Brevet FR2473919A1 — publié le 19810724

La présente invention concerne un noyau pour tube à cintrer. Pour empêcher le flambage de tubes lors de leur cintrage,on place dans le tube,au moins dans la zone sou- mise enchaque point à un effort de flexion,un élément de remplissage s'adaptant aussi exactement que possible au tube. Comme élément de remplissage,on utilise un mandrin stationnaire notamment dans des installations de cintrage de tubes cylindriques dans lesquelles /Ifebe est étiré autcur d'un tambour ou disque rotatif. On a également cherché à utiliser comme remplissage des noyaux en forme de chaine constituée d'éléments articulés entre eu*du bien de paquets de bandes flexibles et pouvant glisser les unes par rapport aux autres. Tous ces noyaux ne sont utilisables que pour des rayons de flexion supérieurs à une limite déterminée car au- delà de cette limite les noyaux ne peuvent plus être enlevés. Lorsqu'on désire effectuer un cintrage à des rayons encore plus réduits, le tube doit être rempli de sable,de colophane, d'un métal fondant à basse température ou d'un matériau sem- blableet être à nouveau vidé après cintrage. Mais c'est là un processus long et coûteux. L'invention a pour but de fournir un noyau se composant d'organes reliés ensemble de façon articulée et destiné à cintrer des tubes,ledit noyau soutenant le tube en empêchant son flambage ou bien la formation de plis pendant le cintrage,tout en pouvant cependant être facilement enlevé du tube après le cintrage. Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que,sur un câble en fils d'acier sont disposés des éléments cunéiformes libres articulés et,entre ces élé- ments successifs,des organes expansibles erpendicplairement à la direction longitudinale du câble,et en ce que les éléments cunéiformes peuvent être rapprochés sur la direction longitudinale du câble en provoquant l'expansion des organes expansibles. Selon l'invention,on utilise une "âme" flexi- ble se présentant sous la forme d'un câble en fils,qui absorbe les fortes charges de traction se produisant suivant l'axe du tube. Sur le câble, sont enfilés en rangée des organes ou maillons expansibles qui sont appliqués contre la paroi inter- ne du tube,cependant que des éléments ou maillons cunéiformes associés sont poussés les uns contre les autres et assurent ainsi, au moyen de leurs surfaces cunéiformes,l'expansion des maillons expansibles. La course d'expansion peut ici être choisie de valeur suffisante pour être supérieure au rétrécissement du tube se produisant en cours de cintrage, de sorte que le noyau,contracté à nouveau après desserrage du coincement,peut être sorti du tube. Pour de très petits ra- yons de cintrage,on peut,lorsque le tube à cintrer comporte des parois orientées parallèlement à l'axe de cintrage,dispo- ser intérieurement et extérieurement une bande flexible qui chevauche l'intervalle existant entre des maillons expansi- bles succesifs. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention apparaîtront dans la description ci-après donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins anne- xés dans lesquels: Fig.l est une vue en perspective,avec coupe partielle, d'un noyau constitué selon la présente invention et utilisable avec des tubes de section droite rectangulaire; Fig.2 représente,d'une manière analogue à la figure l,un noyau pour tubes cylindriques; Fig.3 représente en coupe l'extrémité du man- chon de serrage du noyau de figure 1; Fig.4 montre l'extrémité,située du côté butée,du noyau de figure 3; Fig.5 représente la déformation du noyau des figures 1,3 et 4 pendant l'opération de cintrage de tube. On précisera tout d'abord la structure de principe du noyau selon l'invention en se référant à la figure 1. Sur un câble en fils d'acier 10 sont alignés alternativement et librement les maillons cunéiformes 12 et les maillons expansibles 14. Chaque maillon de chaîne 12 est en soi pivotable autour d'un axe perpendiculaire au plan dans lequel le tube doit être cintré. Dans l'exemple de réalisa- tion de figure l,le noyau est destiné à un tube de section droite rectangulaire de sorte que le plan de cintrage du noyau est également fixé et que de ce fait, il suffit d'une possibilité ou degré d'articulation autour d'un axe. Pour cette raison,il est prévu une articulation à tourillon se composant d'un galet 16 et de coquilles d'appui 18 en forme de secteurs cylindriques,qui ont un profil complémentaire de la surface périphérique du galet et qui comportent des surfaces 19,tournées vers le galet 16 et dans lesquelles sont montés deux demi-maillons cunéiformes 20,identiques entre eux mais disposés symétriquement sur le câble 10. Lorsque le galet 16 est pris dans les coquilles d'appui 18,les deux surfaces 19 sont espacées l'une de l'autre d'une distance qui permet aux demi-maillons sur le galet 16 un basculement correspondant au rayon maximal désiré de cintrage du tube (voir figure 5). Le galet 16 comporte un trou 22 perpendiculaire à son axe et qui entoure le câble 10 avec un jeu exactement suffisant pour que les galets puissent encore coulisser librement sur lui;les trous 24,coaxiaux au trou 22,des demi-maillons cunéi- formes 20 ont des dimensions légèrement supérieures de sorte que le centre de basculement est toujours déterminé par l'axe du galet et que le câble 10 n'est encore pas en contact avec les trous 24 même lorsque le noyau est cintré. Chaque demi-maillon cunéiforme a la forme d'un tronc de pyramide dont les bases sont constituées par les surfaces 19. Les faces 26 du tronc de pyramide font un angle de 600 avec la surface de base l9.Elles servent de surfaces cunéiformes pour produire une expansion des maillons expansi- bles 14. Chaque maillon expansible 14 comporte autant de segments 30 que les demimaillons cunéiformes comportent de surfaces cunéiformes,à savoir quatre segments dans l'exemple considéré. A l'état contracté,les segments 30 d'un maillon expansible forment un anneau intégral de contour extérieur correspondant au contour intérieur du tube à cintrer/e sorte que,dans l'exemple considérê,il se forme un contour ou profil extérieur rectangulaire. Les plans de séparation entre les segments pourraient être orientés en diagonale ou oblique par rapport au contour extérieur rec- tangulaire;pour des raisons de fabrication,il est cependant avantageux de placer les plans de séparation figure 1) dans les plans de symétrie du tube à cintrer de sorte que chaque segment,en considérant l'axe du câble 10,a une forme de L. Ainsi,notamment pour un tube de section droite non car- rée,tous les segments ont la même forme de contour ou profil. Sur l'arête du L qui est tournée vers le câble 10,les segments comportent des contre-surfaces cunéiformes 34 qui sont complémentaires des surfaces cunéiformes 26 et ce sous des angles égaux et opposés,de sorte que deux maillons cunéiformes successifs agissent en commun,par leurs surfaces tournées l'une vers l'autre,sur les segments du maillon expansible intercalaire. Les segments de chaque maillon expan- sible sont maintenus élastiquement par précontrainte dans la position contractée. A cet effet,il est prévu dans-l'exem- ple considéré des anneaux élastiques 36 qui sont logés dans des rainures périphériques 38 des segments,ce pourquoi on peut utiliser des bagues toriques du commerce. Lorsque les maillons cunéiformes sont poussés l'un contre l'autre comme on le verra plus loinils produi-. sent une expansion des maillons expansibles contre lapré- contrainte des bagues toriques 36,et ce jusqu'à ce que les- surfaces "de couverture" 40 des troncs de pyramides de deux maillons cunéiformes adjacents viennent s'appliquer l'un contre l'autre. Les demi-maillons cunéiformes directe- ments adjacents,qui sont associés à un maillon expansible peuvent alors être considérés comme formant avec celui-ci un "maillon de chaîne",qui est articulé par l'intermédiaire des galets 16 avec lesquels il est extérieurement en contact, par rapport aux "maillons de chaîne" suivants immédiatement adjacents. Les dimensions des maillons expansibles à l'état contracté déterminent, en commun avec la course de serrage définie par la hauteur des troncs de pyramides, la différence entre les volumes contracté. et expansé du contour du noyau. Cette différence doit être suffisamment grande pour permettre,après l'opération de cintrage-associée à un rétrécissement du tube dans le plan de cintrage-une sortie du noyau lorsque le dispositif de cintrage a été libéré à nou- veau. L'angle du coin-c'est-à-dire l'angle formé par les surfaces 26 avec l'axe du câble 10-doit d'une part être suffisamment grand pour exclure un coincement,c'est-à-dire permettre la contraction des maillons expansibles, mais d'autre part il est souhaitable qu'une fraction aussi faible que possi- ble des forces transversales agissant,pendant l'opération de cintrage,sur les maillons expansibles soit transformée,par l'intermédiaire des surfaces cunéiformes,en une charge de traction dans le câble l0.Un angle de 300 se situe dans une gamme dans laquelle il est possible d'obtenir un compromis approprié entre les deux impératifs précités. Après expansion des maillons expansibles,leurs surfaces frontales 42 tournées l'une vers l'autre sont écar- tées l'une de l'autre d'une distance correspondant à la mesure dans laquelle les deux maillons cunéiformes associés et leurs coquilles de palier sont usinés avec un profil inférieur au demi-cylindrique. Lors du cintrage du tube,les surfaces fron- tales 42 de maillons cunéiformes adjacents se rapprochent du côté du câble 10 qui est tourné vers le centre de cintrage et, pour permettre également des petits rayons de cintrage, les surfaces frontales sont avantageusement biseautées en coin de ce côté,comme indiqué par l'angle de biseau P en figure 4; on notera que- lorsqu'il est prévu un tel biseautage-les segments ne sont identiques entre eux que par paires,en supposant qu'on choisisse les plans de séparation comme décrit ci-dessus; dans le cas de plans de séparation en diagonale ou oblique,on obtiendrait quatre segments différents. Avant de décrire les moyens permettant d'ef- fectuer le serrage du noyau,il faut encore préciser la réalisa- tion des maillons expansibles et des maillons cunéiformes pour des tubes cylindriques,en référence à la figure 2. Alors que,dans des tubes de section rectangu- laire,on n'effectue généralement un cintrage que dans un seul plan et quepar suite, la flexibilité du noyau n'est requise que dans ce plan de manière qu'on puisse utiliser comme articulations les galets 16 décrits ci-dessus,il arri- ve très fréquemment dans le cas de tubes cylindriques qu'on ait à effectuer un cintrage autour de plusieurs axes inclinés spatialement entre eux. Ceci signifie que,au lieu de galets 16,il faut alors prévoir des billes 46. C'est pourquoiles coquilles d'appui 48 des maillons cunéiformes ont une forme sphérique creuse. Pour les surfaces cunéiformes on peut adopter la même configuration que pour les tubes rectangdaires,-ou bien on peut aussi faire intervenir un plus grand nombre de surfaces cunéiformes coopérant entre elles et en conséquence prévoir également un plus grand nombre de segments de maillons expansibles;dans l'exemple,on a représen- té six surfaces cunéiformes 50 et six segments 52,dont le contour extérieur est avantageusement tel que les segments définissent,à l'état expansé,un cercle correspondant au rayon intérieur du tube à cintrer. Il faut enfin observer que le biseautage correspondant à l'angle 9 doit dans ce cas être prévu sur tous les segments car le noyau doit pouvoir subir une torsion en soi et simultanément une flexion autour du rayon le plus réduit possible. Dans le cas de tubes de section rectangulaire, on place avantageusement sur le côté intérieur et/ou sur le côté extérieur du noyau par rapport au centre de cintrage, une mince bande de tôle d'acier flexible 54 ou 56 ladite bande étant enlevée après le cintrage,mais ceci n'est naturellement pas possible dans le cas de tubes cylindriques. Aux figures 3 et 4,on a représenté les disposi- tifs de serrage. Selcn la figure 4,f'une des extrémités du câble 10 il est fixé,par exemple par rétreint,un élément de butée/. L'élément de butée comporte des surfaces cunéiformes 62 qui coopèrent avec le maillon expansible 14' le plus pro- che et qui absorbent en outre la charge de traction exercée dans la direction de l'axe du câble. Les bandes 54 et 56 s'étendent au-delà de l'élément de butée 60 jusque dans la zone du tube 64 qui n'a pas à être soutenue par le noyau. A la figure 3,on a représenté l'autre extrémi- té du noyau. Sur l'une des extrémités du câble est ici fixé, par exemple par rétreint,un élément de serrage 65,se compo- sant d'une partie de guidage 66 ayant une section droite non circulaire, par exemple carrée,et une partie filetée 68. La partie de guidage 66 est engagée dans un canal 69,réalisé sous forme de guide,d'un élément extrême de pression 70,ce canal 69 étant lui-même obturé par une plaque de recouvrement 72 vissée. Le contour extérieur de l'élément extrême de pression relié à la plaque de recouvrement 72 vient s'adapter dans l'extrémité du tube et est muni,sur le côté frontal tourné vers les maillons du noyau,de surfaces cunéiformes 74, qui coopèrent avec/le maillon expansible 14" immédiatement ad- jacent comme le fait l'élément de butée 60 avec le maillon expansible 14'. Sur l'extrémité libre de la partie filetée 68 est vissé un manchon de serrage 76,qui s'applique contre l'élément extrême de pression et qui, lorsque son vissage est continué,pousse l'élément extrême de pression le long du câble 10 à l'intérieur du tube en rapprochant simultané- ment les maillons du noyau,ce qui produit,on l'a déjà indi- qué,l'expansion des maillons expansibles. Le manchon de serrage 76 est fermé à son extrémité libre;l'extrémité libre de la partie filetée 68 est reliée rigidement à un collet 78,fixé par exemple au moyen d'une goupille, la liaison pouvant être également assurée par vissage d'un filetage de pas opposé à celui du manchon(filetage à gauche). Le collet,lors de la traction exercée sur le manchon de serrage 76,entre finalement en contact avec son extrémité fermée de sorte que l'utilisateur constate alors qu'il a atteint le raccourcissement désiré du noyau,nécessaire pour l'expansion de tous les maillons expansibles. Le collet 78 sert aussi à empêcher un dévissage complet involontaire,et éventuellement la perte du manchon de serrage. On voit en outre en figure 3 une poignée 80 fixée à l'extrémité de la bande 54 et au moyen de laquelle la bande peut être facilement extraite quand le manchon deerrage a été à nouveau dévissé et que par conséquent l'expansion des maillons expansibles a été supprimée. Si, malgré l'utilisation de lubrifiant pour toutes les parties du noyau,des maillons expansibles restent bloqués dans le tube cintré,il est possible de débloquer le noyau par de légers coups de marteau. S REVENDICATIONS 1. Noyau pour tube à cintrer,se composant d'éléments accouplés entre eux de façon articulée,caractérisé en ce que,sur un câble en fils d'acier ( 10) sont disposés des éléments(12)cunéiformes libres articulés et,entre ces éléments successifs,des organes expansibles perpendiculaire- ment à la direction longitudinale du câble,et en ce que les éléments cunéiformes (12)peuvent être rapprochés sur la di- rection longitudinale du câble (10) en provoquant l'expansion des organes expansibles (14). 2. Noyau pour tube à cintrer selon la revendi- cation 1,caractérisé en ce que chaque maillon cunéiforme (12) comporte un corps d'articulation (16,18) avec,au moins dans le plan de cintrage du tube,une section droite circulaire et, de part et d'autre de ce corps,un demi-maillon cunéiforme ayant une surface d'appui complémentaire de la section du corps d'articulation. 3. Noyau selon la revendication 2,utilisable pour le cintrage de tubes de section rectangulaire,caractérisé en ce que les corps d'articulation ont une forme cylindrique. 4. Noyau selon la revendication 2,pour le cintrage de tubes de section circulaire,caractérisé en ce que les corps d'articulation ont une forme sphérique. 5. Noyau selon la revendication l,caractérisé en ce que chaque maillon expansible (14)se compose de plusieurs segments annulaires (30)dont le contour extérieur commun est pratiquement complémentaire du profil intérieur des tubes à cintrer. 6. Noyau selon la revendication 5, caractérisé en ce que le maillon expansible (14)composé des segments annu- laires (30)comporte,dans la zone de son évidement et de part et d'autre d'un plan de symétrie perpendiculaire à l'axe du câble,autant de surfaces cunéiformes qu'il existe de segments, et en ce que les surfaces cunéiformes (34) ont un profil complémentaire de celui des surfaces antagonistes cunéifor- mes (26)des maillons cunéiformes adjacents (12). 7. Noyau selon la revendication 6,caractérisé en ce que l'angle du coin est de l'ordre de 30 . 8. Noyau selon l'une quelconque des revendica- tions 5,6 ou 7,caractérisé en ce que les segments annulaires (30)sont, au moyen d'éléments élastiques,précontraints dans la direction de l'axe du câble. 9. Noyau selon la revendication 8,caractérisé en ce que les éléments élastiques comportent au moins une bague torique (36) entourant tous les segments annulaires (30)du maillon expansible (14)correspondant. 10. Noyau selon la revendication 9,caractérisé en ce qu'il est prévu deux bagues toriques par maillon expan- sible. 11. Noyau selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10,caractérisé en ce que les maillons expansibles ont un profil qui diminue en forme de coin en direction du centre de cintrage du tube. 12.Noyau selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 11,caractérisé en ce que le câble 10 est solidaire à une de ses extrémités d'une butée fixe (60) et qu'il est relié à son autre extrémité à un tronçon de tige filetée sur lequel peut être vissé un manchon de serrage (76)assurant le rapprochement des maillons. 13. Noyau selon la revendication 12,caractéri- sé en ce que la butée est simultanément réalisée en forme de maillon cunéiforme. 14. Noyau selon l'une des revendications 12 ou 13,caractérisé en ce qu'une partie frontale extrême, tournée vers les maillons,du manchon de serrage (76)est simultanément réalisée en forme de maillon cunéiforme. 15. Noyau selon l'une quelconque des reven- dications 12 à14,caractérisé en ce qu'il comporte une butée (78)de limitation de la course de serrage. 16. Noyau selon l'une des revendications 3 et ,caractérisé en ce qu'il comporte des bandes flexibles (54,56)pouvant être introduites en même temps que le noyau dans le tube à cintrer et pouvant être sorties apres cintrage et avant l'enlèvement du noyau.