Brevet FR2272764A1 — publié le 19751226

Le secteur technique de l'invention est celui des mandrins de cintrage. Dans la technique du cintrage des conduits, et ceci est judicieux plus spécialement pour des conduits de diamètres relativement grands, tels les oléoducs et gazoducs, il a été envisagé de soutenir la paroi du conduit en cours de cintrage à froid, par enroulement où emboutissage, à l'aide d'un mandrin. Un tel mandrin doit stappliquer à l'intérieur du conduit, sur sa paroi, avec une pression développant des contraintes telles que tout plissement ou faux rond soit évité.Il peut s'agir là de pressions consi durables I1 a déjà été prévu de barder la périphérie d'un mandrin tubulaire en matière souple, radialement extensible, à l'aide de lames métalliques longitudinales et de munir les extrémités d'un tel mandrin de roulettes, permettant une meilleure résistance du mandrin, une application améliorée en soutien de paroi et une faculté plus aisée de déplacement dans le conduit à conformer, en progression et en reprise des opérations de cintrage. Il a été envisagé, compte tenu des incidents de marche et des détériorations, de prévoir deux parties dans un tel mandrin à savoir, une enveloppe externe bardée de lames et une chambre d'expansion interne, gonflable sous pressions élevées, dont les extrémités sont fortement ancrées vis-à-vis de la paroi souple de cette chambre, corne décrit dans la demande de brevet français du présent demandeur, enregistrée le 12 décembre 1972 sous le numéro 72/44 698. Au lieu d'un tel ancrage, il a été aussi envisagé, toujours pour assurer une résistance poussée aux fortes pressions de gonflage, de prévoir un ensemble d'armatures par disposition de nappes de ctblages dans la substance souple telle qu un caoutchouc, const!tutivesde l'enveloppe, et celle d'un tuyau interne, séparés ou intégrés, et de fermer les extrémités de ce tuyau interne par brides circulaires boulonnées, parallèlement à 1 T axe central, entre elles; ces brides pinçant entre elles au surplus une ou plusieurs nappes de câblages.De telles dispositions sont décrites dans la demande de brevet français n0 73/37 152 déposée le 17 Octobre 1973 au nom de la société dite#"Pneumatiques, caoutchouc manufacturé et plastiques Kléber Colombes#,#pour un mandrin de cintrage de canalisations. La présente invention a notamment pour but d'aaéliorer encore les résultats susceptibles d'tre obtenus par des dispositions de cette nature, notassent en ce qui concerne la préci sion et surtout la rapiditiopératoire de tels mandrins, destinés notamment au cintrage de conduits offrant des diamètres relativement importants et très importants. La rapidité de manoeuvre d'un tel mandrin dépendant de la réduction du jeu annulaire entre périphérie dudit mandrin à ltétat de rétraction et parement interne du conduit à conformer par cintrage, d'une part et du centrage axial mutuel entre mandrin et conduit, d'autre part, selon l'invention, un tel mandrin pourvu de jeux de roulettes d'extrémités est caractérisé par le fait que lesdites roulettes sont montées avec possibilité de déplacements radiaux conjugués, sous une action élastique répartie. Dans le Stme but, un tel mandrin peut comporter une particularité complémentaire selon laquelle il est muni de moyens de déplacement lbngitudinal, manuel ou motorisé, à distance ou sur mandrin lui#mAeme. Selon une forme de réalisation, de telles roulettes sont par groupes montées dans des cages rapportées sur brides~boulonnées, aux extrémités de mandrin, sur la paroi elle#mAeme de ce dernier, brides enserrant au moins une nappe de câblage d'armature de paroi déformable et l'une des brides étant associée à un fond de fermeture résistant aux pressions développées. Il est ainsi aisé d'utiliser le boulonnage à la fixation de cage. En outre chaque roulette dans une telle cage peut être montée sur un linguet oscillant à une extrémité sur un axe fixe, solidaire de la cage, alors que l'autre extrémité est appuyée sur un fort ressort appuyé sur cage, ledit ressort ayant une action centripète au niveau de sa roulette. Toujours dans le but d'augmenter la rapidité de manoeuvre, un tel mandrin peut comporter, en association avec l'une des cages précitées, un moyen de déplacement longitudinal dansa portion de conduit à cintrer. Il peut s'agir d'une simple attache de tige, accessible à l'extérieur, en vue d'un entraînement manuel ou même motorisé. Une telle cage peut comporter aussi au moins un moteur d'entratnement propre, actionnant au moins un galet d'adhérence sur paroi interne de conduit. Bien entendu, une canalisation attachée à l'un des fonds, amène intérieurement au mandrin le fluide de mise en pression. Des canalisations auxiliaires alimentent de l'extérieur aussi le moteur précité, ces canalisations étant adaptées A la nature dudit moteur, qui peut autre pneumatique, hydraulique, électrique ou thermique, quoique dans ce dernier cas, on pourrait associer à un tel moteur une réserve locale de carburant lais aussi desconnandes en sont prévues qui permettent, de l'extérieur, d'en déterminer le fonctionnement. Il y a avantage à prévoir pour ces canalisations ou commandes, des raccordements à caractères de branchement et débranchement instantanés. Encore dans le but précité, pour les flandrins de gros diamètres, il est indiqué d'en prévoir un remplissage partiel avec un garnissage réalisé en une matière incompressible, qui limite le volume de fluide à déplacer. Un tel garnissage peut être réalisé sous forme d'une série de billes ou boules. Enfin, en vue de réduire les temps d'écoulerent de fluide, il est indiqué de choisir une substance peu visqueuse et donc de substituer aux huiles hydrauliques classiques un fluide tel que ltéthylène-glyeol. La description qui va suire, en regard des dessins an nexés, d'exemples non limitatifs de deux variantes de l'objet de l'invention, permettra de bien comprendre comment celle-ei peut ttre lise en pratique. La figure I montre, avec un arrachement une vue de profil d'un tel mandrin. La figure 2 en montre une vue en bout à plus grande échelle. La figure 3#montre, avec arrachement et coupe partielle, ~nune version motorisée. La figure 4 montre schésatiquenent le branchement de canalisation de fluides d'expansion de manchon et d'alimentation de moteur. Dans l'exemple représenté, le mandrin 1 à enveloppe 3 intégrée à un tube interne 2, eomporte sur cette enveloppe un bardage de lames longitudinales 4 sensiblement jointives. Les extrémités de tube interne 2 sont pincées entre des brides extr8- mes 5,6 avec les nappes de câblage correspondantes, brides serrées l'une sers l'autre par des séries de boulons et écrous 7. Sur les brides externes 6, de part et d'autre, sont rap portés sous les boulonnages les anneaux de fond 8 de deux cages 9 et 10. Chaque -barreau Il de cage comporte une partie rectiligne 12 solidaire de la bordure de l'anneau de fond 8 et réunie à 1'opposé à un anneau intermédiaire 13, puis un prolongement arqué réunissant ltanneau 13 à une bague de tête 14. Entre chaque paire de barreaux 11 voisins, l'anneau de fond 8 est solidaire d'une noix 15 porteuse d'un axe d'articulation de chape 16 basculante, dont ltextréaité libre supporte l'axe d'un galet 17 en acier ou polytétrafluoréthylène; la région intermédiaire de chape est formée avec une traverse 18 d'appui d'un ressort 19 et ce dernier est maintenu contre une entretoise 20 appartenant à un ensemble de faces d'un prisme, solidaire de l'anneau 8. Un boulon assorti d'un écrou 21 traverse et maintient la traverse 18, le ressort 19 et l'entretoise 20, pour limiter l'extension du ressort 19 et donc l'amplitude maximale d'écart du galet 17. Entre deux barreaux 11, au niveau de l'anneau 13 est fixée une plaque cambrée 22 percée d'un oeil 23, attelage#'une tige de déplacement du mandrin dans le tube à cintrer où il est introduit. Ces cages à galets facilitent une parfaite introduction du mandrin dans le tube i cintrer, un excellent centrage qui permet de réduire à un minimum le Jeu annulaire entre périphérie de mandrin et parement interne de tube Ce Jeu est maintenu par les puissants ressorts 19. Les galets 17 néanmoins permettent aisément le déplacement longitudinal aux différents points de cintrage pour les avances et reprises. Ce déplacement est en ce cas effectué de l'extérieur par action manuelle ou rotorisée sur la tige attelée à la plaque 22. Cette action peut titre manuelle sur les mandrins correspondant aux petits diamètres ou motorisée pour les gros. Au lieu d'une motorisation externe sur tige ou lien, un tel mandrin, dans les diamètres importants, pourrait ttre associée à un moteur individuel, tel que montré sur les figures 3 et 4. En pareil cas, une au moins des deux cages 10a ou lOb peut comporter un moteur 24. Un tel moteur, par une transmission primaire 25,actionne un pignon26 d'un arbre formant en nthe temps axe d'oscillation d'une chape spéciale 27 support d'un galet 28 adhérent, dont l'axe est relié à l'arbre précité par une transmission secondaire analogue, non représentée. Cette chape, est appuyée, dans sa région intermédiaire, sur un élément élastique 28 réglable, de point d'attache oscillant ajustable, dans des mortaises 29, sous l'action d'une vis d'appui 30 goupillée, des branches d'une fourche de fixation, solidaire des éléments de la cage. Un tel système est aussi bien adaptable, à la place de l'un des galets 17 de l'ensemble des figures 1 et 2, que dans l'agencement des figures 3 et 4 où la cage 10a en cause n'est pas symétrique, cas dans lequel le soutien du mandrin la de diamètre important est réalisé par des paires de galets latéraux 31, portés dans des chapes articulées 32 à position fixe réglable dans les cages en cause. Ce réglage est obtenu par engagement de la tête de chape entre deux joues 53 pourvues de boulons de blocage 34. On peut ainsi parfaire le centrage du mandrin sur ltaxe d'un tube. Bien entendu, comme visible sur la figure 4, le fond 35 d'une extrémité de mandrin comporte une liaison à raccord instantané 36 de branchement d'une conduite souple 37 pour le gonflage, reliée à un groupe extérieur de mise en pression. Parallèlement à cette conduite 37 sont disposés un tube souple 38 d'amenée et un tube souple 39 de retour de fluide sous pression, relies au moteur 24 à fluide, air, eau ou huile, mais il va de soi qu'il pourrait s'agir de conducteurs électriques, d'un tube à carburant ou de commande souples, selon la nature de moteur envisagé, hydraulique, pneumatique, électrique ou thermique. Toujours en vue d'accélérer les opérations, il y a avantage à limiter le volume interne du mandrin offert au liquide de gonflage en y disposant un garnissage incompressible, ici constitué par un ensemble de remplissage constitué de boules 40 de substance non compressible, avec un taux de remplissage élevé approprié du mandrin. En tant que liquide de gonflage, il y a intérêt à choisir un étbylèneglycol moins visqueux que les huiles de commandes hydrauliques, auss résistant au froid. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'trie décrites. REVENDICATIONS 1.- Mandrin de maintien, en cours de cintrage, de la paroi d'un conduit, mandrin expansible-par gonflage, offrant un tube interne et une enveloppe externe séparés ou intégrés, munis, pour le tube ou ltenveloppe, éventuellement de nappes de câblages formant armatures dans la matière élastique du tube et de -lsenve- loppe, caractérisé par le fait que les extrémités de tube sont pourvues d'obturateurs maintenus par brides boulonnées axialement pour pincer entre brides lesdites extrémités et que lesdites brides par les boulonnages maintiennent des jeux de roulettes montées mobiles en direction radiale et conjuguées avec des moyens élastiques les repoussant vers l'extérieur. 2.- Mandrin selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est pourvu de moyens de déplacement dans une direction axiale. 3. - Mandrin selonla revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de déplacement sont à action manuelle par attelage d'une tige de poussée au mandrin, tige accessible à l'extérieur du conduit à cintrer. 4.- Mandrin selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de déplacement sont à action motorisée. 5.- Mandrin selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent, sur mandrin, un moteur d'entraînement au moins, réglé de l'extérieur et éventuellement alimenté de même, 6.- Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que de telles roulettes sont par groupes montées dans des cages rapportées sur brides boulonnées, aux extrémités de mandrin, sur la paroi elle-même de ce dernier, brides enserrant au moins une nappe de câblage d'armature de paroi déformable et l'une des brides étant associée à un fonds de fermeture résistant aux pressions développées. 7. - Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que chaque roulette dans une telle cage peut être montée sur un linguet oscillant à une extrémité sur un axe fixe, solidaire de la cage, alors que l'autre extrémité est appuyée sur un fort ressort appuyé sur cage, ledit ressort ayant une action centripète au niveau -de la roulette. 8.- Mandrin selon 1 une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le mandrin peut comporter, en association avec l'une des cages précitées, un moyen de déplacement longitudinal dans la portion de conduit à cintrer. 9.- Mandrin selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le moteur d'entrainement propre, actionne au moins un galet dtadhérence sur paroi interne de conduit. 10.- Mandrin selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait que l'un des fonds comporte un raccord instantané de liaison à une tubulure de jonction à une source de fluide sous pression, canalisation conjuguée à des tubulures de cireulation de fluide, des conducteurs électriques, ou autres lignes d'alimentation et commandes pour ledit moteur. 11.- Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le faitquilest pourvu d'un remplissage partiel avec un garnissage réalisé en une matière incompressible, qui limite le volume de fluide à déplacer. 12.- Mandrin selon 1 t une quelconque des revendications 1 à Il, caractérisé par le fait que son liquide de remplissage est de -l 'éthylèneglycol.