Brevet FR2017091A1 — publié le 19700515

L'invention, rentrant dans le domaine du façonnage des métaux, est relative à un procédé et à un dispositif pour l'élar- gissement ou ltétirage à froid de l'extrémité d'un tube métallique pour y former une partie élargie ou à grand diamètre avec une transition en forme d'épaulement circulaire entre cette partie élargie et la partie non façonnée du tube. L'opération est généralement réalisée à l'aide d'un dispositif comportant une série de lamelles ou de doigts, disposés parallèlement suivant une couronne, qui peuvent être déplacés dans des directions radiales divergentes, ce mouvement de divergence étant obtenu par I'enfonceent d'une pointe conique dans la couronne de lamelles. De ce fait la périphérie extérieure de la couronne de lamelles s'agrandit et l'extrémité d'un tube qui a été préalablement enfilé autour de la couronne de lamelles s'étire à la suite de ce déplacement pour former une trompe de plus grand diamètre. Dans la partie élargie, l'extrémité non façonnée d'un autre tube peut être entrée et on peut disposer entre cette extrémité de tube et la partie élargie un joint d'étanchéité de façon à faire une longue conduite tubulaire à partir de tubes séparés. Pour les conduites soumises intérieurement à de faibles pressions, on emploie souvent, en même temps, comme joint d'étanchéité, un manchon en caoutchouc ou matière analogue, ce -qui permet de faire simplement la jonction par emboîtement, et rend le montage rapide et bon marché. L'emploi d'un tel manchon exige qu'il y ait relativement beaucoup d'espace entre la partie d'emboRtement élargie et l'extré- mité au tube qui y est enfoncé, c'est-à-dire, en d'autres termes, que la partie d'emboîtement doit être relativement large. Pour fabriquer une telle partie d'emboîtement le matériau du tube doit être beaucoup étiré. Or on a constaté que lorsqu'on fabrique de la'façon indiquée de larges parties d'emboîtement, à l'aide du dispositif décrit, à partir de tubes qui sont faits d'un métal résistant à la corrosion contre une substance déterminée qui doit circuler à leur intérieur, il peut se produire des difficultés. Ainsi on s'est aperçu que des tubes constitués d'une sorte de laiton qui, par luimême, n'est pas attaqué par les eaux d'évacuation ménagères, peuvent présenter néanmoins de graves effets de corrosion à l'endroit où se raccorde la transition en forme d'épaulement à la partie de tube non façonnée. Cet endroit y est le plus sensible. Il s'avère que c'est la conséquence des tensions dans le métal à L'endroit considéré, qui ont été produites par ltétirage du métal. L'invention vise à éviter cette corrosion résultant des tensions internes. Or, on s'estaperçu que le risque de corrosion mentionné n'existe pas lorsque selon l'invention l'élargissement débute à l'endroit situé près de la transition en forme d'épaulement à former. Ceci est en contradiction avec le procédé connu dans lequel la partie à plus grand diamètre est façonnée simultanément et de façon égale sur la totalité de sa longueur. En employant le procédé selon l'invention le tube est donc élargi à sa dimension finale tout d'abord en totalité ou partiellement au voisinage de la partie à plus grand diamètre à former et après ce premier étirage ou sa continuation le reste de ladite partie est également étiré.On constate qu'au cours du formate de la partie à grand diamètre la partie non façonnée du tube, qui n'est pas maintenue, reflue vers la partie à grand diamètre existante, sur une longueur qui est du même ordre de grandeur que la largeur de la transition en forme d'épaulement. Ce fluage de matière est probablement la cause du fait que la tension interne dans le matériau à ltendroit de la transition entre l'épaulement et la partie de tube non façonnée, est si 'minime qu'il n'apparaît pas de corrosion à cet endroit. L'invention est également relative à un dispositif pour. la mise en oeuvre du procédé. Ce dispositif peut être pourvu de façon connue d'une série de lamelles ou doigts, dirigés# parallè- lement, qui sont montés sous forme d'une couronne et qui peuvent être déplacés dans les directions radiales divergentes. Cette couronne de lamelles présente, conformément à l'invention, son plus grand diamètre extérieur à l'extrémitéquton enfonce le plus loin dans le tube. La partie la plus épaisse dé la couronne de lamelles,qui vient se placer le plus profondément'dans le tube à façonner, presse d'abord contre le tube,:lors du déplacement divergent des lamelles, et commence parla formation d'une transition entre l'épaulement et la -partie- à grand diamètre. La surface extérieure#de' la-- couronne de-lamellesJdans la position dans laquelle toutes les lamelles se trouvent jointi veslpeut présenter différentes formes, mals on donnera ici la préférence à une surface extérieure conique. La partie la-pus épaisse de cette surface conique, quand on-utilise le dispositifj est la première à pousser contre la surface intérieure du tube à étirer. Au cours de ce travail de la matière reflue également, des lamelles vers l'épaulement formé.Afin de contrarier ce déplacement de matière, chaque lamelle peut #tre pourvue, conformément à l'invention,d'une petite surépaisseur à son extrémité devant être enfoncée le plus loin dans un tube, ces surépaisseurs étant telles qu'elles forment, lorsque les lamelles sont rassemblées, une ondv- lation périphérique. Selon l'invention il est également possible de prévoir dans la surface extérieure mentionnée de la couronne de lamelles une ou plusieurs rainures circulaires, ce qui produit, dans la partie à grand diamètre, des rétrécissements annulaires pouvant entre utiles pour maintenir le manchon d'étanchéité devant être ultérieurement disposé entre ladite partie et un tube non fa çonné qui y est entré. Conformément à l'invention il est également possible de réaliser le dispositif de façon telle que les lamelles aient un peu pivoté par rapport à la ligne d'axe de la couronne de lamelles, aprèsfiétirage initial du tube au voisinage de l'épaulement. De cette manière on peut donner à la partie élargie une forme cylindrique et même un peu en entonnoir. L'invention sera maintenant expliquée en se référant aux coupes longitudinales schématiques de deux dispositifs selon l'invention, données à titre illustratif seulement. Sur live dessin on n'a représenté que les parties les plus importantes des dispositifs. La moitié supérieure de chaque figure montre ces pièces dans lté- tat où une partie élargie a été faite à partir d'un tube et la moitié inférieure montre l'état initial de ces pièces. Sur ce dessin la figure l est une Soupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation sous deux états la figure 2, une coupe longitudinale d'un deuxième exemple de réalisation sous deux états la figure 3 une coupe longitudinale d'un tube à emboî- tement (avec partie élargie). Ainsi qu'on voit sur la figure 3 il existe une transition en forme d'épaulement entre la partie élargie et la partie non façonnée du tube. L'attaque par corrosion dont il est question ci-dessus se produit à l'endroit A où l'épaulement se raccorde au tube. Cette corrosion peut apparaître parce que quand on fabrique la partie élargie de la manière habituelle, il y apparat des contraintes élevées. L'invention a pour but d'éviter la forma tion de ces contraintes. Sur les figures 1 et 2, le repère 1 se rapporte à un mandrin conique qui peut être enfoncé, par des moyens non représentés, entre une série de lamelles 2, montées en couronne autour du mandrin 1. Chaque lamelle 2 comporte deux parties 2a et 2b, perpendiculaires l'une à l'autre. A l'état initial toutes les parties des lamelles 2a sont jointives et parallèles et forment une saillie à surface fermée sur laquelle on emboîte l'extrémité d'un tube, non représenté, qui doit être élargi pour former une partie à grand diamètre. En poussant le mandrin 1 entre les lamellesfiles parties de lamelles 2a s 'écartent les unes des autres dans des directions radiales et étirent le tube pour former la partie à plus grand diamètre.Au cours de ce mouvement les parties de lamelles 2b sont guidées entre le corps 6 du dispositif et une plaque annulaire 4, fixée d'une manière non représentée à la partie fixe du dispositif. Après façonnage d'une partie à grand diamètre le mandrin 1 est retiré et toutes les lamelles 2 sont ramenées ensemble par le coulissement de pièces 3 en forme de coin dont chacune correspond à une lamelle 2, toutes les pièces 3 étant encerclées par une bague d'appui 5. Comme il est illustré, la couronne de parties de lamelles 2a présente sa plus grande périphérie à l'extrémité de la couronne de lamelles située le plus loin dans un tube devant être étiré, tube qui est emboîté sur les lamelles rassemblées, à partir de la gauche sur le dessin. Afin de diminuer pendant le façonnage d'une partie à grand diamètre le fluage de matière, des lamelles à l'épaulement à former, toutes les lamelles sont pourvues d'une saillie 2c et l'ensemble de ces saillies forme une ondulation périphérique autour des lamelles jointives. Le reste de la surface de la couronne de lamelles est conique, mais dans les formes de réalisation représentées, l'angle de ce cône a-été exagéré sur la figure pour la clarté. Au lieu d'être conique là surface extérieure de la couronne de lamelles peut également présenter une autre forme, mais elle ne doit pas être plus large qu'à la pointe 2c. -Le formage de la partie élargie et de la transition en forme d'épaulement entre la partie élargie et la partie de tube non façonnée commence à l'endroit 2c. Quand on utilise un dispositif tel que représenté sur la figure 1 une partie élargie qui a été ainsi formée présente sa plus grande étroitesse à son extrémité libre. Si ce n'est pas le but recherché ou si l'on a besoin d'avoir une partie élargie en forme d'entonnoir, on peut employer un dispositif tel que celui de la figure 2. Ce dispositif comporte un mandrin 1 à deux surfaces coniques disposées l'une derrière l'autre. La surface conique avant la fonctionne avec les lamelles 2 de la meme manière que le dispositif de la figure 1. La surface conique arrière lb peut appuyer contre des saillies 2d des lamelles. De plus, chaque partie de lamelle 2b possède des saillies 2e et la plaque 4 est pourvue d'une rainure 4c ou analogue. Comme on le voit dans la moitié inférieure de la figure 2, lors de l'enfoncement du mandrin L, sa partie conique la chasse d'abord les parties de lamelles 2a en les écartant, et, dans ce mouvement, les parties de lamelles 2b sont guidées du fait qu'elles coulissent le long de la partie fixe 6 et leur saillie 2e glisse le long de la partie plate de la plaque 4. Dès que la susdite partie élargie est formée la surface conique arrière lb pousse les saillies 2d des lamelles vers l'extérieur; ce qui est possible grâce au fait qu'au même moment les saillies 2e aux extrémités des parties de lamelles 2b se trouvent en regard de la rainure 4c de la plaque 4. Il en résulte que les lamelles basculent légèrement comme on le voit à la partie supérieure de la figure 2. Chaque lamelle bascule autour de sa pointe 2c qui s'appuie alors contre la transition, déjà façonnée, de ladite partie élargie au tube Le renversement peut être tellement grand que cette partie élargie soit formée cylindriquement ou mme en entonnoir. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'élargissement ou l'étirage à froid de l'extrémité d'un tube métallique pour former une partie élargie avec transition en forme d'épaulement circulaire vers le reste du tube, caractérisé en ce que l'élargissement débute à l'endroit se trouvant le plus près de la transition en épaulement à former. 2. Dispositif pour l'élargissement ou l'étirage de l'ex- trémité d'un-tube métallique pour former une partie élargie comme exposé dans la revendication 1, ce dispositif étant pourvu de façon connue de lamelles ou doigts disposés parallèlement suivant une couronne qui peuvent être amenés à diverger suivant les directions radiales, caractérisé en ce que la couronne de lamelles présente son diamètre extérieur le plus grand à l'extrémité enfoncée la première dans le tube. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces extérieures actives des lamelles constituent une surface conique lorsqu'elles sont à l'état rassemblé. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque lamelle est pourvue d'une petite surépaisseur à son extrémité à enfoncer le plus loin dans un tube, ces surépais seurs étant telles qu'elles forment une ondulation périphérique, les lamelles étant dans l'état rassemblé. 5. Dispositif selon revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la surface extérieure commune de toutes les lamelles est pourvue d'une ou de plusieurs-rainures circulaires. 6. Dispositif selon revendications 2-5, caractérisé en ce que les lamelles sont déplacées de telle façon qu'après l'étirage initial du tube les lamelles aient un peu pivoté par rapport à la ligne d'axe de la couronne de lamelles, au voisinage de l'épaule- ment. 7. Tube comportant une partie élargie, façonnée d'après le procédé de la revendication 1.