Brevet FR2654958A1 — publié le 19910531

La présente invention concerne un expanseur mécanique de tubes, comportant un polyèdre pyramidal et des segments adjacents à ses surfaces d'enveloppe, déplaçables en direction axiale par rapport au polyèdre, des gorges étant usinées longitudinalement au voisinage des arêtes du polyèdre, gorges dont les surfaces latérales forment des guides pour les segments réalisés de façon corres- pondante (document DE-26 11 702). Par le document DE-26 11 702, on connaît des segments qui sont guidés, au moyen de baguettes de bronze en forme de T, dans une gorge, s'étendant de façon conique, en forme de T du polyèdre Cette solution n'a fait que partiellement ses preuves, du fait que l'usinage des gorges coniques continues est coûteux Un autre inconvé- nient consiste dans l'affaiblissement du polyèdre et la diminution des surfaces d'appui des segments sur l'en- veloppe du polyèdre, en particulier à l'extrémité mince du polyèdre Les zones de bord largement en saillie des segments se brisent souvent sous des charges élevées De plus, il existe le risque que, en marche à vide sous l'influence de la gravité, les segments basculent entre deux courses de travail, du fait de quoi il se crée un film lubrifiant imparfait et irrégulier. Par ailleurs, des particules de saleté entre les sur- faces de glissement peuvent parvenir dans les espaces créés par le basculement des segments, lesquelles particules entraînent, sous une charge, de forts endomma- gements des surfaces de glissement très sollicitées. A partir de cet état de la technique et de ses inconvé- nients, la présente invention a pour objet de réaliser le guidage des segments d'un expanseur mécanique de tubes sur le polyèdre pyramidal, de sorte qu'une surface d'appui de taille optimale des segments sur l'enveloppe du polyèdre puisse recevoir des forces élevées et qu'en même temps un guidage sûr et un maintien sûr des seg- ments soient garantis. A cet effet, l'expanseur mécanique de tubes, du type indiqué ci-dessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que les segments, sur leurs côtés internes du côté d'entrée, sur une longueur d'environ 5 à 30 % de leur longueur totale, présentent une forme de queue d'aronde, et les faces latérales des évidements en queue d'aronde glissent sur, à chaque fois, une face latérale de deux gorges voisines usinées dans le polyèdre, dont la longueur est limitée au déplacement du polyèdre par rapport aux segments, et en ce que les extrémités, opposées au côté d'entrée, des segments sont maintenues contre les surfaces d'enveloppe du polyèdre au moyen de ressorts agissant radialement. Grâce à la structure de l'invention, on obtient qu'en particulier la zone mince, soumise aux plus fortes sollicitations, du polyèdre n'est pas affaiblie par des gorges Le guidage existe exclusivement dans la zone à paroi épaisse et moins sollicitée du prisme La gorge plate du polyèdre réalisée en forme de queue d'aronde affaiblit bien moins ce dernier que la gorge en T usuelle L'usinage des gorges, qui ne sont plus coni- ques, est simplifié de façon importante. Grâce à ces mesures, les surfaces d'appui trapézoïdales des segments sur l'enveloppe du polyèdre augmentent d'environ 25 % Cela signifie que la pression de surface diminue et il devient ainsi possible, pour une pression de surface de même intensité, d'effectuer l'expansion de tubes plus épais ayant des résistances plus élevées, comme cela est exigé depuis longtemps par les fabriques de gros tubes. De plus, on obtient une lubrification appropriée des surfaces de glissement, du fait que l'on forme des surfaces de glissement lisses, ininterrompues Le nombre des perçages de lubrification peut être ainsi diminué. Les ressorts prévus selon l'invention pour presser les extrémités des segments contre les surfaces d'enveloppe du polyèdre maintiennent les segments en contact cons- tant, de sorte qu'une pénétration de particules de saleté entre les surfaces de glissement devient impos- sible. Avantageusement, les évidements en queue d'aronde sont formés dans des sabots de bronze, qui sont fixés aux segments Pour la réception de forces latérales, on peut disposer des ressorts d'ajustage supplémentaires entre les segments et les sabots de bronze. Selon une autre caractéristique de l'invention, les ressorts prévus pour maintenir radialement les segments sont des ressorts à lame trapézoïdaux, qui, par leurs extrémités étroites, pressent sur les segments. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un expanseur de tubes selon l'invention. La figure 2 est une vue de face de l'expanseur de tubes. La figure 3 est une coupe longitudinale agrandie d'un élément de guidage. La figure 4 est une coupe transversale de l'expanseur de tubes dans la zone d'un élément de guidage. Sur la figure 1, le polyèdre est désigné par la réf é- rence numérique 1, lequel est réalisé sous forme pyra- midale et porte, sur sa surface d'enveloppe, les seg- ments 2, desquels l'un est représenté en demi-coupe. Chaque segment 2 est maintenu, à son extrémité la plus mince, sur l'extrémité la plus épaisse du polyèdre 1 dans un guide 3, qui est réalisé, sur le segment, en tant que sabot de bronze A l'extrémité la plus épaisse du segment 2 ou à l'extrémité la plus mince du polyèdre 1, chaque segment 2 est pressé radialement contre le polyèdre 1 à l'aide d'un ressort à lame 4, les ressorts à lame étant fixés, d'un côté, au longeron 15 de l'expan- seur, de sorte que son extrémité libre pressant sur le segment 2, maintient celui-ci dans chaque position radiale des segments Pour déplacer le polyèdre 1, on prévoit un dispositif hydraulique usuel, dont la tige de traction est indiquée par la référence numérique 5 Pour lubrifier les surfaces de glissement entre les segments 2 et le polyèdre 1, on prévoit des perçages 6 dans le polyèdre 1. Sur la figure 2, les segments 2 sont représentés en vue de face On voit que les ressorts à lame 4 présentent une forme trapézoïdale et sont fixés à leur extrémité la plus large Les segments 2 sont reliés, de façon radiale- ment mobile, au longeron 15 de 1 'expanseur, de façon connue, par des coulisses en T, désignées par la réf é- rence numérique 7. La figure 3 montre, à plus grande échelle, le maintien et le guidage radial des segments 2 à l' aide du guide 3 réalisé conformément à l'invention Le guide est cons- titué, dans cet exemple de réalisation, du sabot de bronze 9, qui est fixé dans un évidement correspondant du segment 2 par des vis 8, à celui- ci Un ressort d'ajustage 9 dans le plan d'axe du segment reçoit les forces latérales. Comme on le voit sur la figure 4, le guide 3, c'est-à- dire le sabot de bronze, est muni d'un évidement 10 en queue d'aronde, qui entoure la partie, réalisée de façon correspondante, du polyèdre 1, qui est formée entre deux gorges voisines 11 et 12, lesquelles s'étendent en direction longitudinale au voisinage des arêtes du polyèdre Comme le montre la figure 3, la longueur des gorges 11,12 est limitée à la longueur du déplacement du polyèdre 1 par rapport aux segments 2, de sorte que seulement une partie du polyèdre est affaiblie par les gorges, et, en vérité, la partie qui se trouve dans la zone épaisse du polyèdre Pour lubrifier l'élément de guidage 3, on prévoit des perçages d'huile 13 à l'inté- rieur du polyèdre. REVENDICATIONS 1 Expanseur mécanique de tubes, comportant un polyèdre pyramidal et des segments adjacents à ses surfaces d'enveloppe, déplaçables en direction axiale par rapport au polyèdre, des gorges étant usinées longitudinalement au voisinage des arêtes du polyèdre, gorges dont les surfaces latérales forment des guides pour les segments réalisés de façon correspondante, caractérisé en ce que les segments ( 2), sur leurs côtés internes du côté d'entrée, sur une longueur d'environ 5 à 30 % de leur longueur totale, présentent une forme de queue d'aronde, et les faces latérales ( 14) des évide- ments ( 10) en queue d'aronde glissent sur, à chaque fois, une face latérale de deux gorges voisines ( 11,12) usinées dans le polyèdre, dont la longueur est limitée au déplacement du polyèdre ( 1) par rapport aux segments ( 2), et en ce que les extrémités, opposées au côté d'entrée, des segments ( 2) sont maintenues contre les surfaces d'enveloppe du polyèdre ( 1) au moyen de res- sorts ( 4) agissant radialement. 2 Expanseur mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les évidements ( 10) en queue d'aronde sont formés dans des sabots de bronze, qui sont fixés aux segments ( 2). 3 Expanseur mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ressorts ( 4) prévus pour maintenir radialement les segments ( 2) sont des ressorts à lame trapézoïdaux, qui, par leurs extrémités étroites, pressent sur les segments ( 2).