Brevet FR2475432A1 — publié le 19810814

-1- La présente invention se rapporte, d'une maniè- re générale, à des extendeurs perfectionnés pour mandriner ou renfler des tubes dans des chaudières ou dispositifs analogues. Plus particulièrement, mais non exclusivement, la présente invention se rapporte à un extendeur perfec- tionné pour simultanément mandriner et évaser les extré- mités de tubes dans des chaudières ou analogues. Dans le passé, on a rencontré des difficultés importantes au cours de la construction des chaudières du fait de la difficulté que l'on rencontre pour mandriner les tubes dans les plaques tubulaires et pour évaser éga- lement à l'angle désiré les extrémités des tubes qui font saillie au-delà des plaques tubulaires. Avec les types d'extendeurs précédemment utilisés, lorsqu'on place l'ex- tendeur trop profondément dans le tube, il peut en résul- ter un mandrinage insuffisant du tube pour former le joint d'étanchéité approprié. En outre, lorsqu'on place l'exten- deur trop profondément dans le tube, l'évasement peut être plié vers l'extérieur à un point tel que le tube est, en fait, sectionné au niveau de la face de la plaque tubulai- re. Si l'extendeur n'est pas suffisamment enfoncé dans le tube, le tube peut être mandriné avant que les galets d'évasement soient suffisamment engagés pour ouvrir l'éva- sement au degré requis. La plupart du temps, lorsqu'on mandrine et éva- se des tubes de chaudière, on utilise un dispositif de commande de couple qui détecte le couple appliqué et ar- rête automatiquement le moteur de galetage pour empêcher un mandrinage excessif du tube et assurer que les tubes sont pratiquement identiques. Un positionnement incorrect de l'extendeur par rapport à l'extrémité du tube peut se traduire par des indications de couple erronées et, par conséquent, par un mandrinage irrégulier. L'un des buts de la présente invention est de réaliser un extendeur dans lequel la profondeur correcte -2- d'insertion de l'extendeur dans le tube est commandée et dans lequel, de ce fait, l'extendeur applique une action de galet et mandrine efficacement et régulièrement le tube pour former un joint d'étanchéité avec la plaque tubulaire tout en formant simultanément l'évasement requis à l'extrémité du tube. La présente invention a pour objet un extendeur de tube perfectionné pour mandriner un tube en ferme contact étanche avec une plaque tubulaire ou analogue et évaser l'extrémité de ce tube qui fait saillie au-delà de la plaque tubulaire. L'extendeur perfectionné comprend un mandrin allongé ayant une partie conique et une cage d'extendeur annulaire entourant une partie du mandrin et dans laquelle sont formées plusieurs fentes espacées. Plusieurs rouleaux d'extendeur approximativement droits sont disposés dans certaines des fentes et plusieurs rou- leaux d'évasement coniques sont disposés dans les autres fentes. Un organe de butée entoure une partie de la ca- ge et du mandrin et comporte une extrémité susceptible de venir en butée contre la plaque tubulaire et un organe d'arrêt est montée sur la cage à l'intérieur de l'organe de butée et est susceptible de venir en butée contre l'organe de butée de façon à limiter le déplacement axial de la cage par rapport à l'organe de butée, commandant ainsi là profondeur de pénétration des rouleaux dans le tube et commandant ainsi l'évasement maximal de l'extré- mité du tube. Les buts et avantages ci-dessus de l'invention apparaUtront plus clairement ainsi que d'autres à la lecture de la description qui va suivre considérée en combinaison avec le dessin annexé dans toutes les figures duquel les mêmes références désignent les mêmes éléments et dans lequel: - la figure 1 est une vue en perspective, avec -3- coupe partielle, qui représente un extendeur construit conformément à la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe, à échelle un peu plus grande, de l'extendeur de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en coupe semblable à celle de la figure 2 mais qui représente l'extendeur dans la position qu'il occupe lorsque le tube a été man- driné et que son extrémité a été évasée. On se référera maintenant au dessin et plus particulièrement à la figure 1 sur laquelle on a repré- senté un extendeur perfectionné, désigné par la référen- - ce générale 10, et qui est construit conformément aux enseignements de la présente invention. Comme représenté sur cette figure, l'extendeur 10 comporte un mandrin 12 qui a une partie de nez conique 14 et un carré d'entrai- nement 15. La partie de nez 14 s'étend à travers une cage annulaire 16 et à travers un organe de butée annu- laire 18 qui entoure également une partie de la cage 16. La cage 16 comporte également plusieurs fentes 20 qui s'étendent approximativement parallèlement à l'axe longitudinal du mandrin 12 et sont dimensionnées de façon à pouvoir recevoir des rouleaux droits 22. On doit faire remarquer que les fentes 20 et les galets droits sont légèrement inclinés sur l'axe du mandrin 12 de sorte que, lorsque l'extendeur 10 est entrainé en rotation, il est tiré dans le tube comme on le décrira ci-après. La cage 16 est également munie de plusieurs fentes 24 qui sont agencées de façon à recevoir plusieurs rouleaux d'évasement coniques 26. Comme représenté sur la figure 2, les rouleaux droits 22 et les rouleaux co- niques 26 sont en appui contre le mandrin 12 pour des raisons que l'on décrira ci-après. La cage 16 comporte également une partie de -4- tige 28 qui est extérieurement filetée pour recevoir un organe d'arrêt 30 et un organe annulaire 32. Les organes et 32 sont vissés sur la tige 28 et maintenus sur cette dernière dans toute position désirée par des vis de blocage 34 et 36 montées respectivement dans l'organe et dans l'organe 32.. L'organe de butée 18 comporte une surface d'extrémité 38 qui est disposée de façon à venir en ap- pui contre une face 40 d'une plaque tubulaire 42 de fa- çon à positionner correctement l'extendeur 10 par rap- port à la plaque tubulaire 42 pour le commencement de l'opération de mandrinage. L'organe de butée 18 comporte également une collerette 44 orientée vers l'intérieur contre laquelle est positionné un palier de butée 46 qui est porté par l'organe de butée 18. L'organe de butée s'étend au-dessus et au-delà de l'organe annulaire 32 et il comporte intérieurement un jonc d'arrêt 48 pour em- pêcher l'organe annulaire 32 de se déplacer hors de l'organe de butée 18. Un ressort de compression annulaire 50 est dis- posé à l'intérieur de l'organe de butée 18 et entoure la tige 28, ce ressort ayant une extrémité en appui contre le palier de butée 46 et une extrémité opposée en appui contre l'organe annulaire 32. Le ressort 50 sert à exercer une force sur la cage 16 et sur l'organe de butée 18, les repoussant dans la position qui a été représentée sur la figure 2. On a également représenté sur la figure 2 un tube 52 qui doit être mandriné en appui étanche contre la plaque tubulaire 42. On notera, en considérant cette figure, qu'une extrémité 54 du tube 52 fait saillie au-delà de la face 40 de la plaque tubulaire 42. On décrira maintenant le fonctionnement d'un mode de réalisation préféré. -5- Après que l'on ait positionné le tube 52 dans la plaque tubulaire 42 de façon que son extrémité 54 fasse saillie au-delà de cette plaque, on positionne l'extendeur 10 de la manière représentée sur la figure 2, c'est-à-dire de façon que la partie avant de la cage 16 et une partie 14 du mandrin 12 pénètrent dans le tube 52 qui, à ce stade, n'a pas encore été déformé. On rac- corde un dispositif (non représenté) d'entraînement en rotation du mandrin 12 au carré d'entraînement 15 et on le met en marche de façon qu'il tourne pendant qu'on pousse le mandrin 12 vers l'intérieur, c'est-à- dire en direction de la face 40 de la plaque tubulaire 42. Le déplacement vers la plaque tubulaire 42 comprime le ressort 50, permettant aux rouleaux droits 22 de pénétrer dans le tube 52. Lorsque les rouleaux 22 viennent en appui contre l'intérieur du tube 52, leur déplacement est arrêté et la partie conique 14 du mandrin 12 se dé- place vers l'intérieur pendant que les rouleaux 22 sont repoussés vers l'extérieur en appui contre l'intérieur du tube 52, déformant le tube de la manière représentée sur la figure 3. Comme précédemment mentionné, les rouleaux 22 sont légèrement inclinés par rapport à l'axe du mandrin 12 de sorte que la rotation a pour effet que l'extendeur 10 se visse dans le tube 52. Lorsque ceci se produit et qu'une force supplémentaire est exercée sur le mandrin 12, les rouleaux 22 déforment le tube 52 comme indiqué ci-dessus. Lorsque les rouleaux s'enfoncent dans le tube 52, ils entraînent les rouleaux coniques 26 en ap- pui contre l'extrémité 54 du tube 52, évasant cette ex- trémité vers l'extérieur, comme représenté sur la figure 3. Ce déplacement vers l'intérieur se poursuit jusqu'à ce que l'organe d'arrêt 30 vienne en butée contre le palier de butée 46. -6- Le mandrin 12 continue de tourner et de se déplacer vers l'intérieur jusqu'à ce que le tube 52 ait été élargi aux dimensions correctes par rapport à la plaque tubulaire 42. Un dispositif de commande de couple (non représenté) fait partie du dispositif d'entra nement du mandrin 12 et arrête le dispositif lorsque le tube 52 a été mandriné. Il est bien entendu que, naturellement, l'é- vasement de l'extrémité 54 du tube 52 est commandé de manière certaine à l'angle désiré par la venue en appui rigide de l'organe d'arrêt 30 contre le palier de butée 46 et par la venue en appui de l'organe de butée 18 contre la face 40 de la plaque tubulaire 42. Ainsi, la force convenable peut être appliquée au tube 52 de sorte cu'il est mandriné de la manière désirée sans que l'on risoue de sectionner l'extrémité 54 du fait d'un évasement excessif ou de ne pas évaser l'extrémité 54 de la quantité désirée. On a décrit ci-dessus un unique mode de réa- lisation de la présente invention, mais il est bien entendu que l'on peut y apporter de nombreux changements et modifications sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. -7- REVENDICATIONS 1. Extendeur de tube pour mandriner un tube en ferme appui étanche contre une plaque tubulaire et pour évaser les extrémités du tube qui fait saillie au-delà de la plaque tubulaire, cet extendeur étant caractérisé en ce qu'il comporte: - un mandrin allongé (12) comportant une partie conique (14); - une cage annulaire (16) d'extendeur entourant une partie du mandrin, cette cage d'extendeur comportant plusieurs fentes espacées (20, 24); - une série de rouleaux d'extendeur approxima- tivement droits (22) disposés dans certaines (20) des fentes; - une série de rouleaux d'évasement coniques (26) disposée dans les autres fentes (24) ; - un organe de butée creux (18) entourant une partie de la cage et du mandrin et ayant une extrémité susceptible de venir en appui contre la plaque tubulaire; et - un organe d'arrêt (30) monté sur la cage, à l'intérieur de l'organe de butée, et susceptible de venir en appui contre l'organe de butée pour limiter le déplace- ment axial de la cage par rapport à l'organe de butée de façon à commander ainsi la profondeur de pénétration des rouleaux dans le tube (52) et l'évasement maximal des ex- trémités (54) du tube. 2. Extendeur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte également un palier de butée (46) disposé à l'intérieur de l'organe de butée (18) et porté par ce dernier et disposé entre l'organe de butée (18) et l'organe d'arrêt (30). 3. Extendeur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte également des moyens élasti- -8- ques (50) disposé-à l'intérieur de l'organe de butée et entourant une partie de la cage (16) pour solliciter l'or- gane de butée (18) et l'organe d'arrêt (30) en éloignement l'un de l'autre. 4. Extendeur selon la revendication 3, caracté- risé en ce que l'organe d'arrêt (30) est réglable par rap- port à la cage (16) de telle sorte que l'on peut modifier le déplacement relatif entre la cage (16) et l'organe de butée (18). 5. Extendeur selon la revendication 4, caracté- risé en ce qu'il comporte, en outre, un organe annulaire (32) monté sur la cage (16) et en ce que les moyens élas- tiques sont constitués par un ressort de compression (50) dont une extrémité est en appui contre l'organe de butée (18) et dont l'autre extrémité est en appui contre l'or- gane annulaire. 6. Extendeur selon la revendication 5, caracté- risé en ce qu'il comporte, en outre, un palier de butée (46) porté par l'organe de butée (18) à l'intérieur de ce dernier, ce palier étant en appui contre une extrémité du ressort de compression (50) et étant susceptible de venir en appui contre l'organe d'arrêt (30) pour limiter la cour- se de la cage par rapport à l'organe de butée.