Brevet FR2561142A1 — publié le 19850920

La présensce invention concerne les tubes à double paroi ainsi que leurs procédés de fabrication. On sait qu'il est intéressant dans de nom- breuses applications, par exemple dans la construction automobile, d'utiliser des tubes à double paroi entre lesquelles peut éventuellement être disposé un maté- riau de remplissage en contact continu ou discontinu avec les deux parois entre lesquelles il est disposé. La présence de ces deux parois et d'un intervalle entre elles, rempli ou non, permet d'obtenir des ca- ractéristiques améliorées d'isolation, que ce soit sur le plan thermique ou sur le plan phonique. De tels tubes peuvent par exemple être utilisés pour constit- uer des tubulures d'échappement de véhicules automobi- les. Un procédé de fabrication de tels tubes peut consister à former un ensemble composite obtenu en su- perposant deux feuillards métalliques maintenus à une certaine distance l'un de l'autre au moyen d'entretoi- ses venues de matière avec l'un et/ou l'autre de ces deux feuillards ou rapportées, ou bien séparés par un matériau intercalaire continu ou discontinu, pouvant être constitué par un grillage ou un treillis métal- lique ou non, ou bien par un matériau sous forme de mousse, de poudre ou autre. Cet ensemble composite est ensuite roulé pour former un tube et les deux bords adjacents sont assemblés par soudure. Cependant, un inconvénient sérieux de ce procédé réside dans le fait que dans la zone de la soudure, les deux bords en regard du matériau composite sont constitués par les bords vifs des deux feuillards constituant les parois interne et externe du tube, de sorte que la soudure entre ces deux parties en regard risque d'être de mauvaise qualité et que la solidité et l'étanchéité du tube peuvent s e trouver jrvvement affectées, Veci est dû à des défauts inévitables dans la géométrie des bords en regard et à un défaut d'homogénéité qui se trouve encore accru si un matériau fusible se trouve disposé entre les deux feuillards et se mélange au bain de fusion pendant l'opération de soudage. Le but de l'invention est donc de réaliser un tube et de proposer un procédé de fabrication grâce auxquels cet inconvénient soit éliminé. A cet effet, l'invention a pour objet un tube soudé à double paroi, caractérisé en ce que les deux parties du tube au droit desquelles est située la soudure sont délimitées chacune par la surface exté- rieure d'un pli formé par le matériau constituant dans cette zone la double paroi du tube. L'invention a également pour objet un procé- dé de fabrication d'un tel tube, caractérisé en ce qu'on réalise une ébauche à double paroi dont deux bords libres, opposés parallèles sont constitués, 2i respectivement, par un pli du matériau délimitant lesdites parois, on donne à cette ébauche la forme d'un tube et l'on assemble par soudure les deux bords libres, parallèles, ad3acents. Suivant d'autres caractéristiques: - l'ébauche est obtenue par pliage d'un feuillard en rabattant à 180' deux parties latérales opposées de ce feuillard; - les deux parties latérales rabattues sont constituées d'un matériau différent de celui qui cons- titue la partie centrale du feuillard; - on réalise l'ébauche à partir d'un tube que l'on aplatit. L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples et sur lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe d'un feuillard à un stade initial de la fabrication d'un tube suivant l'invention; - la Figure 2 est une vue en coupe d'une ébauche à un stade intermédiaire de la fabrication; - la Figure 3 est une vue en coupe trans- versale d'un tube avant soudage; - la Figure 4 est une vue en perspective du tube après l'opération de soudage; - les Figures 5, 6 et 7 sont des vues ana- logues à celles des Figures 1, 2 et 3, pour réaliser un tube à double paroi séparées par un grillage ou autre matériau intercalaire; - les Figures 8 et 9 sont deux vues en coupe transversale destinées à illustrer deux variantes; - les Figures 10, 11 et 12 sont respective- ment deux vues en coupe et une vue en perspective représentant une autre variante. On voit au dessin un feuillard métallique 1, par exemple en acier ou tout autre métal convenable, dont deux parties latérales 2, 3 sont rabattues à partir d'une position représentée en trait mixte, jusqu'à prendre la position de la Figure 2, en passant par la position de la Figure 1. La largeur des ailes 2, 3 est à peu près égale ou, de préférence, légèrement inférieure à la moitié de la largeur de la partie centrale 1 du feuillard. De préférence, ce feuillard comporte des plots 5 légèrement en saillie qui sont destinés à déterminer l'écartement entre les deux parois du tube fini. Il est à noter que les deux bords longitudi- naux opposés 6, 7 de l'ébauche représentée à la Figure S61142 2 sont constitués par la surface extérieure d'un pli et ne présentent donc pas de solutions de continuité. Sur la Figure 3, l'ébauche de la Figure 2 a été roulée de façon à obtenir un tube, les deux bords libres 8, 9 du feuillard initial étant disposés adja- cents. De plus, avant roulage, les deux plis 6, 7 sont soumis à une opération de râclage ou de galetage. pour leur donner une forme plus plane. A la Figure 4, on a représenté la soudure 10 réalisée entre les deux plis 6, 7, pour obtenir le tube à double paroi. Cette soudure peut être réalisée par tout procédé convenable, par exemple avec électro- de sous gaz inerte, par chauffage par-résistance ou radiofréquence. Il est à noter que dans la phase représentée à la Figure 2, les deux bords libres 8, 9 des deux parties rabattues qui se trouvent assez proches l'un de l'autre peuvent si on le désire être reliés l'un à l'autre par exemple par soudure. Dans le mode de réalisation des Figures 5 à 7, le même procédé est mis en oeuvre, à cette diffé- rence près que le feuillard 1 ne comporte pas de plots et que l'on dispose sur la partie centrale 4 de l'ébauche un élément intercalaire 11 qui peut être constitué par un grillage ou tout autre matériau convenable, de préférence soudable, sur lequel sont rabattues les deux parties latérales 2, 3 du feuil- lard. De préférence, le grillage est mis en place alors que les ailes 2, 3 sont à peu près à 90', comme représenté sur la Figure 5. La suite du procédé est identique à ce qui a été décrit précédemment, pour constituer tout d'abord une ébauche plane (Figure 6) dont les deux bords lon- gitudinaux 6, 7 sont constitués par les surfaces exté- rieures de deux plis, cette ébauche étant ensuite 2S61142 roulée pour obtenir un tube comme représenté à la Figure 7, terminé ensuite par une opération de soudage. Sur les Figures 8 et 9, ont été représentées deux légères variantes de ce procédé de fabrication selon lesquelles l'ébauche à partir de laquelle va être réalisé le tube n'est pas réalisée dans le même feuillard, mais à partir de deux matériaux différents ou simplement d'épaisseurs différentes. Dans le cas de la Figure 8, trois éléments ou feuillards 21, 22, 23 sont assemblés le long de deux lignes de soudure 24, 25 qui sont prévues sur la base du U, à une distance relativement faible des deux plis 26, 27 autour desquels vont être rabattues les parties latérales 22, 23. Dans le cas de la Figure 9, les deux lignes de soudure 34, 35 sont prévues dans les ailes 32, 33 du U, et également à faible distance des plis 36, 37 autour desquels les deux parties latérales vont être rabattues sur la partie centrale 31. Cette disposition prévue aux Figures 8 et 9 permet de réaliser par le procédé déjà décrit ci- dessus un tube dont les parois interne et externe peu- vent avoir des caractéristiques différentes, la paroi interne pouvant par exemple être réalisée en acier inoxydable, suivant la nature du fluide devant circu- ler dans le tube, tandis que la paroi externe peut être constituée d'un acier de moins bonne qualité. Dans le mode de réalisation des Figures 10 à 12, on part d'un tube métallique 40 de forme ronde ou déjà partiellement aplati et, pour constituer une ébauche plane, il suffit d'aplatir ou finir d'aplatir ce tube (Figure 11) pour ensuite le former et le souder comme représenté à la Figure 12. De préférence, 2S61142 on dispose à l'intérieur du tube initial un matériau de garnissage 41 dont la largeur est choisie à peu près égale ou légèrement inférieure à la moitié de la longueur de la circonférence du tube (Figure 10) de façon à pouvoir réaliser un tube composite analogue à celui représenté à la Figure 7. Dans ces diverses variantes, le procédé suivant l'invention permet de réaliser un tube dont la zone de soudure est d'excelletent qualité. En effet, dans tous les cas, la soudure est réalisée dans une zone o le matériau constituant les parois interne et externe du tube forme un pli et ne présente donc pas de solution de continuité ni de défaut d'homogénéité. Les caractéristiques d'étanchéité et de te- nue du tube s'en trouvent très sensiblement amélio- rées. Bien entendu, le procédé de l'invention peut aussi être appliqué pour fabriquer des tubes à parois multiples, supérieures à deux, et avec une grande va- riété de matériaux intercalaires ou de remplissage entre ces parois. De même, la composition du matériau constituant le tube lui-meme peut faire l'objet de très nombreuses variantes. REVENDICATIONS 1 - Tube soudé à double paroi, caractérisé en ce que les deux parties du tube au droit desquelles est située la soudure (10) sont délimitées chacune par la surface extérieure d'un pli (6, 7) formé par le matériau constituant, dans cette zone, la double paroi du tube. 2 - Tube suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les deux parois intérieure et exté- rieure sont réalisés en des matériaux différents, sauf au voisinage immédiat des plis (27, 27; 36, 37) situés dans la zone de soudure du tube. 3 - Tube suivant l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un matériau in- tercalaire (11; 41) est disposé entre les deux parois. 4 - Procédé de fabrication d'un tube soudé- suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on réalise une ébauche à double paroi dont deux bords libres, opposés, parallèles sont constitués, respectivement, par un pli (6, 7) du maté- riau délimitant lesdites parois, on donne à cette ébauche la forme d'un tube et l'on assemble par sou- dure les deux bords libres, parallèles, adjacents (6, 7). 5 - Procédé de fabrication suivant la re- vendication 4, caractérisé en ce que l'ébauche est obtenue par pliage d'un feuillard (1) en rabattant à deux parties latérales (2, 3)-opposées de ce feuillard. 38 6 - Procédé de fabrication suivant la re- vendication 5, caractérisé en ce qu'une fois rabat- tues, lesdites parties latérales (2, 3) sont séparées par un jeu qui est rattrappé lors de l'opération de mise en forme du tube. eS61142 7 - Procédé de fabrication suivant la re- vendication 5, caractérisé en ce que les deux parties latérales rabattues (22, 23; 32, 33) sont constituées d'un matériau différent de celui qui constitue la par- tie centrale (21; 31) du feuillard. 8 - Procédé de fabrication suivant la re- vendication 4, caractérisé en ce qu'on dispose dans l'ébauche, avant mise en forme du tube, un matériau intercalaire (11; 41). 9 - Procédé de fabrication suivant les re- vendications 5 et 8, caractérisé en ce que le matériau intercalaire (11) est mis en place alors que les par- ties latérales (2, 3) forment un angle voisin de 90' avec la partie centrale (4) du feuillard. 10 - Procédé de fabrication suivant la re- vendication 4, caractérisé en ce que l'ébauche est obtenue en aplatissant un tube (40) à simple paroi. 11 - Procédé de fabrication suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que avant d'aplatir le tube (40), on place dans ce dernier un élément in- tercalaire (41) dont la largeur est à peu prés égale à la moitié de la longueur de la circonférence du tube initial (40). 12 - Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que les surfaces extérieures des plis (6, 7) sont dressées par exemple par râclage ou galetage avant l'opération de soudage.