Brevet FR2152349A1 — publié le 19730427

L'invention concerne an procédé et un dispositif pour le formage de crans dans un tube métallique. Elle concerne ége- lement, à titre de produits industriels, les structures tubulaires ainsi réalieées. On saint que l'on appelle 11crans", dans la technique, les déformations pratiquées latéralement dans un tube au moyen d'un poinçon ou d'une mSchoire, au cours d'une opération de formage dite "crantage". Une telle opération a pour but, en vue de certaines applications particulières tells que la réalisation d'échangeurs de chaleur de réduire l'[encombrement d'un tube tout en conservant sa surface externe (la surface radiante dans le cas d'un tube échangeur de chaleur) sensiblement inchangée ou, pour une longueur du tube prédéterminée, d'obtenir une surface externe maximum. La présente invention vise à proposer un procédé et un dispo ritif permettant d'effectuer facilement et en série une telle opération avec des tubes en un métal malléable, quels que soient le diamètre et la longueur du tube. Elle vive également à réaliser de façon simple une structure tubulaire qui, outre le fait qu'elle comporte une surface radiante importante sous un volume réduit, comme certaines structures classiques, présente une aptitude particulière, du rait de se forme, absorber des contraintes s'exerçant sensi- blement suivant son axe (notamment des contraintes de dilatation, tout crn se prttant, de façon exceptionnelle, des cintrages éventuels Conformément à l'invention, on forme un tel tube en maintenant en position fixe une partie d'un tube cylindrique éven- tellement préformé et en procédant au crantage d'une autre partie de celui-ci, au moyen d'au moins un poinçon susceptible titre déplacé successivement dans deux directions, d'abord en dirêctici de l'axe du tube, perpendiculairement à celui-ci, pour effectuer le crantage proprement dit, puis parallèlement à l'axe du tube, en direction de la partie maintenue en position fixe, en sue de refouler le tube. Un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprendra au moins un organe pour maintenir en position fixe une partie d'un tube cylindrique éventuellement préformée et au moins un poinçon susceptible de se déplacer perpendiculairement L l'axe du tube et parallèlement à celui-ci. Dans une forme de realisation préférée d'un tel dispositif permettant le formage en continu d'un tube, des moyens sont également prévus pour déplacer longitudinalement le tube lorsqu'il a été libéré du ou des organes de maintien en position et du ou des poinçens de formage. Avantageusement, les organes pour maintenir une partie du tube en position fixe peuvent comprendre des mâchoires ayant un profil complémentaire de celui d'une partie préformée du tube et susceptibles de se déplacer perpendiculairement à l'axe du tube pour venir en prise avec ladite partie préformée ou pour libérer celle-ci. Les poinçons peuvent eux aussi avoir la forme de mchoires, tandis que les moyens pour déplacer longitudinalement le tube peuvent Titre constitués simplement par des pinces venant enserrer le tube avant de se déplacer en l'entraînant. Avantageusement, si les crans que présentera le tube doivent titre décalés angulairement de façon régulière dans un mtme plan, les différentes mâchoires de maintien et les dif- rente poinçons seront respectivement décalés angulairement de façon régulière. Les mâchoires et les poinçon pourront éga- liement Autre décalés les une par rapport aux autres. nain, si les crans que présente le tube dans des plans successifs doivent titre décalés angulairement d'un plan à l'autre, le di- positif conforme à l'invention pourra avantageusement comporter des moyens pour faire pivoter angulairement autour de l'axe du tube les mâchoires et les poinçons, lorsqu'ile ne sont pas en prise avec le tube. Ces moyens seront constitués par exemple par des têtes porteuses supportant simultanément les mâchoires et les poinçons et susceptibles de pivoter par rapport à l'axe du tube. Une forme de mise en oeuvre de l'invention est illustrée sur les dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels X La figure 1 est une vue schématique de dessus du dispositif, avec un tube en position de forage La figure 2 est une vue analogue parallèlement à l'axe dutube; Les figures 3 et 4 sont des vues en perspective, sous des angles différents, d'un tube cranté et refoulé au moyen d'un tel dispositif. Sur les figures I et 2, les flèches indiquent le sens des mouvements des différents organes du dispositif conforme à l'invention. Celai qui est représenté sur ces figures est destiné au formage d'un tube 1, en vue de pratiquer dans celuici des crans 2 dRealEs angulairement d'un angle de 1200 dans un mSme plan et décalés, d'un plan de crantage à l'autre, d'un angle de 600. Dans une coupe en plan du tube formé, perpendicu lairement à l'axe du tube et dans le plan de crantage, le tube est donc déformé suivant un triangle curviligne, tel que 3 (figure 1).Comme il ressortira de la description qui va suivre, on pourrait fermer de la mSme manière des tubes présentant dans le plan de crantage des coupes transversales ayant la forme de figures géométriques régulières différentes (carré hexagone, ectogone etc...). Le dispositif comprend trois mâchoires 4, susceptibles de se déplacer perpendiculairement à l'axe du tube, en vue de serrer une partie préformés la du tube 1 (ou de la desserrer) pour immobiliser cette partie ou revenir à leur position de repos. Des mâchoires 5 formant poinçon sont, elles, animées de mouvements, d'une part, perpendiculairement à l'axe du tube en vue de cranter celui-ci, et d'autre part, en parallèle à l'axe du tube, en vue de refouler celui-ci en direction de la partie la immobilisée, puis de revenir à leur position de départ. Les mâchoires 4 et 5 sont portées par deux tettes 6a et 6b sensiblement semi-circulaires, auxquelles peut titre imprimé an mouvement de rotation en vue de changer d'un angle de 600 les positions des maachoires, lorsque le crantage dans un plan est terminé et que l'on désire passer au plan suivant. Enfin, deux pinces 7a et 7b disposées à la périphérie du tube peuvent titre déplacées en direction de son axe, en vue de l'enserrer, et parallèlement à celui-ci, en vue de déplacer le tube, lorsqu'il n'est pas en prise avec les mâchoires 4 ou 5, ou pour revenir à leur position de repos. La machine étant à l'arrêt et toutes les mâchoires étant desserrées, le cycle de fonctionnement du dispositif est donc le suivant t Le tube est engagé dans le dispositif jusqu'à ce qu'une de ses extrémités soit située au niveau des mâchoires 4 qui viennent le serrer et l'immobiliser. Les mâchoires 5 se déplacent ensuite en direction de l'axe du tube et viennent cranter celui-ci, puis se déplacer en direc tion des mtchoires 4, parallèlement à l'axe du tube, pour refouler celui-ci. Les mtchoires 4 et 5 se desserrent alors, tandis que les pinces 7a et 7b viennent enserrer le tube et le déplacent longitudinalement en direction des mâchoires 4,d'une longueur égale au pas du système de crantage. Simultanément, les deux tetes 6a et 6b pivotent d'un angle de 600 pour amener les mtchoires 4 en regard des crans préalablement formés. Les mâchoires 4 se referment alors sur ces crans, de manière à les régulariser en meme temps qu'elles immobilisent cette portion du tube, et un nouveau cycle recommence, les mâchoires 5 venant cranter le tube dans une position aéenlée de 600 par rapport à la portion des crans précédents, tandis que, simultanément, les pinces 7a et 7b libèrent le tube. On conçoit que le mEme cycle peut se répéter indifiniment, c'est-à-dire qu'il n'est nullement tributaire de la longueur du tube. il ne dépend pas davantage du diamètre du tube et il permet d'obtenir finalement une structure tubulaire crantée 8 (figures 3 et 4) présentant la mSme surface externe que le tube 1 de départ, mais trois fois plus courte, et dont la forme se prote particulièrement bien à l'absorption des contraintes axiales (notamment de dilatation), qui sont au contraire très difficiles à compenser avec des structures tubulaires classiques tout en permettant des cintrages éventuels. On notera que le dispositif conforme à l'invention est d'une grande simplicité de structure et de fonctionnement (un simple manoeuvre spécialisé peut surveiller simultanément plusieurs machines de ce type), en mme temps que d'un encombrement très réduit. Les mouvements des organes peuvent titre commandés par desmoyens hydrauliques, pneumatiques ou mécaniques, d'un type connu en soi, leur synchronisation étant par exemple assurée par un simple arbre à cames agissant sur un distributeur. Le tube cranté obtenu à l'aide d'un tel dispositif est susceptible de multiples applications, notamment à la transmission de chaleur (échangeurs de température), à l'insonorisation (tuyau d'échappement de moteurs à explosion) et à la décoration. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Un procédé pour le formage de crans dans un tube métal- litre, caractérisé en ce que l'on maintient en position fixe une partie d'un tube cylindrique éventuellement préformée et en ce que l'on procède au crantage d'une autre partie du tube, au moyen d'un poinçon susceptible titre déplacé successivement dans des directions, d'abord en direction de l'axe du tube, perpebndiculairement à celui-ci, pour effectuer le crantage proprement ait, puis parallèlement à l'axe du tube, en direction de la partie maintenue en position fixe, en vue de refouler le tube. 2.- Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ergane pour maintenir en position fixe une partie d'un tube cylindrique éventuellement préformée et au moins un poinçon susceptible de se déplacer perpendiculairement à l'axe du tube St parallèlement k celui-ci. 3.- tri dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes peur maintenir en position fixe une partie du tube comprennent des machoires ayant un profil complémentaire de celui d'une partie préformée du tube et susceptibles de se déplaoer perpendiculairement à l'axe du tube pour venir en prise avec ladite partie préformée ou pour libérer celle-ci. 4.- Un dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, dan lequel le ou les poinçons ont la forme de mâchoires. 5.- Un dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déplacer longitudinalement le tube lorequtil a été libéré du ou des organes te maintien en position et du ou des poinçons de formage. 6.- Un dispositif selon la revendication 5, dans lequel les moyens pour déplacer le tube sont constitués par des pinces susceptibles d'enserrer ledit tube et de se déplacer en lentrat- nant longitudinalement, suivant son axe. 7.- Un dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, destiné au fermage sur un tube, de crans décalés régulièrement dans un mOme plan, par rapport à l'axe du tube, ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits organes destinés à maintenir en position fixe une partie du tube et lesdits poinçons sont disposés régulièrement autour de l'axe du tube. 8.- Un dispositif selon la revendication 6, destiné aufarmage de tubes,dans lequel les crans du tube sont décalés angulairement de façon régulière dans des plans successifs, caracté- risé en ce que lesdits poinçons sont décalés angulairement par rapport auxdits organes destinés à maintenir en position fixe une partie du tube. 9.- Un dispositif selon la revendication 8, permettant le formage des tubes en continu, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire pivoter angulairement autour de l'axe du tube les mtchoires et les poinçons, lorsqu'ils ne sont pas en prise avec le tube. 10.- Un dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens compremeemtdes têtes porteuses sup- portant simultanément les mâchoires et les poinçons et susceptibles de pivoter par rapport d l'axe du tube. 11.- À titre de produits industriels, les tubes crantes et refoulés obtenus au moyen du procédé selon la revendication 1 ou des dispositifs selon l'une des revendications 2 à 8.