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(11) | EP 0 727 264 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Procédé et dispositif de réalisation semi-automatique de réservoirs et de viroles |
| (57) L'entraînement et le roulage d'une bande de tôle (41) provenant d'une bobine (40) sont obtenus respectivement par l'intermédiaire de deux rouleaux motorisés (31,32), dont l'un (32) est rappelé contre le premier (31) par un vérin (34), et par un rouleau mobile (33) situé en aval des deux autres, dont le déplacement est assuré par un vérin (35) en fonction de la courbure à donner à la tôle (41). Le rayon de courbure et le défilement de la bande de tôle (41) sont contrôlés respectivement par un détecteur de proximité (50) et par une roue codeuse (60). |
[0001] L'invention concerne un procédé et un dispositif de réalisation de réservoirs et de viroles à partir de bobines de tôle.
[0002] Des problèmes d'ordre économique se posent dans la fabrication de réservoirs et de viroles en acier de grand diamètre, du fait qu'il est pratiquement exclu, pour des raisons d'encombrement, de les réaliser ailleurs que sur sites. Ceci oblige les constructeurs à ouvrir un chantier spécifique sur les lieux mêmes de l'implantation, en déplaçant une équipe parfois importante d'ouvriers spécialisés (chaudronniers industriels, soudeurs, etc.), ne disposant, pour mener à bien leur tâche, que d'un matériel de base, facilitant le formage, l'oxycoupage et le soudage de plaques de tôle, dont les dimensions doivent être limitées pour faciliter la manutention et l'assemblage. Il en résulte donc une perte de temps, se traduisant par des prix de revient élevés et des problèmes quant au respect du délai imposé par le donneur d'ordre, relativement au planning préalablement établi avec les autres corps de métier.
[0003] On connaît déjà un procédé de réalisation de réservoirs cylindriques et de viroles à partir de bobines de tôle, correspondant au préambule de la revendication 1, et un dispositif d'application de ce procédé, correspondant au préambule des revendications 4 et 5 (brevet européen 0 136 581). La virole est obtenue par plaquage de la bande de tôle contre le rebord d'un plateau tournant de diamètre correspondant, sur lequel la dite bande est introduite progressivement, au fur et à mesure du déroulement de la bobine et du redressement de la tôle. Ce procédé et ce dispositif ne peuvent, cependant, être utilisés que pour la réalisation de viroles de faible épaisseur, compte-tenu de la flexibilité de la tôle exigée par ce mode de formage.
[0004] La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Cette invention, telle qu'elle est caractérisée dans les revendications, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un dispositif permettant la réalisation semi-automatique de réservoirs et de viroles à partir de bobines de tôle.
[0005] Le procédé permettant la réalisation de réservoirs cylindriques et de viroles à partir de bobines de tôle selon l'invention, consistant à effectuer les opérations suivantes :
a) réalisation d'une première virole,
b) mise en place et solidarisation d'un toit sur la première virole,
c) levage de l'ensemble réalisé à l'opération précédente (b) à une hauteur correspondant à la largeur de la bande de tôle,
d) réalisation d'une seconde virole sous la première,
e) solidarisation de la virole réalisée à l'opération (a) à la précédente,
f) reprise des opérations (c) (d) et (e) autant de fois qu'il est nécessaire pour obtenir la hauteur de cuve désirée,
g) mise en place de l'ensemble, réalisé en suivant les opérations ci-dessus, sur un fond de diamètre correspondant et solidarisation de celui-ci à la dernière virole,
se caractérise en ce que :- les viroles sont réalisées par roulage, au fur et à mesure de l'entraînement et du déroulement de la bobine de tôle,
- lors de la réalisation d'une virole directement sous la précédente, la bande de tôle est progressivement solidarisée à la virole précédente, qu'elle entraîne en rotation ; cette solidarisation progressive à la virole précédente est précédée d'une mise en appui tout aussi progressive de cette virole précédente sur le chant de la bande de tôle en cours de défilement, jusqu'à réalisation complète de cette virole suivante,
- le contrôle du cambrage de la bande de tôle en fonction du rayon R recherché est assuré en permanence, au fur et à mesure de l'entraînement et du défilement de celle-ci.
[0006] Selon une variante du procédé selon l'invention, le cambrage de la bande de tôle est précédé d'une opération de dressage de celle-ci.
[0007] Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention exposé ci-dessus, comportant des moyens d'entraînement, de roulage et de contrôle permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle, ainsi que des moyens de coupe et de soudage, se caractérise en ce que les moyens d'entraînement et de roulage de la bande de tôle sont constitués de deux rouleaux motorisés, dont l'un est fixe et l'autre rappelé vers celui-ci par un vérin, et d'un rouleau mobile, situé en aval des deux premiers, dont le déplacement est assuré par un vérin en fonction de la courbure à donner à la tôle, en ce que les moyens de contrôle permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle sont constitués respectivement d'un détecteur de proximité et d'une roue codeuse, en ce qu'il comporte des galets associés à des vérins de levage répartis régulièrement sur une circonférence pour constituer un manège de diamètre correspondant à celui de la virole à obtenir, destiné à soutenir progressivement la tôle après cambrage, et en ce qu'il comporte un poste de découpe transversale de la tôle, un poste d'accostage, un poste de soudage longitudinal de la tôle et un tracteur à galets motorisés.
[0008] Le détecteur de proximité est situé au sommet et dans l'alignement de la bissectrice de l'angle obtus formé par deux bras solidaires l'un de l'autre et comportant, à leurs extrémités libres, un galet d'appui calibré.
[0009] Les galets calibrés sont rappelés en permanence contre la face extérieure de la tôle par un compas rappelé en position d'ouverture par un vérin à gaz.
[0010] La roue codeuse est rappelée en permanence contre la face extérieure de la tôle par un bras articulé par rapport à l'axe de liaison de l'extrémité de la tige du vérin à gaz à l'élément articulé du compas rappelant le détecteur de proximité vers la tôle.
[0011] Selon une variante de réalisation préférentielle du dispositif d'application du procédé selon l'invention, celui-ci est muni d'un moyen de dressage de la tôle, constitué de deux rouleaux fous verticaux, décalés l'un par rapport à l'autre, situés de part et d'autre de la bande de tôle, en amont du moyen d'entraînement et de roulage, de façon que celui situé le plus en amont soit disposé du côté de la bobine et que l'autre soit disposé de l'autre côté, avec un certain engagement dans le plan de défilement de la bande de tôle.
[0012] Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent, essentiellement, en ceci que, par ce moyen, les viroles sont réalisées directement à partir des bobines de tôle, en respectant, de façon précise, le rayon exigé et une excellente planéité des plans de joints, ainsi qu'une mise en concordance précise des viroles facilitant leur solidarisation par soudage et, par conséquent, d'obtenir une étanchéité rigoureuse à chaque niveau, compte-tenu de la qualité et de la régularité des cordons de soudure réalisés dans ce contexte.
[0013] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un dispositif de réalisation de cuves, donné à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés, sur lesquels :
- les figures 1 à 6 illustrent schématiquement les principales étapes du procédé,
- la figure 7 représente une vue en élévation schématique d'une cuve en cours de réalisation,
- la figure 8 représente une vue de dessus schématique d'une virole en cours de réalisation,
- la figure 9 représente une vue de dessus du système de déroulement, de cambrage, de découpage, d'accostage et de soudage,
- la figure 10 représente une vue de côté en coupe longitudinale de l'ensemble de déroulement et de cambrage,
- la figure 11 représente une vue de dessus de l'ensemble de déroulement et de cambrage selon la figure 10,
- la figure 12 représente une vue de dessus schématique de l'ensemble de déroulement, de cambrage et de contrôle du rayon de cintrage et du défilement de la tôle,
- la figure 13 représente une vue de côté d'un ensemble de déroulement, de dressage et de cambrage,
- la figure 14 représente une vue de dessus d'un ensemble de déroulement, de dressage et de cambrage selon la figure 13.
[0014] Le dispositif de réalisation de cuves, selon l'invention, comporte, principalement, un manège 10 constitué d'une plaque 11, sur laquelle sont montés des vérins 12 associés à des galets 13, ainsi qu'une dérouleuse 20 constituée d'un châssis 21, avec vérin de mise à niveau 25 supportant le porte-bobine 22, ainsi que la machine de déroulement et de cambrage 30 constituée, essentiellement, de trois rouleaux 31, 32, 33, dont un fixe et motorisé 31, un mobile motorisé 32, ou inversement, assurant le pincement de la tôle 41 contre le rouleau fixe 31, sous l'action d'un vérin 34, et un mobile non motorisé 33 assurant le cintrage de la tôle 41, avec contrôle du rayon de cintrage et du défilement de la tôle 41 par l'intermédiaire, d'une part, pour ce qui concerne le contrôle du rayon de cintrage, d'un détecteur de proximité 50, disposé au sommet et dans l'alignement de la bissectrice de l'angle obtus, formé par deux bras 51, 52 solidarisés l'un à l'autre et comportant, à leurs extrémités libres, un galet calibré 53 ,54, les dits galets calibrés 53, 54 étant rappelés en permanence contre la face extérieure de la tôle par un compas 55, 56, rappelé en position d'ouverture par un vérin à gaz 57, et, d'autre part, pour ce qui concerne le contrôle du défilement de la tôle 41, d'une roue codeuse 60, rappelée contre la face extérieure de la tôle 41 par un bras 61 articulé par rapport à l'axe de liaison 58 de l'extrémité 571 de la tige du vérin à gaz 57 à l'élément articulé 56 du compas 55, 56 ; un poste de découpe transversale 70; un poste d'accostage de tôle 80 constitué de galets 81 situés à l'extérieur du manège 10 et de galets 82 situés à l'intérieur de celui-ci, en concordance les uns par rapport aux autres; un poste de soudage longitudinal 90 ; et un tracteur à galets motorisés 100.
[0015] En examinant plus en détail les figures 1 à 6, illustrant les principales étapes du procédé utilisé, à la lumière des figures 7, 8 et 9, on remarque (figure 1) qu'une première virole 42 est tout d'abord réalisée par entraînement de la tôle 41 de la bobine 40 par les rouleaux fixe 31 et presseur 32 motorisés et cintrage de la dite tôle 41 par le rouleau cintreur 33, qui est positionné en fonction du rayon à obtenir. L'amorce de la virole étant ainsi faite, il est alors nécessaire de faire le point zéro du déroulement par la coupe précise du début de bande, puis de faire défiler celle-ci avec engagement successif sur les galets 13 du manège 10, jusqu'à ce que le périmètre correspondant au diamètre choisi soit atteint ; l'unité de coupe 70 sectionne alors la bande de tôle 41 pour la séparer de la bobine 40 ; l'assemblage vertical et la soudure correspondante sont alors réalisés, la première virole 42 est alors terminée. Il suffit alors, comme le montre la figure 2, de souder un toit 44, puis, selon la figure 3, d'assurer le levage de l'ensemble, à l'aide des vérins 12 et des galets 13, d'une hauteur correspondant à la largeur d'une bande de tôle, pour permettre, par engagement successif, la présentation d'une nouvelle bande de tôle 41 sur les galets 13 des vérins 12 progressivement abaissés, au fur et à mesure du défilement de la tôle 41, comme le montrent les figures 4 et 5, pour obtenir la réalisation d'une seconde virole 43, supportant entièrement la première virole 42 équipée de son toit 44, comme le montre la figure 6, ceci en procédant en tous points comme cela a été indiqué ci-dessus pour la réalisation de ladite première virole 42.
[0016] On comprend que l'ensemble constitué, après soudage, des viroles 42 et 43 et du toit 44 peut être à nouveau soulevé, à l'aide des vérins 12 associés aux galets 13 constituant le manège, en vue de l'adjonction d'une troisième virole, en procédant comme illustré aux figures 3 à 6, ou enlevé du manège, à l'aide d'un moyen de levage, pour être posé puis soudé sur un fond.
[0017] Lors du déroulage, à nouveau, pour réaliser la ou les viroles additionnelles 43, la bande de tôle 41 est engagée, comme on vient de le voir (figure 4), sous la première virole 42, puis accostée à l'aide des galets 81, 82 du poste d'accostage 80, qui viennent ainsi presser la virole 42 et la bande de tôle 41. Après le franchissement du dernier galet du poste d'acccostage 80, un poste de soudure 90 assure le soudage par points automatiques, à mesure de l'avancement de la tôle. Le défilement de la bande de tôle 41 est arrêté avant chaque poteau de manège 10, et un poteau provisoire est glissé sous la bande ; le vérin 12 supportant la virole est descendu, la bande avance jusqu'au poteau suivant, et ainsi de suite. La soudure en corniche, assurant la liaison et l'étanchéité entre les deux viroles 42 et 43, est réalisée automatiquement par une station fixe (non représentée). Pendant ces opérations, la virole tourne sur elle-même à l'aide de tracteurs à galets motorisés 100, ainsi que sous l'action des galets moteurs 81, 82 du poste d'accostage 80.
[0018] En se rapportant maintenant aux figures 10 et 11, représentant l'ensemble de déroulement et de cambrage, on remarque que la bobine 40, posée verticalement sur le porte-bobine 22, constitué d'une couronne tournante 220 et d'un plateau amovible à mandrin central 221 muni d'un anneau de levage 222, est ensuite déroulée, après soudage d'un morceau droit à l'extrémité de la bande de tôle 41, pour faciliter l'engagement de celle-ci dans les deux rouleaux motorisés d'entraînement 31 et 32 de la machine de déroulement et de cambrage 30, tout en étant supportée verticalement par deux galets 23 et 24 montés à l'entrée et à la sortie de la machine de déroulement et de cambrage 30. La bande de tôle 41 étant ainsi engagée, il suffit alors d'obtenir le pincement de la tôle entre les deux rouleaux motorisés d'entraînement 31, 32 sous l'action du vérin 34.
[0019] Après avoir introduit dans l'automate programmable (non représenté) les données relatives aux diamètres de viroles à réaliser et à la longueur de bandes à dérouler, correspondant au périmètre de la dite virole 42, une fonction automatique positionne le rouleau cintreur 33 par l'intermédiaire du vérin 35, après engagement de l'extrémité de la bande de tôle 41 sous le dit rouleau 33. Après passage sur le galet 24, la bande de tôle 41 est introduite sur le manège 10, après passage devant les moyens de contrôle du rayon de cintrage et du défilement, qui vont maintenant être décrits en relation avec la figure 12.
[0020] En se rapportant maintenant à la figure 12, on remarque, tout d'abord, que la position du rouleau cintreur 33 est contrôlée par le détecteur de proximité 50, qui mesure, de façon précise, la distance le séparant de la surface externe de la bande de tôle 41, ce qui permet d'obtenir, par soustraction, la mesure exacte, entre les galets d'appui calibrés 53, 54, de la flèche communiquée à la bande de tôle par le rouleau cintreur 33. Des corrections, en plus ou en moins, sont ainsi en permanence transmises au système d'alimentation du vérin 35, assurant le positionnement du rouleau cintreur 33. La roue codeuse 60, quant à elle, transmet, en permanence, à l'automate programmable, par l'intermédiaire d'un générateur incrémental par exemple, qu'elle entraîne, la longueur exacte de bande de tôle 41 déjà formée, afin de commander, le moment opportun, l'arrêt de l'entraînement des rouleaux motorisés 31 et 32, précédant la commande de déclenchement du sectionnement par le poste de découpe transversale 70, constitué d'une glissière 71 avec chariot motorisé 72, supportant un outil de coupe 73.
[0021] En examinant maintenant les figures 13 et 14, correspondant à une variante de réalisation de la machine de déroulement et de cambrage selon l'invention, comportant un moyen de dressage de la tôle au fur et à mesure de son déroulement, on remarque que le dit moyen est constitué de deux rouleaux fous 36 et 37 décalés, disposés en amont du moyen d'entraînement à rouleaux 31 et 32, de façon que le rouleau situé le plus en amont 36 soit disposé du côté de la bobine 40 et que l'autre 37 soit situé de l'autre côté, avec un certain engagement dans le plan de défilement de la bande de tôle 41. Ainsi, la courbure résiduelle résultant du bobinage antérieur est annulée par dressage de la tôle sous l'effet du cambrage inverse assuré par le galet 37 situé entre les rouleaux 32 et 36. De cette manière, la bande de tôle sortant du moyen d'entraînement 31, 32, 34 est plane et peut alors être cambrée selon un rayon R déterminé par l'intermédiaire du rouleau 33 combiné au vérin 35.
[0022] Le dispositif selon l'invention, bien que conçu initialement pour la réalisation de viroles de cuves selon le procédé de l'invention, pourrait être, sans aucune adaptation particulière, utilisé pour la réalisation de plaques ou de bandes de tôle plates, puisqu'il suffit uniquement, pour cela, de programmer l'automate de contrôle en conséquence. Il sera alors demandé au détecteur de proximité 50 de vérifier l'absence de flèche, donc de courbure de la tôle ; le rouleau cintreur 33 resterait, cependant, dans ce cas, opérant, puisqu'il contribuerait au redressement de la bande de tôle 41 préalablement enroulée selon des rayons de courbure augmentant en allant, du milieu vers l'extérieur.
1. Procédé de réalisation de réservoirs cylindriques et de viroles à partir de bobines
de tôle, consistant à réaliser les opérations suivantes :
a) réalisation d'une première virole,
b) mise en place et solidarisation d'un toit sur la première virole,
c) levage de l'ensemble réalisé à l'opération précédente (b) à une hauteur correspondant à la largeur de la bande de tôle,
d) réalisation d'une seconde virole sous la première,
e) solidarisation de la virole réalisée à l'opération (a) à la précédente,
f) reprise des opérations (c) (d) et (e) autant de fois qu'il est nécessaire pour obtenir la hauteur de cuve désirée,
g) mise en place de l'ensemble, réalisé en suivant les opérations ci-dessus, sur un fond de diamètre correspondant et solidarisation de celui-ci à la dernière virole,
caractérisé en ce que :- les viroles sont réalisées par roulage, au fur et à mesure de l'entraînement et du déroulement de la bobine de tôle,
- lors de la réalisation d'une virole, directement sous la précédente, la bande de tôle est progressivement solidarisée à la dite virole précédente, qu'elle entraîne en rotation,
- le contrôle du cambrage de la bande de tôle, en fonction du diamètre recherché, est assuré en permanence, au fur et à mesure de l'entraînement et du défilement de celle-ci.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solidarisation progressive
à la virole précédente est précédée d'une mise en appui tout aussi progressive de
cette virole précédente sur le chant de la bande de tôle en cours de défilement, jusqu'à
réalisation complète de cette virole suivante.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cambrage de la bande de
tôle est précédé d'une opération de dressage de celle-ci.
4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3 prises dans
leur ensemble, comportant des moyens d'entraînement, de roulage et de contrôle permanent
du cambrage et du défilement de la bande de tôle, ainsi que des moyens de coupe et
de soudage, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement et de roulage de la bande
de tôle (41) sont constitués de deux rouleaux motorisés (31, 32), dont l'un est fixe (31) et l'autre (32) rappelé vers celui-ci par un vérin (34), et d'un rouleau mobile (33), situé en aval des deux premiers (31, 32), dont le déplacement est assuré par un vérin (35) en fonction de la courbure à donner à la tôle, en ce que les moyens de contrôle
permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle (41) sont constitués respectivement d'un détecteur de proximité (50) et d'une roue codeuse (60) ; en ce qu'il comporte des galets (13) associés à des vérins de levage (12) répartis régulièrement sur une circonférence pour constituer un manège (10) de diamètre correspondant à celui de la virole (42) à obtenir, destiné à soutenir progressivement la tôle (41) après cambrage, et en ce qu'il comporte un poste de découpe transversale (70) de la tôle, un poste d'accostage (80), un poste de soudage longitudinal (90) de la tôle, et un tracteur à galets motorisés (100).
5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3 prises dans
leur ensemble, comportant des moyens de dressage, d'entraînement et de roulage, de
contrôle permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle, ainsi que des
moyens de coupe et de soudage de la bande, caractérisé en ce que le moyen de dressage
de la tôle est constitué de deux rouleaux fous verticaux (36, 37), décalés l'un par rapport à l'autre, situés de part et d'autre de la bande de tôle
(41), en amont du moyen d'entraînement et de roulage, de façon que celui situé le plus
en amont (36) soit disposé du côté de la bobine (40) et que l'autre (37) soit disposé de l'autre côté, avec un certain engagement dans le plan de défilement
de la bande de tôle (41) ; en ce que les moyens d'entraînement et de roulage de la bande de tôle (41) sont constitués de deux rouleaux motorisés (31, 32), dont l'un est fixe (31) et l'autre (32) rappelé vers celui-ci (31) par un vérin (34), et d'un rouleau mobile (33) situé en aval des deux rouleaux motorisés d'entraînement (31, 32), dont le déplacement est assuré par un vérin (35) en fonction de la courbure à donner à la tôle, en ce que les moyens de contrôle
permanent du cambrage et du défilement de la bande de tôle (41) sont constitués respectivement d'un détecteur de proximité (50) et d'une roue codeuse (60) ; en ce qu'il comporte des galets (13) associés à des vérins de levage (12) répartis régulièrement sur une circonférence pour constituer un manège (10) de diamètre correspondant à celui de la virole (42) à obtenir, destiné à soutenir progressivement la tôle (41) après cambrage, et en ce qu'il comporte un poste de découpe transversale (70) de la tôle, un poste d'accostage (80), un poste de soudage longitudinal (90) de la tôle, et un tracteur à galets motorisés (100).
6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le détecteur de proximité
(50) est situé au sommet et dans l'alignement de la bissectrice de l'angle obtus formé
par deux bras (51, 52) solidaires l'un de l'autre et comportant, à leurs extrémités libres, un galet d'appui
calibré (53, 54) ; les dits galets calibrés (53, 54) étant rappelés en permanence contre la face extérieure de la tôle (41) par un compas (55, 56) rappelé en position d'ouverture par un vérin à gaz (57).
7. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la roue codeuse (60) est rappelée en permanence contre la face extérieure de la tôle (41) par un bras (61) articulé par rapport à l'axe de liaison (58) de l'extrémité (571) de la tige du vérin à gaz (57) à l'élément articulé (56) du compas (55, 56) rappelant le détecteur de proximité (50) vers la tôle (41).