Brevet FR2475949A1 — publié le 19810821

La présente invention concerne un procédé de dudgeon- nage. Le dudgeonnage est un procédé bien connu dans la technique pour fixer un tube à une plaque de support. Dans ce procédé, un alésage est pratiqué dans la plaque et l'extrémité du tube est engagée dans cet alésage. La paroi extérieure du tube est ensuite appliquée par expansion contre la surface intérieure de l'alésage à l'aide d'un dudgeon constitué par une pluralité de galets disposés autour d'une broche conique. Il est également connu dans les procédés de dudgeonnage d'usiner à la surface intérieure de l'alésage des rainures dans le but d'améliorer l'accrochage du tube à la plaque. Ces rai- nures, d'une profondeur de l'ordre de 5 dixièmes de millimètre, ont une largeur de quelques millimètres. Toutefois, ce procédé de rainurage ne peut être utilisé que pour le dudgeonnage des tubes épais car les tubes minces, d'épaisseur par exemple inférieure à 1 millimètre, ont tendance à se fissurer au niveau des arêtes des rainures. Par ailleurs, si le rainurage améliore l'accrochage du tube sur la plaque, l'étanchéité reste pratiquement inchangée. On a également proposé pour le dudgeonnage des tubes minces d'usiner à la surface intérieure de l'alésage des rainures moins profondes par exemple de l'ordre de 3 dixièmes de millimètre et d'extension axiale du même ordre, c'est-à-dire bien inférieure à celle des rainures utilisées pour le dudgeonnage des tubes épais. Lors de l'expansion du tube à l'intérieur de l'alésage, il se forme alors un bourrelet de métal dans les rainures ce qui améliore l'étanchéité. Ce procédé présente toutefois l'incon- vénient que l'usinage des rainures est délicat et coûteux et que l'accrochage du tube est tel qu'aucun glissement n'est permis. Il en résulte des contraintes élevées en compression axiale dans le tube lors d'un éventuel dudgeonnage de son autre extrémité. La présente invention vise à palier ces inconvénients en fournissant un procédé de dudgeonnage appliquable plus par- ticulièrement au dudgeonnage des tubes minces qui d'une part améliore l'étanchéité et d'autre part peut être mis en oeuvre de façon simple et peu coûteuse. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de dudgeonnage dans lequel au moins un alésage est pratiqué dans une plaque métallique pour recevoir l'extrémité d'un tube caractérisé par le fait que l'on forme à la surface intérieure dudit alésage au moins une saillie annulaire de faible -2- 2475949 extension axiale. Ces saillies très fines sont partiellement écrasées lors du dudgeonnage en provoquant une concentration de contrainte et par conséquent en améliorant l'étanchéité. On a constaté que ce procédé était particulièrement bien adapté à la réalisation de condenseurs pour lesquels les exigences d'étanchéité sont actuellement de plus en plus sévères. De plus, les tubes utilisés dans ces condenseurs sont de plus en plus souvent en titane et sont par conséquent utilisés en faible épaisseur pour des questions économiques. Ces deux tendances contradictoires conduisaient à de sérieuses difficultés pour dudgeonner des tubes minces, en titane par exemple, dans des plaques en cupro-aluminium alors que la présente invention permet.de concilier les exigences d'étanchéité avec l'uti- lisation de tubes minces. Les saillies annulaires formées selon l'invention peuvent par exemple s'étendre axialement sur une longueur in- férieure ou égale à 5 dixièmes de millimètre et dépasser de la surface intérieure de l'alésage d'une valeur de l'ordre de 3 à 5 centièmes de millimètre. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, leé saillies annulaires sont réalisées par refoulement de matière à la surface intérieure de l'alésage. Ce refoulement peut avantageusement être réalisé par dudgeonnage avant mise en place de l'extrémité du tube dans l'alésage. La présente invention a également pour objet un dudgeon susceptible d'être utilisé pour réaliser les saillies annulaires par dudgeonnage. Selon l'invention, ce dudgeon est caractérisé par le fait que son enveloppe extérieure présente annulairement des parties en creux au moins partiellement complémentaires desdites saillies annulaires à former à la surface intérieure de l'alé- sage, et des parties en relief susceptibles de refouler la matière de la surface intérieure de l'alésage dans lesdites parties en creux. Un tel dudgeon peut par exemple être obtenu par rem- placement des galets coniques classiques par une pluralité de billes. Cependant, dans un mode de réalisation préférée de -3- 2475949 l'invention, chacun des galets coniques comporte des rainures annulaires de forme complémentaire à celles des saillies à former à la surface intérieure de l'alésage. De préférence, les galets de ce dudgeon comportent des parties dont le niveau est compris entre celui des parties en creux et celui des parties en relief pour augmenter brutalement le couple de dudgeonnage lorsqu'elles viennent en contact avec la surface intérieure de l'alésage. La présente invention a également pour objet un as- semblage d'au moins un tube sur une plaque, caractérisé par le fait qu'il est réalisé par le procédé ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit de formes de réalisation avantageuses de l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins schématiques annexes: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un tube dudgeonné dans une plaque en utilisant un procédé selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une coupe axiale similaire à la figure 1 représentant un autre mode de réalisation de l'inven- tion, - la figure 3 est une autre coupe axiale similaire aux figures 1 et 2 représentant un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue à plus grande échelle de la surface intérieure d'un alésage préparé par le procédé selon la présente invention pour recevoir l'extrémité d'un tube mince à dudgeonner, - la figure 5 représente un dudgeon susceptible d'être utilisé dans le procédé selon l'invention. La figure 1 représente un tube 1 dudgeonné dans une plaque 2. Dans cette figure, l'épaisseur du tube a été très nettement exagérée par rapport à son diamètre afin de la rendre plus lisible. Le dudgeonnage est effectué de la façon suivante. Un alésage 3 est tout d'abord réalisé dans la plaque 2 à un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube 1. Des saillies annulaires 4 sont ensuite formées par tous moyens connus, par exemple par usinage, à la surface intérieure de l'alésage 3. Les saillies 4 ont ici une section sensiblement isocèle. -4- L'extrémité du tube 1 est ensuite engagée dans l'alé- sage 3 muni des saillies 4 o il est dudgeonné de façon clas- sique. Lors du dudgeonnage, les saillies 4 sont écrasées et il s'ensuit des contraintes résiduelles localisées beaucoup plus importantes que la contrainte de serrage moyen. On a constaté que cette contrainte est suffisante pour assurer l'étanchéité même lorsque la limite élastique de la plaque 2 est les deux tiers de celle du tube 1. Une seule saillie 4 peut être suffisante mais on en prévoit de préférence plusieurs pour tenir compte du fait que les saillies extrêmes peuvent être endommagées lors de l'engagement du tube 1 dans l'alésage 3. Les figures 2 et 4 représentent un autre mode de réalisation de l'invention. Comme dans la figure 1, un tube 11 est dudgeonné dans une plaque 12. Préalablement à l'introduction du tube 11 dans l'alésage 13 de la plaque 12, on forme à la surface intérieure de l'alésage 13 des saillies 14 dont le profil est représenté plus en détail à la figure 4. Les saillies 14 ont une extension axiale 1 qui peut par exemple être égale à 5 dixièmes de millimètre ou inférieure. La' hauteur e dont elle dépasse de la surface 15 de l'alésage est de l'ordre de 3 à 5 centièmes de millimètre. On constate par ail- leurs que l'alésage 13 comporte également des zones en renfon- cement 16 alternées avec les plages 15 o la surface de l'alésage n'a pas été modifiée. Ceci résulte du mode de réalisation des saillies 14 que l'on décrira maintenant en référence à la figure 5. Les saillies 14 sont réalisées à l'aide d'un dudgeon 20 comportant de façon connue une broche conique 21 autour de laquelle sont disposés des galets coniques 22 de sorte que l'enveloppe extérieure des galets coniques 22 soit généralement cylindrique. Contrairement aux galets des dudgeons connus, les galets 22 sont usinés pour former des parties en creux 23 com- plémentaires des saillies 14 et des parties en relief 24 sus- ceptibles lors du dudgeonnage préalable de la plaque 12, en l'absence du tube 11, de refouler la matière de la surface intérieure de l'alésage dans les parties en creux 23 pour former les saillies 14. On constate par ailleurs que les galets 22 comportent des parties 25 dont le niveau est compris entre le fond des parties en creux 23 et la surface des parties en re- lief 24. Ainsi lors du dudgeonnage, les parties en relief 24 refoulent la matière dans les parties en creux 23 et le dudgeon s'enfonce dans la surface de l'alésage jusqu'à ce que les parties intermédiaires 25 viennent en contact avec la surface 15 de l'alésage. A cet instant, le couple de dudgeonnage augmente de façon brutale de sorte qu'il est possible de régler le dudgeon à un couple déterminé avec une fiabilité très grande de fonction- nement. La figure 3 représente une autre variante dans la- quelle un tube 31 est dudgeonné dans une plaque 32. Dans ce cas, l'alésage 33 a été préalablement façonné en l'absence du tube 31, à l'aide d'un dudgeon dans lequel les galets ont été remplacés par une rangée de billes. Il en résulte des saillies 34 espacées par des renfoncements toriques 35. Les renfoncements toriques 35 sont alternés avec des plages 36 correspondant à la surface d'origine de l'alésage. La solution de la figure 5 utilisant des galets usinés et cependant préférable à celle du remplacement des galets par des billes du fait qu'en prévoyant des parties en relief 24 suffisamment larges, on augmente la portée de ces parties en relief et l'on réduit ainsi l'usure de la broche 21 du dudgeon. On constatera par ailleurs que les tolérances globales d'usinage sont pratiquement les mêmes que dans les conditions du dudgeonnage classique. Il suffit de prévoir un jeu minimum entre le tube et l'alésage d'origine supérieur au jeu normal du double de l'épaisseur des saillies. Par exemple, si les saillies ont une hauteur e égale à 5 centièmes de millimètre, le jeu supplémen- taire devra être d'un dixième de millimètre. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées au procédé décrit ci-dessus sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi en particulier que d'autres formes de saillies que celles décrites peuvent être envisagées. L'essentiel est que ces saillies aient une extension axiale suffisamment faible pour pouvoir être écrasées lors du dudgeon- nage et jouer ainsi le rôle de joints d'étanchéité. -6- REVENDICATIONS 1. Procédé de dudgeonnage, dans lequel au moins un alésage est pratiqué dans une plaque métallique pour recevoir l'extrémité d'un tube, caractérisé par le fait que l'on forme, à la surface intérieure dudit alésage, au moins une saillie an- nulaire de faible extension axiale par rapport à l'épaisseur de la plaque. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites saillies annulaires s'étendent axialement sur une longueur inférieure ou égale à 5 dixièmes de millimètre. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdites saillies annulaires dépassent de la surface intérieure de l'alésage d'une valeur de l'ordre de 3 à 5 centièmes de millimètre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdites saillies annulaires sont réalisées par refoulement de matière à la surface intérieure de l'alésage. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdites saillies annulaires sont réalisées par dudgeon- nage, avant mise en place de l'extrémité du tube dans l'alésage. 6. Dudgeon susceptible d'être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que son enveloppe extérieure présente annulairement des parties en creux au moins partiellement complémentaires desdites saillies annulaires à former à la surface intérieure de l'alésage et des parties en relief susceptibles de refouler la matière de la surface intérieure de l'alésage dans lesdites parties en creux. 7. Dudgeon selon la revendication 6, caractérise par le fait que chacun de ses galets coniques est remplacé par une pluralité de billes. 8. Dudgeon selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chacun de ses galets coniques comporte des rainures annulaires de forme complémentaire à celle des saillies à former à la surface intérieure de l'alésage. 9. Dudgeon selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ses galets comportent des parties dont le niveau est compris entre celui des parties en creux et celui des parties en -7- 2475949 relief pour augmenter brutalement le couple de dudgeonnage lorsqu'elles viennent en contact avec la surface intérieure de l'alésage. 10. Assemblage d'au moins un tube sur une plaque caractérisé par le fait qu'il est réalisé par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.