d'entraînement (3) dans une direction longitudinale
du cylindre (1) provoquant le pivotement de la première extrémité des
biellettes (6) tandis que le pivotement résultant de la seconde extrémité des
biellettes (6) provoque le déplacement radial des patins de serrage (2)
associés. Application à la construction de canalisations.

Claims

6
REVENDICATIONS
1. Dispositif de centrage et de serrage de pièces tubulaires telles que des
conduits
destinés à former des canalisations de type pipeline, du type constitué d'un
cylindre
allongé (1) qui renferme notamment des moyens de serrage, tels que au moins
une
série de patins de serrage (2), disposés sur toute sa périphérie et agencés
pour se
déplacer radialement en saillie dudit cylindre (1) pour venir en appui sur les
parois des
conduits à serrer ainsi que des moyens d'entraînement en déplacement de chaque
série de patins de serrage (2) entre une position en saillie du cylindre (1)
et une
position où ils sont effacés dans le cylindre (1),
caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement sont constitués d'un
organe
d'entraînement (3) relié de manière détachable à un plateau (4) qui porte une
pluralité
de pièces d'appui (5) sur chacune desquelles est montée pivotante autour d'un
axe la
première extrémité d'une biellette (6) à la manière d'une rotule, la seconde
extrémité
de la biellette (6) étant également montée pivotante autour d'un axe, à la
manière
d'une rotule dans une seconde pièce d'appui portant un patin de serrage (2),
l'entraînement en coulissement de l'organe d'entraînement (3) dans une
direction
longitudinale du cylindre (1) provoquant le pivotement de la première
extrémité des
biellettes (6) tandis que le pivotement résultant de la seconde extrémité des
biellettes
(6) provoque le déplacement radial des patins de serrage (2) associés.
2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'organe d'entraînement est un piston (3) pneumatique ou
hydraulique.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que des moyens de graissage sont prévus in situ pour les
biellettes
(6).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce qu'il comporte un arbre creux (8) en son centre conférant le
centrage
et la rigidité du dispositif tout en permettant le transport de tous les
câbles et flexibles.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs pistons (3) sur le même axe de
poussée
pour les petits diamètres de conduits.

7
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins deux organes de centrage
distincts
des patins de serrage et constitués respectivement d'un élément annulaire,
fixable sur
la périphérie du cylindre allongé.

Description

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WO 2006/134284 PCT/FR2006/001383
1
Dispositif de centrage et de serrage de pièces tubulaires
La présente invention concerne un dispositif de centrage et de serrage de
pièces
tubulaires telles que des conduits métalliques, mis en place bout à bout
concentriquement pour être soudés pour former des canalisations métalliques du
type
pipeline.
Lors du soudage de ces conduits, il est indispensable que les axes desdits
conduits
soient correctement alignés et que les conduits alignés soient maintenus
pendant le
soudage. En effet, en cas de mauvais alignement des axes, le joint
d'assemblage entre
les conduits est alors irrégulier, ce qui du point de vue de la qualité du
soudage réalisé,
peut conduire à la création de défauts. Un dispositif de centrage et de
serrage permet
donc d'aligner les conduits en vue de leur soudage et de maintenir cet
alignement
pendant le soudage. De tels dispositifs sont en particulier décrits dans EP1
123774,
EP076719.
Un dispositif de ce type est constitué de manière classique d'un cylindre
allongé qui
porte des moyens de serrage, tels que des patins de serrage, disposés sur
toute sa
périphérie et agencés pour se déplacer radialement en saillie dudit cylindre
pour venir
en appui sur les parois des conduits à serrer, ledit dispositif comportant
également des
moyens de motorisation lui permettant de se déplacer à l'intérieur des
conduits une fois
le soudage réalisé et les patins rétractés.
Les dispositifs actuels présentent généralement pour chaque jeu de patins de
serrage,
un piston central qui pousse une pièce massive dans laquelle sont insérés des
axes de
biellettes poussant les biellettes qui poussent ensuite des axes entrainant
des pistons
portant les patins de serrage dans des guidages radiaux pour déplacer en
saillie
radiale les patins de serrage afin de les plaquer contre la peau interne des
conduits à
assembler.
Un tel dispositif présente de nombreux inconvénients tels qu'une faiblesse au
cisaillement au niveau des axes se trouvant à chaque extrémité des biellettes,
la
nécessité de prévoir une pièce centrale par diamètre de conduit ainsi qu'une
poussée
limitée du piston à environ 10 tonnes. Par ailleurs, les axes sont maintenus
de manière
fixe dans des pièces forgées ou usinées dans la masse de sorte que, lorsqu'il
y a

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déformation d'un support d'axe et nécessité de le changer, il faut changer
l'ensemble.
De tels dispositifs sont en particulier décrits dans les brevets US 4 253 599,
WO
00/00322 et US 5 288 005.
En outre, lors de la pose de conduits à axe sensiblement horizontal, on
observe un
déséquilibre dans l'usure des pièces, les pièces ou pistons se trouvant en
position
inférieure devant être changés beaucoup plus souvent, ce qui est un
inconvénient
majeur.
On connaît par US 4 582 241 un dispositif de serrage et de centrage pour
conduits
tubulaires à souder bout à bout dans lequel les moyens d'entraînement sont
constitués
d'un piston relié par un manchon de cylindre coulissant sur un arbre, ce
manchon
comportant des logements à sa périphérie formant sièges pour des tiges
d'articulation
à tête sphérique ou ronde formant la liaison vers des arbres radialement
disposés
portant les patins de serrage. Les arbres comportent eux aussi des sièges
sphériques,
l'extrémité de la tige d'articulation étant sphérique ou circulaire.
Un tel dispositif peut éventuellement permettre d'éviter les forces de
cisaillement sur
les axes de maintien des tiges d'articulation, toutefois il nécessite des
tiges
d'articulation qui sont usinées de manière très spécifiques, les pièces
formant siège
pour lesdites tiges étant elles aussi d'un conformation spécifique. Un tel
dispositif est
donc d'une réalisation relativement complexe et donc onéreuse.
Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention a pour objet de
proposer un
dispositif de centrage et de serrage de pièces tubulaires telles que des
conduits
destinés à former des canalisations de type pipeline, du type constitué d'un
cylindre
allongé qui renferme notamment des moyens de serrage, tels que au moins une
série
de patins de serrage, disposés sur toute sa périphérie et agencés pour se
déplacer
radialement en saillie dudit cylindre pour venir en appui sur les parois des
conduits à
serrer ainsi que des moyens d'entraînement en déplacement de chaque série de
patins
de serrage entre une position en saillie du cylindre et une position où ils
sont effacés
dans le cylindre, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement sont
constitués
d'un organe d'entraînement relié de manière détachable à un plateau qui porte
une
pluralité de pièces d'appui sur chacune desquelles est montée pivotante autour
d'un
axe la première extrémité d'une biellette à la manière d'une rotule, la
seconde
extrémité de la biellette étant également montée pivotante autour d'un axe, à
la

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manière d'une rotule dans une seconde pièce d'appui portant un patin de
serrage,
l'entraînement en coulissement de l'organe d'entraînement dans une direction
longitudinale du cylindre provoquant le pivotement de la première extrémité
des
biellettes tandis que le pivotement résultant de la seconde extrémité des
biellettes
provoque le déplacement radial du patin de serrage associé.
De manière avantageuse, les biellettes du dispositif selon l'invention
travaillent
uniquement en compression ce qui permet de générer un effort de poussée
pouvant
aller jusqu'à 60 tonnes. Les axes servant au montage d'une biellette dans les
pièces
d'appui ne jouent aucun rôle dans l'effort de poussée, ce qui limite
avantageusement
leur usure, mais ont uniquement une fonction de rappel des pièces d'appui. De
plus, il
s'agit de biellette de conception simple, ne demandant pas une conformation
particulière contrairement aux tiges d'articulation de l'état de la technique
et donc
économique.
Chaque pièce d'appui présente un siège dans lequel se loge à pivotement
l'extrémité
d'une biellette. Chaque pièce d'appui, chaque siège et chaque organe
d'entraînement
tel qu'un piston sont les mêmes quels que soient les diamètres.
En outre, comme il n'est plus nécessaire d'introduire des axes dans une pièce
massive, il est possible de rapprocher les pièces d'appui portant les patins
de serrage
et donc d'en augmenter le nombre ce qui a pour résultat une amélioration du
serrage.
De préférence, l'ensemble pièces d'appui, biellettes et pièces d'appui portant
les patins
présente des moyens de graissage in situ.
Il est possible de prévoir plusieurs plateaux sur le même axe de poussée pour
les
petits diamètres de manière à permettre une poussée suffisante.
De préférence, selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le
dispositif
comporte un arbre creux en son centre définissant l'axe central du dispositif
et
conférant la rigidité du dispositif tout en permettant le transport de tous
les câbles et
flexibles.

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Le dispositif selon l'invention permet donc d'obtenir une transmission
d'effort
améliorée, tout en présentant des pièces d'usure facilement démontables, ce
qui
facilite grandement l'entretien et les réparations au contraire des
dispositifs précédents.
Le dispositif de centrage et de serrage selon l'invention peut être du type
équipé d'une
latte support maintenant le bain de fusion ou bien sans latte support ou peut
même
être du type pourvu d'un organe de soudage réalisant une passe par
l'intérieur.
De manière avantageuse, le dispositif selon l'invention comporte en outre au
moins
deux organes de centrage distincts des patins de serrage et constitués
respectivement
d'au moins un élément gonflable, fixable sur la périphérie du cylindre
allongé.
On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans
lequel la
figure unique représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon
la
présente invention.
Le dispositif de centrage et de serrage selon l'invention représenté à la
figure unique
est constitué d'un cylindre 1 allongé qui renferme notamment des moyens de
serrage
permettant le serrage de conduits à aligner dans lequel ledit dispositif est
engagé.
Ces moyens de serrage sont constitués par au moins une série de patins de
serrage 2,
disposés sur toute la périphérie du cylindre 1 et agencés pour se déplacer
radialement
en saillie dudit cylindre 1 pour venir en appui sur les parois des conduits à
serrer.
Sur la figure unique, deux séries de patins 2 sont représentées (une série
pour chaque
extrémité de conduits à assembler), mais il est également possible de
n'utiliser qu'une
série de patins, avec l'extrémité des patins en forme de U qui prend appui sur
chacune
des extrémités à assembler.
Des moyens d'entraînement en déplacement de chaque série de patins de serrage
sont prévus pour entraîner lesdits patins entre la position en saillie du
cylindre 1 et la
position où ils sont effacés dans le cylindre 1.
Ces moyens d'entraînement sont constitués d'un organe d'entraînement 3 tels
qu'un
piston pneumatique ou hydraulique relié de manière détachable à un plateau 4.
Ce
plateau 4 circulaire porte à sa périphérie une piurafité de pièces d'appui 5
sur chacune

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desquelles est montée pivotante autour d'un axe x la première extrémité d'une
biellette
6 à la manière d'une rotule.
La seconde extrémité de la biellette 6 est également montée pivotante autour
d'un axe
5 y, à la manière d'une rotule dans une seconde pièce d'appui encore appelé
piston 7
portant un patin de serrage 2, l'entraînement en coulissement de l'organe
d'entraînement 3 selon une direction longitudinale du cylindre 1 provoquant le
pivotement de la première extrémité des biellettes 6 tandis que le pivotement
résultant
de la seconde extrémité des biellettes 6 provoque le déplacement radial du
patin de
serrage 2 associé.
De préférence, des moyens de graissage sont prévus in situ pour les biellettes
6.
Les moyens de serrage tels que décrits peuvent également servir au centrage
des
conduits mais il est également possible de prévoir des moyens de centrage
autres tels
que des éléments fixés à la périphérie du cylindre 1 et gonflables.
Pour chaque jeu de patins de serrage, il y des moyens d'entraînement en
déplacement.
Lorsque le dispositif de centrage et de serrage est destiné à une utilisation
pour des
conduits de petit diamètre, on peut prévoir une succession de plateaux sur le
même
axe de poussée, donc de chambres pneumatiques ou hydrauliques, pour augmenter
la
force de placage avec une même pression de base.
Comme cela est visible, le dispositif selon l'invention présente un arbre
creux 8 central
permettant notamment des faire passer l'ensemble des câbles, fils et flexibles
du
dispositif ainsi que ceux appartenant à des ensembles situés à l'arrière du
dispositif
tels qu'un outil d'inspection intérieure.
L'invention n'est bien entendu pas limitée à l'exemple de réalisation décrit
mais couvre
toutes les variantes possibles dans le champ de protection des revendications.

Representative Drawing