Brevet FR2492286A1 — publié le 19820423

La présente invention a pour objet un appareil pour la réalisation de collets en extrémité d'éléments tubulaires par exemple cylindriques du type de ceux utilisés dans le domaine de la plomberie. Pour la formation de collets, il est connu d'évaser ltextrémité du tube et de rabattre l'évasement perpendiculaire à son axe longitudinal. Pour ces opérations il est connu d'utiliser une matrice constituée de deux machoires entre lesquelles on enserre l'extrémité du tube et de poinçons de formes différentes adaptées aux différentes étapes de la réalisation du collet. L'extrémité du tube bloquée dans la matrice est disposée dans des rainures en arc de cercle des machoires formant lorsque les dites machoires sont accolées un orifice cylindrique transversal à la matrice. Une des deux extrémités de cet orifice est évasée en tronc de cône pour faciliter la réalisation de ltévasement ê l'aide d'un poinçon en forme de toupie conique enfoncé par martelage dans le tube. Après cette opération la position du tube dans l'orifice de la matrice est inversé pour disposer le dit évasement du tube sur une surface plane de la matrice, perpendiculaire à l'orifice et en opposition à son orifice évasé, contre laquelle est rabattue le dit évasement du tube a l'aide d'un poinçon plat par martelage. Le type de matériel d'un emploi peu souple occasionne d'importantes pertes de temps du fait du changement de position du tube pour chaque étape de la réalisation du collet. Généralement les collets coopèrent avec un écrou raccord pour assurer une liaison étanche entre deux tubes. L'6tanchéïté necessite que le collet présente une épaisseur constante. L'absence de guidage des poinçons dans l'art antérieur se traduit par une mauvaise répartition de la pression lors de la frappe, ce qui rend délicat la réalisation de collets d'épaisseur constante se traduisant par la suite par des défauts d'é tanchéité au niveau de la jonction de deux tubes. En outre, le matériel employé jusqu 7 à prestant ne peut travailler que des matériaux ductibles tels que du cuivre, ce qui réduit son champ d'application. Dans le cas où un raccordement doit etre effectué entre deux tubes en acier doux, l'homme de l'art doit envisager d'autres solutions plus onéreuses et plus difficiles à réaliser. La présente invention a pour but de pallier aux inconvénients énoncés ci-dessus en mettant en oeuvre un appareil permettant de simplifier la réalisation des collets et de diminuer le temps de fabrication. Un autre but de la présente invention est la mise en oeuvre d'un appareil qui permette la réalisation de collets d'épaisseur constante sur des tubes en matériau ductibles etlou en acier doux par exemple. A ce titre, l'appareil selon l'invention pour la réalisation de collets en extrémité d'éléments tubulaires de préférence cylindrique montés entre les machoires d'une matrice comportant une surface plane horizontale sur laquelle doit être rabattue la section supérieure du tube située au dessus de la dite surface se caractérise essentiellement en ce queil est constitué d'un portematrice dans lequel est engagée la matrice et l'élément tubulaire, d'un poinçon rotatif logé en partie dans le porte matrice susceptible de se rapprocher ou de s'écarter de la matrice, d'un refouloir monté dans le poinçon et lié en rotation avec celui-ci et susceptible de se déplacer en translation par rapport à celui-ci, de moyens de verrouillage permettant l'immobilisation en translation du refouloir par rapport au poinçon ou autorisant l'escamo- tage du dit refouloir dans le dit poinçon. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférentielle de réalisation avec référence aux dessins annexés en lesquels - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil selon l'invention. - La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil lors du rabattement de l'ôvasement sur la matrice. - La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne AA de la fi gure 2. - La figure 4 est une vue du poinçon et du refouloir. Tel que représenté l'appareil selon l'invention pour la réalisation de collets en extrémité d'éléments tubulaires de préférence cylindriques est constitué d'un porte-matrice 1 dans lequel vient se loger une matrice 2 dont les machoires enserrent un élément tubulaire 3, d'un poinçon 4 rotatif logé dans le porte-matrice et susceptible d'un mouvement de haut en bas dans le porte-matrice 1 pour se rapprocher ou s'écarter de la matrice 2, d'un refouloir 5 monté dans le poinçon et lié en rotation par rapport à celui-ci, de moyens 6 de verrouillage ou de déverrouillage permettant l'immobilisation en translation du refouloir 5 par rapport au poinçon ou permettant 11 escamotage du dit refouloir.5 dans le dit poinçon 4 Le corps 1 présente sensiblement la forme d'un boitier en étrier obtenu par exemple par découpe transversale d'un profilé en U et présentant deux ouvertures latérales de passage et mise en place d'une matrice du type en deux partie articulées. Le porte matrice 1 de préférence en métal est doté de moyens d'appui 7 de la matrice 2 et d'un orifice cylindrique fileté 8, transversal perpendiculaire au plan défini par les moyens d'appui, d'engagement du poinçon 4 et du refouloir 5. Selon un exemple préférentiel de réalisation comme représenté aux figures 1 à 3, le porte-matr#ce 1 comprend deux flancs 9 verticaux parallèles réunis par une paroi horizontale 10 supé rieure. Les extrémités libres des flancs sont repliées à angle droit vers l'intérieur du porte matrice 1 pour constituer les moyens d'appui 7 ou embases. Les embases 7 sent espacées l'une de l'autre pour permettre le passage du tube entre les flancs 9. Avantageusement l'orifice fileté a du porte matrice est ménagé dans une pièce 11 en partie cylindrique pour venir s'encastrer dans un orifice cylindrique transversal ménagé dans la paroi 10 ce qul permet d'augmenter la longueur filetée du dit orifice sans avoir à augmenter l'épaisseur de la dite paroi 10. Dans l'orifice 8 se visse le poinçon rotatif 4. Ce poinçon rotatif est pourvu d'une queue 12 cylindrique filetée extérieurement pour coopérer avec Orifice 8 8 prolongée coaxiale- ment dans le corps du porte matrice par une partie cylindrique 13 de plus grand diamètre présentant une surface circulaire inférieure parallèle à la matrice 2 et perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément tubulaire 3. De préférence, la pièce Il comportant le filetage 8 est dotée d'un évidement 15 débouchant dans le porte matrice, dans lequel vient se disposer la partie cylindrique 13 du poinçon pour faciliter l'introduction de la matrice 2 et de l'élément tubulaire 3. Coaxialement au poinçon 4 sa queue 12 est pourvue d'un orifice cylindrique 16 débouchant dans au moins une saignée 17 verticale ménagée dans 13 partie cylindrique 13 suivant un plan diamétral. Dans l'orifice 16 et dans la saignée 17 vient se monter le refouloir 5 coaxialement au poinçon 4. Le refouloir 5 métallique est doté d'une queue 18 logée dans 1 'ori- fice 16 du poinçon 4 et présente au moins deux bords 19 opposés inclinés l'un vers l'autre pour former une pointe dirigée vers la matrice pénétrant au cours du mouvement de descente de l'ensemble poinçon refouloir dans l'élément tubulaire 3. Avantageusement les bords 19 sont disposés suivant les cotés dtun triangule. Selon un exemple préférentiel de réalisation comme représenté aux figures i à 3, le refouloir 5 est obtenu par découpage d'une feuille métallique plane et présente une section transversale de préfé rence rectangulaire. La queue 18 plane est prolongée dans le porte matrice 1 par une portion triangulaire 20 plane dont le sommet est dirigé vers la matrice logée en partie dans la saignée 17 qui constitue un moyen de laison 4 en rotation du refouloir 5 par rapport au poinçon 4, Suivant une section transversale perpendiculaire à l'axe du refouloir les bords 19 de la portion triangulaire plane sont arrondis vers l'extérieur par exemple suivant un arc de cercle. Pour limiter la mouvement descendant du refouloir par rapport au poinçon 5 celui-ci comporte une butée 21, Cette butée est par exemple constituée par un anneau torique élastique, fendu transversalement venant se loger dans une gorge ménagée dans la partie cylindrique 13 du refouloir. Contre cet anneau butent deux ailes 22 opposées de la pointe triangulaire ménagée dans sa partie la plus large. Il est bien évident que la butée pourra être constituée par tout autre moyen connu de l'homme de l'art. Pour guider le refouloir dans le poinçon 4 la queue 18 comporte un épaulement 23 ménagé au delà de La pointe triangulaire 20. La largeur de cet-Xpaulement est sensiblement égale au diamètre de l'orifice 16 du poinçon et ses arêtes en contact avec la paroi du dit orifice sont arrondies en arc de cercle de rayon égal au rayon du dit orifice. Autour de la queue 18 du refouloir dans l'orifice 16 du poinçon 4 est disposé un organe élastique 24 tel un ressort à spires en appui par une de ses extrémités sur l'épaulement 23 et solidaire par son autre extrémité du poinçon 4. L'organe élastique a pour but d'assurer dans un premier temps le contact entre les ailes 22 de la pointe 20 et la butée 21 du poinçon. Lorsque la pointe 20 entre en contact avec l'extrémité du tube dépassant de la matrice d'une certaine valeur,l'organe élastique assure le maintien de 13 dite pointe dans le tube, ce qui permet d'assurer son centrage. Pour immobiliser en translation le refouloir 5 par rapport au poinçon lorsque sa pointe est en contact avec le tube, l'appareil est pourvu d'un organe de verrouillage solidaire du poin çon. Selon un exemple préférentiel de réalisation ltorgane de verrouillage 6 est constitué par un excentrique disposé en bout d'un levier 25 articulé par le dit excentrique à un axe26 dans une chape 27 comportant un orifice axial fileté pour se visser en bout de la queue du poinçon 4. Cet orifice fileté débouche entre les flancs de la chape 27 pour permettre å la queue du refouloir de buter contre l'excentrique c. La chape 27 est liée en rotation par rapport au poinçon 4 par une vis pointeau 28 cu autre organe engage dans un orifice radial fileté de la chape et venant en appui avec la queue du poinçon. Cette vis a également pour but d'assurer le parallèlisme entre les faces internes des plans de la chape et la queue du refouloir en sorte que celle-ci puisse librement pénétrer dans l'espace compris entre les dits flancs. Avantageusement l'excentrique 6 comporte un méplat sur lequel s'appuieltextrémite de la queue 18 du refouloir 4 en position de verrouillage comme représenté en figure 1. En se référent tout d'abord à la figure 1 on va expliquer le fonctionnement de l'appareil selon l'invention. On met tout d'abord le tube en place dans la matrice de telle manière que celui-ci dépasse d'une certaine valeur fonction de son diamètre. Après mise en place de la matrice dans le porte matrice l'excen- trique est placé en position de verrouillage. Par action sur le levier on fait tourner l'ensemble poinçon et refouloir en sorte que ceux-ci pénètrent dans le porte matrice et donc se rapprochent du tube 3. Dans un premier temps le refouloir vient se bloquer en translation contre l'extrémité du tube (fig.1) le poinçon effectuant oujours son mouvement de descente pour que la queue du refouloir vienne en appui contre l'excentrique (fig.1). Dans cette position le refouloir est entraîné en translation et en rotation pour réaliser l'évasement du dutube par refoulage du métal. En fin de course lorsque la pointe du refouloir est bloquée en translation et en rotation par la matrice,l'utilisateur inverse la position du levier et de l'excentrique par basculement autour de l'axe, ce qui permet de libérer le refouloir. Celui-ci est maintenu en place par l'organe élastique ce qui permet de centrer le tube au cours du mouvement de descente du poinçon pour rabattre l'évasement contre la matrice en vu de la réalisation du collet. Avantageusement le levier pourra comporter plusieurs graduations indiquant la valeur du dépassement du tube de la matrice en fonction des différents diamètres. L'appareil tel que décrit permet la réalisation de collets sur des tubes sans écrouissage du métal. La présente invention peut recevoir des aménagements et variantes dans le domaine des équivalents techniques sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Appareil pour la réalisation de collets en extrémité d'élé ments tubulaires de préférence cylindriques montés entre les machoires d'une matrice comportant une surface plane horizon tale sur laquelle doit être rabattue la section supérieure du tube située au dessus de la dite surface caractérisé en ce qu'il est constitué d'un porte matrice (1) dans lequel est engagé la matrice (2) et l'élément tubulaire (3) d'un poinçon (4) rotatif logé en partie dans le porte-matrice (1) susceptible de se rapprocher ou de s'écarter de la matrice, d'un refouloir (5) monté dans le poinçon lié en rotation avec celui-ci et susceptible de se déplacer en translation par rapport à celui-ci, de moyens (6) de verrouillage per mettant l'immobilisation en translation du refouloir par rapport au poinçon ou autorisant l'escamotage du dit refou loir dans le dit poinçon. R2/ Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poinçon présente en regard de la matrice, une surface plane. R3/ Appareil selon la revendication t caractérisé en ce que le porte matrice (1) est constitué par un bottier en forme d'é trier comportant au moins une ouverture latérale pour le pas sage et la mise an place de la matrice et de l'élément tubu laire, de moyens d'appui (7) de la dite matrice (2) et d'un orifice cylindrique fileté (8) perpendiculaire au plan dé finit par les moyens d'appui, coopérant avec le poinçon ro tatif (4). R4 / Appareil selon la revendication 1 doté d'un poinçon (4) comportant une queue cylindrique (12) prolongée coaxialement par une partie cylindrique (13) de plus grand diamètre carac térisé en ce que la queue (12) est pourvue d'un filetage extérieur coopérant avec orifice fileté (8) du porte ma trice et que la partie cylindrique (13) située dans le por te matrice est pourvu d'une saignée (17) diamétrale débou chant dans un orifice cylindrique (16) longitudinal de la queue (12) pour recevoir le refouloir (5). R5/ Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le re fouloir (5) comprend une queue (18) logée dans l'orifice (16) du poinçon et présente au moins deux tranches (19) opposées en prolongement de la queue (18) inclinées l'une vers l'autre pour former une pointe dirigée vers la matrice pénétrant lors de la rotation et de la descente du poinçon vers la matrice dans l'élément tubulaire (3). R6/ Appareil selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que la queue du refouloir est plane et présente un épaulement de guidage dans l'orifice (16) prolongé par au moins une portion plane sensiblement triangulaire dont un sommet est dirigé vers la matrice et venant se loger en partie ou en totalité dans la saignée (17) pour entre lié en rotation par rapport au poinçon. R7/ Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poinçon est pourvu d'au moins une butée pour limiter le mou vement de sortie du refouloir sous l'effet d'un organe élas tique 24 logé dans l'orifice (16) en appui par une de ses ex trémités sur ltépaulement de la queue du refouloir et solidai re par son autre extrémité du poinçon. RB/ Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que ltor- gane de verrouillage est constitué par un excentrique ( 6 ) dis posé en bout d'un levier 2.9#) articulé par le dit excentrique à un axe 26) d'une chape(27) solidaire de l'extrémité du poin çon et pourvue d'un orifice de passage de l'extrémité de la queue du refouloir en sorte que celle-ci vienne en appui contre l'excentrique au cours du mouvement de rotation et de descente du poinçon ce qui provoque la liaison en translation du dit refouloir par rapport au dit poinçon pour la réalisation de l'évasement en extrémité du tube par refoulement du métal.