Brevet FR2477915A1 — publié le 19810918

La présente invention concerne un dispositif pour former des collerettes sur des orifices traversant la paroi d'un tube. Lorsqu'on doit fixer latéralement sur un tube un autre tube par soudage ou par brasage, on peut ménager dans la paroi du premier tube un évidement qui a une forme complémentaire d'une ouverture placée sur le côté frontal du tube à raccorder, puis on effectue la soudure le long de la ligne de contact avec la paroi du premier tube. Un tube en T ainsi fabriqué a un aspect inesthétique et le joint sou- dé est en outre difficile à réaliser, Egalement les condi- tions d'écoulement à l'intérieur des deux tubes sont pertur- bées. Une solution qui est plus avantageuse du point de vue fonctionnel et du point de vue de la fabrication consiste à ménager dans le premier tube un évidement plus pe- tit et à introduire dans ce tube un corps de refoulement Jusqu'à ce qu'il vienne se placer derrière l'évidement. De l'extérieur, on accouple alors avec le corps de refoulement une tige de traction, par exemple par vissage, et on tire le corps de refoulement au travers de l'évidement, ce qui produit une déformation plastique de la matière de la paroi du tube. On peut alors calculer l'évidement de manière que, après la déformation, la collerette ainsi formée comporte une surface frontale à peu près plane, sur laquelle le tube à raccorder peut être facilement soudé ou brasé. Du fait que le corps de refoulement doit être introduit dans le tube o doit être formée la collerette, le métal de la paroi du tube subit cependant un retrait élastique après le passage du corps de refoulement et on doit encore élargir la colleret- te lorsqu'il faut mettre en place sur celle-ci un tronçon de tube de même diamètre. Pour remédier à cet inconvénient, on a mis au point un dispositif dans lequel on introduit dans l'évide- ment, de l'extérieur, un outil qui est alors entraîné en ro- tation et qui est simultanément expansé. Du fait que l'ou- til n'a pas besoin d'épouser le contour de la collerette, on 2 2477915 peut tenir compte du retrait élastique de la matière du tu- be. Ce dispositif, qui est proposé par la Société SERLACHIUS (Finlande) est cependant relativement compliqué et lourd et, pour cette raison, il ne peut être utilisé que dans cer- taines conditions; notamment on ne peut pratiquement pas effectuer des opérations sur des ensembles tubulaires fixés en place et présentant de grands diamètres de tubes sans démonter les tronçons tubulaires correspondants. L'invention a pour objet de fournir un dispo- sitif pour former des collerettes sur des orifices traver- sant la paroi d'un tube, comportant un corps de refoulement pouvant être engagé dans le tube ainsi qu'une tige de trac- tion pouvant être engagée de l'extérieur dans un évidement ménagé dans la paroi du tube et qui peut être accouplée avec le corps de refoulement; le dispositif permettant égale- ment de réaliser des collerettes dont le diamètre d 'ex- trémité est égal ou même légèrement supérieur à celui du tube proprement dit. Ce problème est résolu en ce que le corps de refoulement comporte un coin pouvant être accouplé à une tige de traction pi a été pourvu de surfaces actives qui sont disposées symétriquement par rapport à la direction de traction, ainsi qu'un corps expansible divisé en sec- teurs, et comportant des surfaces antagonistes ayant une forme complémentaire des surfaces du coin, lesdits sec- teurs étant déplaçables, par entrée en contact avec la pa- roi intérieure du tube, d'une position contractée d'in- troduction jusque dans une position expansée de travail le long des surfaces actives. A la différence des disposi- tifs classiques, le corps de refoulement peut présenter deux dimensions maximales différentes, à savoir une peti- te dimension, lorsqu'il est contractéet lorsqu'il peut précisément être encore introduit dans le tube - auquel cas on utilise avantageusement une barre d'introduction - et une grande dimension qu'il prend graduellement, lors de l'expansion de ses secteurs et pour laquelle commence éga- 3 2477915 lement le profilage de collerette. La division du corps expansible en secteurs peut être effectuée, dans le cas le plus simple, parallèle- ment à la direction de traction lors de la formation de collerettes; lors de l'expansion des secteurs, il s'éta- blit alors naturellement un intervalle entre deux secteurs adjacents, cet intervalle se manifestant également dans le contour de la surface frontale de la collerette, o une pe- tite languette fait saillie vers l'intérieur. Cette languet- te peut facilement être éliminée; on peut cependant égale- ment effectuer la division en secteurs suivant une ligne en oblique par rapport à la direction de traction, en vue de remédier ainsi à ce petit inconvénient. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfé- rence aux dessins annexés, sur lesquels: Fig. 1 est une vue en coupe du corps de re- foulement, la figure la montrant la position d'introduc- tion et la figure lb la position de travail; et Fig. 2 est une coupe prise selon la ligne 2-2 de la figure 1, la figure 2a correspondant à la figure la tandis que la figure 2b correspond à la figure lb, la ligne de coupe 1-1 correspondant à la position de coupe de la fi- gure 1. Sur les dessins annexés, on a désigné par 10 le tube dans lequel une collerette doit être formée à partir de l'évidement 12: sur les figures dont le numéro est af- fecté de l'indice "a", on peut voir la disposition des élé- ments expansibles après l'introduction dans le tube 10. Le coin 16 est maintenu à l'aide de la barre d'introduction 14, par exemple à l'aide d'aimants permanents (non visibles). La barre d'introduction 14 comporte des moyens coopérant avec le coin pour fixer ce dernier en l'empêchant de tour- ner; à cet effet, il est prévu dans l'exemple de réalisa- tion considéré, deux broches 18 engagées dans la barre 14 et qui viennent se placer dans des trous borgnes 20 du coin 16. Ce coin 16 peut être sorti des broches comme indiqué sur la figure 2b. Par ailleurs, le positionnement n'a pas besoin d'être particulièrement précis. Le coin comporte dans ce cas une surface coni- que circulaire 22 servant de surface active et, à proximi- té de son cercle primitif, un collet 24 de forme annulaire qui est pourvu d'une surface de butée et d'appui 26,opposée à la barre 14-. - Le corps d'expansion ne comporte, dans ce cas, que deux secteurs 28 et 30, qui ont une forme identique. Egalement les autres éléments du dispositif sont symétri- ques par rapport au plan médian du tube, qui a été désigné par 32 sur la figure 1, les figures affectées de l'indice "a" montrant le secteur 28 et les figures affectées de l'in- dice " b" montrant le secteur 30; cependant il va de soi que les deux secteurs prennent des positions symétriques. Lors de la fabrication du corps d'expansion, on effectue initialement le tournage d'une ébauche de façon à former un cône intérieur 34 qui correspond à la surface circulaire conique 22 du coin 16, ainsi qu'un contour exté- rieur qui a à peu près une forme de poire dans l'exemple con- sidéré. Le profil précis de ce contour est fonction des con- ditions de déformation; pour l'invention, deux dimensions sont cependant essentielles, à savoir d'une part le diamè- tre maximal de l'ébauche qui est légèrement supérieur au dia- mètre du tube 10 (l'écart précis entre les cotes est dé- terminé en fonction des caractéristiques du matériau cons- tituant le tube et de son épaisseur de paroi), et d'autre part la distance existant entre le centre du plan radial pas- sant par ce diamètre et la ligne périphérique, qui a été dé- signée par "X" sur la figure 2b. En outre on ménage une gor- ge périphérique 36 dans l'ébauche. Cette ébauche est ensuite sciée, dans l'exem- ple considéré le long d'une génératrice du c8ne intérieur 34, de façon à obtenir un intervalle de sciage 37 dont la demi-largeur est mise en évidence sur la figure lb. Dans les surfaces coniques intérieures ainsi dégagées, on ménage par fraisage de petits trous oblongs 38; le coin comporte des broches 40 qui viennent coïncider avec ces trous oblongs et qui sont orientées perpendiculairement à la surface périphé- rique du cône. Les secteurs sont ensuite mis en place sur le coin de manière que les broches 40 viennent s'engager dans les trous oblongs 38, les surfaces coniques intérieures 34 venant alors s'appliquer contre la surface périphérique co- nique du coin. Dans la gorge 36, on met en place une bague élastique 42, qui a tendance à appliquer les secteurs 28, 30 l'un contre l'autre. Les secteurs glissent par conséquent le long de la surface conique du coin vers le haut, à savoir jusqu'à ce que l'intervalle de sciage 36 soit fermé. Les dimensions sont choisies de manière que le corps de refou- lement puisse précisément être encore engagé dans le tube dans cette position d'introduction. Les broches 40 ont pour fonction de fixer en correspondance la position des secteurs 28, 30, par rapport àla barre 14 et simultanément de relier ensemble, de façon inséparable, le coin et les secteurs, a- près le serrage de la bague élastique 42. On peut voir sur la figure la que, dans cette position d'introduction, les secteurs 28 (et 30) ne sont en contact que le long d'une génératrice du coin. On pourrait également prévoir sur le coin et les secteurs des surfaces inclinées planes, auquel cas, le contact superficiel serait également maintenu dans la condition contractée d'introduc- tion du corps expansible; cependant du fait que, comme cela sera expliqué dans la suite, la charge s'exerçant dans la zone des surfaces de coin atteint sa valeur maximale lors- qu'on se trouve déjà dans la position dû travail des fi- gures lb et 2b, il se produit une trop forte pression super- ficielle par comparaison à la solution simple qui a été re- présentée sur les figures. Après introduction de la barre portant le coin et le corps expansible en dessous de l'évidement 12 mé- nagé dans le tube, on introduit de l'extérieur la tige de traction 44 et on la visse dans un trou fileté 46 du coin. A la place de cette liaison filetée, on pourrait également prévoir une liaison à baïonnette ou autre. De l'extérieur, on peut soutenir le tube 10 à l'aide d'une pièce de forme (non représentée) qui doit cependant dégager naturellement le passage pour le corps de refoulement. La tige de traction est ensuite tirée vers l'extérieur,par exemple avec un vé- rin hydraulique. En variante, on peut également bloquer la tige et l'entralner vers la périphérie de manière que le coin se déplace à la façon d'une noix filetée le long dela barre de traction. Les secteurs 28 et 30 participent également au mouvement radial du coin 16, jusqu'à ce qu'ils viennent buter, dans la zone de la ligne périphérique X, contre la pa- roi intérieure du tube. Il en résulte que les secteurs sont poussés vers le bas, et simultanément également vers l'ex- térieur, jusqu'à ce que leur surface frontale 48 tournée vers la barre 14, entre en contact avec la surface de butée et d'appui 26. Il se produit alors déjà en 50 un premier élar- gissement du tube 10. A mesure que progresse le mouvement du coin, les secteurs sont maintenant entraînés et ils réa- lisent le profilage désiré de la collerette. 7 2477915 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour former des collerettes sur des orifices traversant la paroi d'un tube, comportant un corps de refoulement pouvant être engagé dans le tube ain- si qu'une tige de traction pouvant être engagée de l'ex- térieur dans un évidement ménagé dans la paroi du tube et qui peut être accouplée avec le corps de refoulement, carac- térisé en ce que le corps de refoulement (16,18,30) com- porte un coin (16) pouvant être accouplé à une tige de trac- tion (44) qui a été pourvu de surfaces actives (22) qui sont disposées symétriquement par rapport à la direction de trac- tion, ainsi qu'un corps expansible divisé en secteurs (28, ) et comportant des surfaces antagonistes (34) ayant une forme complémentaire des surfaces du coinlesdits secteurs étant déplaçables, par entrée.en contact avec la paroi in- térieure du tube, d'une position contractée d'introduction jusque dans une position expansée de travail le long des sur- faces actives (22). 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le coin (16) comporte une surface d'appui (26), orientée essentiellement perpendiculairement à la di- rection de traction et servant de butée pour limiter le mou- vement de translation servant à l'expansion des secteurs (28,30) du corps expansible. 3.Dispositif selon ltune des revendications 1 ou 2, caractérisé en ceLqu'il est prévu un dispositif de serrage (42) à l'aide duquel les secteurs (28, 30) du corps expansible sont maintenus dans la position d'introduction. 4. Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces acti- ves (22) et les surfaces antagonistes (34) sont des surfa- ces coniques et en ce que les surfaces antagonistes des sec- teurs (28, 30) du corps expansible entrent en contact su- perficiel, dans la position de travail, avec les surfaces ac- tives. 5. Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps expan- sible comporte deux secteurs (28, 30). 6. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le coin (16) et le corps expansible sont disposés symétriquement, lorsque les secteurs (28, 30) du corps occupent la position de travail, et sont empêchés d'exé- cuter une rotation relative. 7. Dispositif selon la revendication 6, compor- tant une barre d'introduction, sur laquelle le corps de re- foulement est maintenu pendant l'introduction dans le tube, caractérisé en ce que le coin (16) est monté sur la barre (14) sans possibilité de rotation relative.