Brevet FR2755382A1 — publié le 19980507

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CINTRAGE DE TUBES L'invention concerne un procédé et un dispositif de cintrage de tubes, en particulier de tubes à faible épaisseur de paroi en matière plastique rigide, ainsi que les tubes cintrés obtenus par exécution de ce procédé ou par mise en oeuvre de ce dispositif. Les tubes à faible épaisseur de paroi qui sont cintrés (par exemple à chaud dans une gorge de poulie) sans précaution particulière avec un rayon de courbure relativement faible présentent une pliure sur leur partie radialement interne par rapport au centre de courbure, due au fait que cette partie du tube est soumise à une compression lors du cintrage et est refoulée vers l'intérieur du tube (phénomène de "croquage"), en ayant pour effet de réduire de façon très importante l'aire de la section interne du tube, ce qui est particulièrement désavantageux lorsque le tube est parcouru par un écoulement de fluide, la pliure provoquant une perte de charge très importante et réduisant le débit de fluide. Pour éviter cet inconvénient, divers moyens sont connus dans la technique . par exemple remplir le tube d'une matière telle que du sable et le fermer à ses extrémités avant de le cintrer, ou mettre un gros ressort à l'intérieur ou à l'extérieur du tube, ou encore utiliser un tube annelé (qui a pour inconvénient d'être plus onéreux, plus encombrant et de perturber l'écoulement du fluide). Ces divers moyens connus sont plus ou moins faciles à mettre en oeuvre et en général ne sont pas adaptés à une fabrication en grande série. Pour ces raisons, on évite autant que possible de cintrer fortement les tubes à faible épaisseur de paroi et on essaie de respecter des rayons de courbure fixés par des cahiers des charges ou résultant des connaissances générales de l'homme du métier, la valeur minimale du rayon de courbure étant égale à 3 ou 4 fois le diamètre extérieur du tube dans les cas les plus courants. La présente invention a pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à ce problème du cintrage , en particulier pour des tubes à faible épaisseur de paroi, cette solution étant de plus adaptée aux fabrications en grande série. Elle propose à cet effet un procédé de cintrage , consistant à placer un tube dans une gorge d'une pièce support, cette gorge ayant un rayon de courbure qui correspond au rayon de cintrage du tube, et à cintrer à chaud le tube dans ladite gorge , ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir des cavités dans la surface de la gorge qui est au contact du tube et à loger dans ces cavités l'excédent de matière qui résulte, lors du cintrage, de la compression de la partie radialement interne du tube. En prévoyant dans la surface de la gorge des cavités susceptibles de recevoir l'excédent de matière qui résulte de la compression de la partie radialement interne du tube lors du cintrage de celui-ci, on évite que cet excédent de matière soit refoulé vers l'intérieur du tube et forme une pliure réduisant la section interne du tube. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tube est pressé sur la surface de ladite gorge pendant le cintrage. Cette pression a pour effet de pousser vers lesdites cavités de la gorge l'excédent de matière qui se forme sur la surface radialement interne du tube lors du cintrage. L'invention propose également un dispositif de cintrage d'un tube, comprenant une pièce de support formée avec une gorge incurvée de logement du tube, caractérisé en ce que la surface de la gorge destinée à être au contact du tube comporte des cavités. Dans une forme de réalisation de l'invention, ces cavités sont formées par des ondulations circonférentielles de la surface de la gorge. Elles peuvent également être formées par des rainures radiales de la surface de la gorge. L'invention propose également un tube cintré, caractérisé en ce que sa partie radialement interne par rapport à son centre de courbure comporte des parties en saillie sur sa surface extérieure. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ces parties en saillie sont des nervures radiales par rapport au centre de courbure et s'étendent chacune sur environ 180 autour de l'axe du tube, l'épaisseur de chaque nervure variant progressivement d'une valeur nulle aux extrémités de la nervure à une valeur maximale au milieu de la nervure. Les tubes concernés par la présente invention sont notamment en matière plastique, par exemple en thermoplastique, ou à structure laminaire comprenant au moins une couche de matière plastique et une couche d'une autre matière (par exemple d'élastomère), ou en métal et ils ont une épaisseur de paroi relativement faible, et le rayon de courbure de leur partie cintrée peut être réduit jusqu'à environ deux fois le diamètre extérieur du tube sans provoquer de pliure à l'intérieur du tube dans la zone de cintrage. De tels tubes sont utilisables en particulier dans l'industrie automobile, pour le transport de fluide. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une partie de tube cintrée selon la technique antérieure - la figure 2 représente schématiquement une partie de tube cintrée selon l'invention - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en coupe d'un moyen de cintrage de tube selon l'invention, la figure 3 étant une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 4 et la figure 4 une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. Un tube T à faible épaisseur de paroi qui est cintré sans précaution particulière avec un rayon de courbure relativement faible, présente l'inconvénient que sa partie 10 radialement interne par rapport au centre de courbure est comprimée lors du cintrage et forme une pliure 12 qui est refoulée vers l'intérieur du tube en réduisant fortement l'aire de la section interne du tube, comme on peut le voir sur la représentation schématique de la figure 1. Ces tubes à faible épaisseur de paroi peuvent être en matière plastique, notamment en thermoplastique, ou à structure laminaire (par exemple plastique et élastomère), ou encore en métal, leur épaisseur de paroi étant en général comprise entre 1 et 20 % de leur diamètre extérieur (cette épaisseur étant celle de la matière rigide, c'est-à-dire la matière plastique ou le métal). Pour éviter la formation de la pliure 12 représentée en figure 1, qui est susceptible de réduire de plus de 50 % la section interne de passage de fluide dans le tube, on veille à cintrer ces tubes avec des rayons de courbure (au niveau de leur axe 14) qui sont en général d'au moins 3 à 4 fois leur diamètre extérieur comme indiqué plus haut. I1 est déjà connu, pour cintrer un tube en lui donnant un rayon de courbure prédéterminé, d'utiliser une pièce de support comprenant une gorge incurvée telle qu'une partie de poulie ou une poulie entière, de placer le tube dans la gorge de cette pièce et de le cintrer à chaud en l'appliquant sur une étendue angulaire prédéterminée de la gorge et en le laissant ensuite refroidir pour qu'il conserve sa forme cintrée, ce moyen connu de cintrage étant essentiellement du thermoformage. Pour éviter que l'excédent de matière qui résulte de la compression de la partie radialement interne du tube forme une ligne de pliure à l'intérieur du tube, l'invention prévoit de former au cours du cintrage sur cette partie 10 du tube T des saillies 16 qui sont des surépaisseurs ou des ondulations de la surface extérieure de cette partie 10, l'excédent de matière ainsi absorbé par la formation de ces saillies ne pouvant plus former de pliure à l'intérieur de tube. On a constaté en pratique que l'on pouvait cintrer un tube T à faible épaisseur de paroi avec un rayon de courbure minimal d'environ 2 fois son diamètre extérieur, soit une réduction d'un facteur 1,5 à 2 au moins par rapport à la technique antérieure. Les saillies ou surépaisseurs sur la partie radialement interne 10 du tube peuvent être formées par des ondulations de cette partie du tube, ces ondulations étant circonférentielles par rapport au centre de courbure, ou par des nervures radiales plus ou moins espacées les unes des autres comme représenté en figure 2. Ces nervures radiales s'étendent sur une étendue angulaire de 180 environ autour de l'axe 14 du tube T, leur épaisseur étant sensiblement nulle à leurs extrémités et maximale dans leur partie médiane située dans la partie de tube qui a le rayon de courbure le plus faible. Pour cintrer ainsi un tube à faible épaisseur de paroi1 on peut utiliser une pièce telle que celle représentée aux figures 3 et 4, cette pièce 18 étant en forme de poulie ou de partie de poulie comprenant une gorge périphérique 20 à section sensiblement semi circulaire dont les flancs 22 sont formés avec des entailles ou découpes radiales 24 qui s'étendent sensiblement sur toute la hauteur de la gorge 20 et forment des rainures 26 de faible profondeur dans le fond de cette gorge. En variante, les entailles ou découpes 24 des flancs de la gorge peuvent être remplacées par des rainures en U usinées dans la surface interne de la gorge, chaque rainure ou chaque entaille ou découpe 24 s'étendant dans un plan passant par l'axe 28 de la pièce 18. Le rayon de la surface interne de la gorge 20 dans le plan de la figure 4 est sensiblement égal au rayon de la surface extérieure du tube T à cintrer. La profondeur des rainures 26 formées dans le fond de la gorge est relativement faible, par exemple de l'ordre de 1 mm pour un tube ayant un diamètre extérieur de 10 mm et une épaisseur de paroi de 1 mm. La pièce 18 est utilisée de la façon suivante le tube T est placé dans la gorge 20 de la pièce 18, il est chauffé (en variante il peut être préchauffé avant d'être placé dans la gorge), et ses extrémités sont soumises à des forces de traction F telles que schématisées en figure 2, le tube étant tenu à une extrémité et son autre extrémité étant tirée pour appliquer progressivement la surface radialement interne du tube T sur la surface interne de la gorge 20 de la pièce 18, ce qui a pour effet de cintrer le tube avec un rayon de courbure prédéterminé, sur une étendue angulaire déterminée autour du centre de courbure. L'application de la surface radialement interne 10 du tube sur le fond de la gorge 20 et la présence des rainures, entailles ou découpes 24 de la gorge font que l'excédent de matière qui résulte de la compression de la partie radialement interne 10 du tube se loge dans les cavités formées par les entailles et rainures 24, 26 pour constituer les nervures 16 représentées en figure 1. Ces nervures 16 ont typiquement une hauteur (ou saillie sur la surface externe du tube) de 1 mm environ et une largeur de 2 mm environ et empêchent la formation d'une pliure 12 à l'intérieur du tube, en garantissant le maintien de la section interne de passage du tube dans la partie cintrée de ce tube. REVENDICATIONS 1. Procédé de cintrage d'un tube, consistant à placer le tube dans une gorge (20) d'une pièce support (18), cette gorge ayant un rayon de courbure qui correspond au rayon de cintrage du tube, et à cintrer à chaud le tube dans ladite gorge (20), caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir des cavités (24, 26) dans la surface de la gorge (20) qui est au contact du tube et à loger dans ces cavités l'excédent de matière qui résulte, lors du cintrage, de la compression de la partie radialement interne (10) du tube. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cavités sont des ondulations circonférentielles de la surface de la gorge (20). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les cavités sont des rainures, des entailles ou des découpes radiales de la surface de la gorge (20). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube T est pressé sur la surface de ladite gorge pendant le cintrage. 5. Dispositif de cintrage de tube, comprenant une pièce support (18) formée avec une gorge incurvée (20) de logement du tube, caractérisé en ce que la surface de la gorge (20) destinée à être au contact du tube comporte des cavités (24, 26). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cavités sont des ondulations circonférentielles de la surface interne de la gorge (20). 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cavités sont des rainures, entailles ou découpes radiales (24) de la surface interne de la gorge (20). 8. Tube cintré, caractérisé en ce que sa partie (10) radialement interne par rapport à son centre de courbure comporte des parties (16) en saillie sur sa surface externe. 9. Tube selon la revendication 8, caractérisé en ce que les parties en saillie sont des nervures (16) radiales par rapport au centre de courbure. 10. Tube selon la revendication 9, caractérisé en ce que ces nervures s'étendent chacune sur environ 180- autour de l'axe du tube. 11. Tube selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'épaisseur de chaque nervure (16) varie progressivement d'une valeur nulle aux extrémités de la nervure à une valeur maximale au milieu de la nervure. 12. Tube selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il est en matière plastique, en particulier en thermoplastique, ou en métal ou à structure laminaire comprenant au moins une couche de matière plastique et une couche d'une autre matière telle qu'un élastomère par exemple, l'épaisseur de sa partie rigide (matière plastique ou métal) étant relativement faible, le rayon de courbure de sa partie cintrée pouvant être réduit jusqu'à environ deux fois le diamètre externe du tube.