EP0612571A1 - Appareil pour sertir un tube dans une plaque épaisse - Google Patents
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Definitions
- This hydraulic device intended for crimping tubes into thick plates, consists of a cam forming the bearing surface for the deformable joints closing the gap between the mandrel and the tube during the expansion of the latter.
- This cam or conical cam surface, cooperates with the front end of a segment with an equally conical surface joined by a rubber seal.
- the segments Under the action of the thrust exerted by the annular cam, the segments deploy and close the gap which remains between the outer edge of the bearing surface of the annular cam and the corresponding interior surface of the tube during crimping, so as to support the deformable joint or joints to prevent them from flowing in the gap which opens more and more between the bearing surface of the cam and the inner surface of the tube.
- this gap remaining between the bearing surface of the seals and the inner surface of the tube to be crimped can be up to more than 1 mm in the diametrical direction.
- the present invention aims to remedy these drawbacks and proposes to create a crimping device making it possible to effectively support the deformable joints delimiting the pressure chamber, to effectively support the joints by preventing their creep, or what is the corollary thereof. , to allow working without risk, at very high pressures.
- the invention relates to an apparatus of the type defined above, characterized in that the peripheral support is a sleeve formed by contiguous fingers, separated by slots, the fingers being connected to an unsplit crown at the other end. of the support, and the free end of the fingers forms a cam surface intended to cooperate with the surface of the cam.
- the crimping device makes it possible to regularly support the seal in the annular gap which is created during crimping between the outer edge of the bearing surface of the annular cam and the internal surface of the tube to be crimped, thanks to the fingers which, integral with the unsplit crown, at the other end of the sleeve, can only deploy regularly so as to create regular intervals, avoiding the formation of a single interval of large dimensions as in the prior art.
- the seal is thus supported regularly throughout the interval and has no possibility of creeping under the effect of very high crimping pressures, of the order of 4,000 bars. This prevents destruction of the seal (s) and facilitates removal of the device after this crimping operation.
- the support is composed of fingers and not of separate segments, it is possible, without creating difficulties either in manufacturing, assembly or use, to have a relatively large number of fingers, number which would not be possible for separate segments because the assembly would no longer have sufficient strength.
- the slots delimiting the fingers are preferably longitudinal slots, parallel to the axis of the sleeve.
- the apparatus represented in FIG. 1 by half of an axial half-section, consists of a mandrel 1 of axis XX. This bore is traversed by a bore, not shown, which opens, through the surface 2 of the mandrel, into the annular expansion chamber 3 formed by the gap which remains between the mandrel and the interior wall of the tube 4 which it is desired to crimp. in the thick plate 5.
- the apparatus according to the invention makes it possible to inflate the tube 4 at the location of the thick plate 5, by locally deforming the tube to crimp it.
- This mandrel 1 carries two identical or analogous sealing means, only one of which is shown in FIG. 1.
- This sealing means consists of a first seal 6, located on the side of the pressure chamber 3 and another seal 7 supporting the seal 6.
- the seals 6 and 7 are made of a deformable elastic material to ensure sealing during the expansion of the tube to be crimped; the seal 6 can be made of rubber and the seal 7 made of polyurethane.
- seals 6, 7 are supported, directly for the second, and indirectly for the first, by a support device formed by a cam 8 and a sleeve 9 itself bearing on a ring or annular screw 10 carried by the mandrel 1 on the outside of the tube 4 and used for setting up and adjusting the device.
- the support device composed of the cam 8 and the peripheral support 9, will be described in more detail with the aid of FIG. 2 taken in combination with FIG. 1.
- the cam 8 actually consists of a sleeve 81, a conical surface 82 and a support surface 83.
- This support surface 83 serves to support the seal 7.
- the conical surface 82 is intended to cooperate with the peripheral support 9 to open it.
- This peripheral support 9 is constituted by a sleeve, one end of which carries fingers 91 connected to a ring 92, not split, at the other end of the support 9; these fingers 91 are delimited by slots 93 which reach the crown 92.
- the sleeve 81 of the cam 8 slides in the gap between the fingers 91 and, along the length of the sleeve 81, this arrives as far as the crown 92.
- the front surface of the fingers 91 is delimited by a conical surface 94 of conicity corresponding to that of the conical surface 82 of the cam 88.
- the cam 8 tends to sink into the peripheral support 9 and to separate the fingers 91 which will then close the gap created between the outer edge 84 of the bearing surface 83 and the inner surface of the tube to be crimped 4.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne un appareil pour sertir un tube dans une plaque épaisse, comprenant :
- une source de fluide hydraulique sous très forte pression,
- un mandrin destiné à être glissé dans le tube à sertir, à l'emplacement du sertissage à réaliser dans la plage,
- ce mandrin portant deux moyens d'étanchéité délimitant, avec le tube à sertir, une chambre annulaire d'expansion recevant le fluide sous pression,
- chaque moyen d'étanchéité se composant, du côté de la chambre, d'un ou plusieurs joints élastiques déformables destinés à fermer la chambre entre le mandrin et le tube à sertir, et d'un dispositif d'appui placé au-delà des joints pour les soutenir pendant la mise en pression de la chambre et éviter le fluage des joints lorsque la section intérieure du tube à sertir augmente au cours du sertissage,
- ce dispositif d'appui étant formé d'une came annulaire à surface conique, présentant, du côté tourné vers les joints, une surface d'appui constante, et un support périphérique ayant une surface conique correspondant à celle de la came, pour être expansé par la came annulaire et occuper l'intervalle entre la came annulaire et la paroi intérieure du tube pendant le sertissage,
- Un tel appareil est connu selon le brevet EP-83 300 163.1.
- Cet appareil hydraulique, destiné au sertissage de tubes dans des plaques épaisses, se compose d'une came formant la surface d'appui pour les joints déformables fermant l'intervalle entre le mandrin et le tube pendant l'expansion de ce dernier. Cette came, ou surface de came conique, coopère avec l'extrémité avant de segment à surface également conique réunie par un joint en caoutchouc. Sous l'action de la poussée exercée par la came annulaire, les segments se déploient et ferment l'intervalle qui subsiste entre le bord extérieur de la surface d'appui de la came annulaire et la surface intérieure correspondante du tube en cours de sertissage, de façon à soutenir le ou les joints déformables pour éviter que ceux-ci ne fluent dans l'intervalle qui s'ouvre de plus en plus entre la surface d'appui de la came et la surface intérieure du tube.
- Il est à remarquer que cet intervalle subsistant entre la surface d'appui des joints et la surface intérieure du tube à sertir peut aller jusqu'à plus 1 mm dans la direction diamétrale.
- Cette solution constitue un perfectionnement à la solution antérieure dans laquelle le support était constitué simplement par un manchon fendu sur toute sa longueur. En effet, dans le cas du manchon, on ne pouvait espérer obtenir un appui régulier contre le fluage à cause de la fente dans laquelle fluait la matière du joint appuyé contre ce manchon, fluage qui avait pour double conséquence, d'une part, d'abîmer le joint, et, d'autre part, de bloquer le manchon ainsi déployé, en maintenant sa fente ouverte et en compliquant l'extraction du mandrin après le sertissage.
- La solution décrite ci-dessus avait pour but de remédier à cet inconvénient en réalisant un ensemble constitué par plusieurs segments séparés. Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante en pratique car, d'une part, pour que l'ensemble ait de la tenue, on ne peut envisager qu'un nombre très réduit de segments et, d'autre part, au moment de l'expansion, rien ne permet de garantir une expansion régulière des joints séparant les segments ; au contraire, il arrive fréquemment que les segments se tassent les uns contre les autres si bien qu'il n'y a plus qu'une seule fente de grandes dimensions et on retrouve les inconvénients de l'appareil antérieur.
- La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un appareil de sertissage permettant de soutenir efficacement les joints déformables délimitant la chambre de pression, pour soutenir efficacement les joints en évitant leur fluage, ou ce qui en est le corollaire, pour permettre de travailler sans risque, à des pressions très élevées.
- A cet effet, l'invention concerne un appareil du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le support périphérique est un manchon formé de doigts jointifs, séparés par des fentes, les doigts étant reliés à une couronne non fendue à l'autre extrémité du support, et l'extrémité libre des doigts forme une surface de came destinée à coopérer avec la surface de la came.
- L'appareil à sertir selon l'invention permet de soutenir régulièrement le joint dans l'intervalle annulaire qui se crée pendant le sertissage entre le bord extérieur de la surface d'appui de la came annulaire et la surface intérieure du tube à sertir, grâce aux doigts qui, solidaires de la couronne non fendue, à l'autre extrémité du manchon, ne peuvent que se déployer régulièrement de manière à créer des intervalles réguliers, en évitant la formation d'un seul intervalle de dimensions importantes comme dans l'art antérieur.
- Le joint est ainsi soutenu régulièrement dans tout l'intervalle et n'a aucune possibilité de fluer sous l'effet des pression de sertissage très importants, de l'ordre de 4 000 bars. Cela évite la destruction du ou des joints et facilite l'enlèvement de l'appareil après cette opération de sertissage.
- Par ailleurs, comme le support est composé de doigts et non pas de segments séparés, il est possible, sans créer de difficultés ni de fabrication, ni d'assemblage, ni d'utilisation, d'avoir un nombre relativement important de doigts, nombre qui ne serait pas envisageable pour des segments séparés car l'ensemble n'aurait plus la tenue suffisante.
- Selon l'invention, les fentes délimitant les doigts sont de préférence des fentes longitudinales, parallèles à l'axe du manchon.
- La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une demi-coupe axiale, partielle, d'un appareil à sertir selon l'invention, placé dans un bout de tube lui-même placé dans la plaque épaisse, à l'endroit où l'on veut réaliser un sertissage.
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif d'appui de l'appareil selon l'invention.
- L'appareil, représenté à la figure 1 par la moitié d'une demi-coupe axiale, se compose d'un mandrin 1 d'axe X-X. Ce mandrin est traversé par un perçage non représenté qui débouche, par la surface 2 du mandrin, dans la chambre annulaire d'expansion 3 formée par l'intervalle qui subsiste entre le mandrin et la paroi intérieure du tube 4 que l'on veut sertir dans la plaque épaisse 5. L'appareil selon l'invention permet de gonfler le tube 4 à l'endroit de la plaque épaisse 5, en déformant localement le tube pour le sertir.
- Ce mandrin 1 porte deux moyens d'étanchéité identiques ou analogues dont un seul est représente à la figure 1. Ce moyen d'étanchéité se compose d'un premier joint 6, situé du côté de la chambre de pression 3 et d'un autre joint d'étanchéité 7 soutenant le joint 6. Les joints 6 et 7 sont en une matière élastique déformable pour assurer l'étanchéité pendant l'expansion du tube à sertir ; le joint 6 peut être en caoutchouc et le joint 7 en polyuréthane.
- Ces joints 6, 7 sont soutenus, directement pour le second, et indirectement pour le premier, par un dispositif d'appui formé d'une came 8 et d'un manchon 9 prenant lui-même appui sur une couronne ou vis annulaire 10 portée par le mandrin 1 à l'extérieur du tube 4 et servant à la mise en place et au réglage de l'appareil.
- Du côté opposé au moyen d'étanchéité ainsi décrit, dans la partie supérieure du dessin, se situerait un moyen d'étanchéité analogue, pour délimiter l'autre côté de la chambre de pression 3.
- Selon l'invention, le dispositif d'appui, composé de la came 8 et du support périphérique 9, sera décrit de façon plus détaillée à l'aide de la figure 2 prise en combinaison avec la figure 1.
- Selon la figure 2, la came 8 se compose en fait d'un manchon 81, d'une surface conique 82 et d'une surface d'appui 83. Cette surface d'appui 83 sert à soutenir le joint 7. La surface conique 82 est destinée à coopérer avec le support périphérique 9 pour l'ouvrir.
- Ce support périphérique 9 est constitué par un manchon dont une extrémité porte des doigts 91 reliés à une couronne 92, non fendue, à l'autre extrémité du support 9 ; ces doigts 91 sont délimités par des fentes 93 qui arrivent jusqu'à la couronne 92.
- Pendant le sertissage, la pression élevée régnant dans la chambre 3 expanse le tube 4 tout en poussant sur les joints 6, 7. La pression est transmise par la surface 83 à la came 8 qui s'enfonce dans le support périphérique 9. La coopération de la surface 82 et de la surface 94 des doigts 91 tend à écarter les doigts qui fermeront ainsi l'intervalle subsistant entre le bord 84 de la came 8 et la surface intérieure du tube 4, en interdisant au joint 7 de fluer dans cet intervalle.
- Pour l'assemblage, le manchon 81 de la came 8 se glisse dans l'intervalle des doigts 91 et, suivant la longueur du manchon 81, celui-ci arrive jusque dans la couronne 92.
- La surface avant des doigts 91 est délimitée par une surface conique 94 de conicité correspondant à celle de la surface conique 82 de la came 88. Sous l'effet d'une poussée exercée sur face 83, la came 8 tend à s'enfoncer dans le support périphérique 9 et à écarter les doigts 91 qui fermeront alors l'intervalle créé entre le bord extérieur 84 de la surface d'appui 83 et la surface intérieure du tube à sertir 4.
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