EP0695592A1 - Méthode et dispositif pour fabriquer un tube métallique ondulé - Google Patents

Méthode et dispositif pour fabriquer un tube métallique ondulé Download PDF

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EP0695592A1
EP0695592A1 EP95401575A EP95401575A EP0695592A1 EP 0695592 A1 EP0695592 A1 EP 0695592A1 EP 95401575 A EP95401575 A EP 95401575A EP 95401575 A EP95401575 A EP 95401575A EP 0695592 A1 EP0695592 A1 EP 0695592A1
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EP
European Patent Office
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tube
mandrel
forming
creating
groove
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EP95401575A
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German (de)
English (en)
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EP0695592B1 (fr
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François Grosjean
Michel Huvey
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/14—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces applying magnetic forces

Definitions

  • the present invention relates to a method and the means of implementing the method for manufacturing by magnetoforming elements of tubes with corrugated walls from metal tubes whose generatrices are substantially rectilinear and parallel to the longitudinal axis.
  • the basic metal tubes are cylindrical.
  • the sealing problem can be solved by using tubes made of flexible material, for example plastic, elastomer or equivalent, but very often these materials have a certain gas permeability which may not be acceptable. It is also possible to use sections of rigid metal tube linked together by flexible joints. The difficulty in sealing is then transferred to the joints of the connection.
  • Corrugated metal tubes can be used made from metal strips formed by rollers, spiraled on a mandrel and continuously welded in order to form a sealed tube having corrugations, therefore increased flexibility by the shape of the corrugations.
  • the weld bead remains watertight, the problem has been resolved in order to manufacture a metal tube, therefore perfectly gas-tight in particular, and flexible thanks to the more or less corrugated shape of the generators.
  • this manufacturing is slow and requires a fairly heavy manufacturing installation and welding is a technical solution for implementation and delicate control.
  • the resistance to bending fatigue is often reduced due to welding and this type of manufacturing gives good results only for certain types of metals.
  • this cold deformation notably has the drawback of being fairly slow and also of using fairly large machines, in particular when the tube has a diameter of the order of ten centimeters or more. This production is generally limited to relatively short sections.
  • the magnetoforming method is already used on elementary parts to carry out deformations or assemblies by crimping, welding, or plating. This method can be done by compression of the metal or on the contrary by expansion, according to the degree of deformation. However, no solution is provided in the case of the forming of the surface of a metal tube several meters long.
  • the magnetoforming process is well known and will therefore not be described here. It will be recalled that it consists in sending an electric pulse of very short duration in an electromagnetic coil arranged near the walls of the part to be formed.
  • the variation of the electromagnetic field produced by the coil creates in the walls of the conductive metal tube an induced current which, by interaction with the current circulating in the coil (Laplace law) exerts on the walls of the tube forces equivalent to an electromagnetic pressure , said pressure deforming the tube by plating the walls on a form matrix.
  • the forming means can be placed inside said tube portion, said means for creating a magnetic field surrounding the outside surface of the tube.
  • the tube can be deformed in a single activation according to a groove or a circular boss, the width of deformation being at most about one step.
  • the tube can be deformed in a groove or a helical boss around the axis of the tube.
  • the forming means can be moved longitudinally relative to the tube by a rotation of said forming means around the axis of the tube.
  • a first activation of the means for creating a magnetic field can partially deform the tube over a portion of the circumference of the tube relative to the desired final deformation, and after having moved the forming means by rotation, a second activation can complete the deformation on at least part of said partially deformed portion.
  • the metal tube can comprise at least one tube made of material that cannot be deformed by magnetoforming and a tube adapted to be deformed by magnetoforming, said tube that can be deformed by magnetoforming being interposed between the tube that cannot be deformed by magnetoforming and the means for creating a magnetic field.
  • the invention also relates to a device for forming a metal tube by electromagnetism comprising means for creating an electromagnetic field and means for forming.
  • the tube is placed between the means for creating an electromagnetic field and the forming means, and the device comprises means for moving the tube relative to the means for creating an electromagnetic field and the means for forming longitudinally along the axis. of the tube in order to deform the tube step by step.
  • the forming means may include a mandrel whose outside diameter is slightly less than the inside diameter of said tube, and the mandrel may have a groove on its outer surface.
  • the throat can be helical.
  • the device may comprise means for moving the tube longitudinally relative to the mandrel comprising means for rotating said mandrel relative to the tube and the means for creating an electromagnetic field may include means for connecting with the mandrel so that their respective positions remain fixed transversely to the tube.
  • the groove may have a depth of zero at its starting point and may deepen substantially regularly over a portion of helix length less than the length corresponding to about one step until reaching the depth corresponding to the constant shape of said groove which continues in a helix.
  • the cylindrical surface of the mandrel may have a determined length in order to center the tube properly on the mandrel while not blocking the tube when it is subjected to differential axial deformations resulting from the rates different radial deformations.
  • the end of the mandrel, on the origin side of the groove, can be chamfered or has a fillet with a large radius.
  • Figure 1 shows schematically a preferred embodiment of the method and the device according to the invention.
  • the reference 1 identifies the electromagnetic coil of substantially annular shape and placed around a tube 2 whose part located to the right of the coil is not yet formed, while the part of the tube located to the left of the coil has been formed and comprises corrugations 3.
  • Forming means or mandrel 4 are placed inside the tube.
  • the shape of the mandrel 4 in the zone 5 serves as a support and a matrix for the deformation of the tube 2 when the coil 1 is activated by an electric current.
  • the present invention recommends a method and a device for avoiding these drawbacks.
  • the width of the coil must be such that the electroforming is carried out at the first electrical pulse on only one hollow so that the material which forms the hollow can at best come from a displacement of the tube in the direction of a shortening.
  • the mandrel and the coil are moved the length of a recess to be able to form a second recess following the previous one.
  • the deformation over the entire tube thus continues step by step.
  • the mandrel In the case of a circular wave, the mandrel must be designed in a retractable manner so that it can be released from the already formed recesses.
  • the present invention is preferably applied to undulations arising from a groove or a boss, not circular (that is to say in a ring around the tube) but helical.
  • a mandrel inside or outside the tube having the shape corresponding to the corrugation in a helical groove can be moved relative to the tube by rotation about the axis of the mandrel.
  • the system is comparable to a screw (mandrel) in a corresponding female part (tube). A rotation of the screw makes it move longitudinally relative to the female part.
  • the mandrel, whether external or internal to the tube, does not need to be highly retractable or removable to allow deformations of the tube by successive activations of the coil.
  • Figures 2 and 4 illustrate a mandrel 6, seen in perspective in Figure 2 and in top view in Figure 4 according to arrow 7 ( Figure 2). It should be noted that a certain number of lines or dotted lines, helically or longitudinally have no geometric meaning but that they result from the CAD drawing mode and that they have been kept only for better readability of surfaces and volumes.
  • a trihedron Ox, y, z identifies the mandrel 6 of axis Ox.
  • the mandrel 6 comprises a cylindrical part 8 whose diameter is close to the internal diameter of the tube 2 ( Figure 1).
  • the groove 11 originates from the line 10 and has a little more than two helix pitches on the mandrel.
  • the end of the cylindrical part 8 is machined according to a leave 9 so that this part which penetrates into the tube not yet formed is in contact with the internal surface of the tube while providing the least possible friction.
  • the part 8 serves as axial guide of the tube on the mandrel and vice versa, but the tube shortens substantially as a result of the radial deformations provided by the electromagnetic field of the coil.
  • Figure 4 is a top view of the mandrel 6 according to arrow 7 ( Figure 2), that is to say that the wavy contours shown in Figure 4 are those of the intersection of the Oxy plane with the mandrel.
  • Line 11 is the starting point of the helical groove which here takes a little more than two steps to lead into zone 12 of the mandrel.
  • Line 13, diametrically opposite to the point of origin 11 of the groove, represents the shape of the groove as it continues helically until 12. At 11, we note that the bottom of throat is cylindrical.
  • the groove is deepened regularly on the half-circumference between 11 and 13. On the other hand, from 13, the groove has a constant profile up to the end of the mandrel.
  • the tube 2 not formed, positioned to the point referenced 14 of the mandrel.
  • the coil 1 surrounds the end of the tube 2.
  • Figures 5 and 6 show the sections of the mandrel according to the Oxu and Oxv planes referenced in Figure 2.
  • Figure 5 shows the section of the mandrel along the Oxu plane inclined at 60 ° to the Oxy plane.
  • Line 15 shows the profile of the groove in this plane, a fairly shallow profile.
  • FIG. 6 represents the section of the mandrel according to the Oxv plane inclined at 60 ° relative to the Oxu plane.
  • Line 16 shows the profile of the groove in this plane, a profile less deep than the final profile, but nevertheless quite close.
  • the profiles diametrically opposite to the groove of increasing depth are connected on the right on a cylindrical part of the mandrel. This shape is advantageous because it promotes the shortening of the tube. This function will be explained in more detail below.
  • FIG. 4 represents the first step of electromagnetic forming on a fully cylindrical tube 2.
  • the tube is brought in and positioned by conventional means.
  • the coil 1 and the mandrel 6 are linked, for example by a frame and an axis which carries the mandrel, said axis having a certain length which will allow penetration or extraction of the mandrel relative to the tube as and when formed and the coil is thus linked to the mandrel so that it remains in the same radial plane.
  • the tube 2 brought to point 14 of the mandrel covers several zones, starting from the right of the mandrel: a cylindrical part, a half-step of the groove of increasing depth over a half-turn, a certain portion of groove having the final profile.
  • the tube 2 is pressed against the mandrel by taking its shape, that is to say: a groove with variable depth and a groove with a final profile.
  • This first shot does not pose any problem of elongation of the material because no prior deformation blocks the possibility of displacement of the tube longitudinally, whether by the right or the left with reference to FIG. 4.
  • the mandrel can only be moved relative to the tube by rotation, according to the thread that represents the groove initiation.
  • rotating the mandrel here anticlockwise since the propeller is on the right, while blocking the rotation of the tube around its axis, the mandrel is moved to the right by a distance directly related to the angle of rotation and the pitch of the propeller. For example, a rotation of half a turn will move the mandrel back half a step. It is assumed that in the example illustrated in FIG. 4, a half-turn of unscrewing is carried out from the right of the mandrel in the tube.
  • the deformation of the tube continues by repeating this second step.
  • the adaptation must also take into account the geometry of the tube and its material.
  • lubricant or equivalent products can be inserted between the tube and the mandrel, before firing. These products can be injected into the annular space by means of orifices opening out at the bottom of the groove of the mandrel.
  • the invention is not limited to the example described here, other applications can be implemented.
  • the method of forming by electromagnetism may not apply.
  • corrugated tube portions manufactured within the limit of the penetration of the mandrel into the tube, these can be welded together to form a continuous tube of greater length.

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Abstract

La présente invention concerne une méthode pour former un tube à paroi ondulée par la technique d'électroformage. La méthode comporte l'étape de formage, éventuellement partiel, sur la circonférence du tube sur une longueur d'environ un pas de l'ondulation. La déformation ondulée du tube est obtenue par formage pas à pas après avoir déplacé longitudinalement le mandrin de formage dans le tube. L'invention concerne également un dispositif pour le formage d'un tube ondulé. Dans une variante, le dispositif comporte un mandrin cylindrique sur lequel une gorge s'approfondit sur une portion de circonférence et se poursuit à la profondeur de l'onde à former. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne une méthode et les moyens de mise en oeuvre de la méthode pour fabriquer par magnétoformage des éléments de tubes à parois ondulées à partir de tubes métalliques dont les génératrices sont sensiblement rectilignes et parallèles à l'axe longitudinal. Préférentiellement, les tubes métalliques de base sont cylindriques.
  • Dans l'industrie, on a souvent besoin d'utiliser des conduites étanches aux fluides et/ou aux gaz tout en ayant une certaine flexibilité. On peut dans certains cas résoudre le problème d'étanchéité en utilisant des tubes en matière souple, par exemple en plastique, en élastomère ou équivalent, mais très souvent ces matériaux présentent une certaine perméabilité aux gaz qui peut ne pas être acceptable. On peut également utiliser des tronçons de tube métallique rigide liés entre eux par des joints souples. La difficulté d'étanchéité est alors reportée sur les joints de la liaison.
  • On peut utiliser des tubes métalliques ondulés fabriqués à partir de bandes de métal formées par des galets, spiralées sur un mandrin et soudées en continu afin de former un tube étanche présentant des ondulations, donc une souplesse accrue par la forme des ondulations. Ainsi, si le cordon de soudure reste étanche, on a résolu le problème pour fabriquer un tube métallique, donc parfaitement étanche notamment aux gaz, et flexible grâce à la forme plus ou moins ondulée des génératrices. Mais cette fabrication est lente et nécessite une installation de fabrication assez lourde et la soudure est une solution technique de mise en oeuvre et de contrôle délicats. De plus, la résistance en fatigue de flexion est souvent diminuée du fait de la soudure et ce type de fabrication ne donne de bons résultats que pour certains types de métaux.
  • On peut également former par des galets un tube cylindrique enfilé sur un mandrin de forme extérieure ondulée. Mais cette déformation à froid présente notamment l'inconvénient d'être assez lente et également de mettre en oeuvre d'assez grosses machines, en particulier lorsque le tube a un diamètre de l'ordre d'une dizaine de centimètres ou plus. Cette fabrication est généralement limitée à des tronçons relativement courts.
  • La méthode de magnétoformage est déjà utilisée sur des pièces élémentaires pour effectuer des déformations ou des assemblages par sertissage, soudure, ou placage. Cette méthode peut se faire par compression du métal ou au contraire par expansion, suivant le degré de déformation. Mais aucune solution n'est apportée dans le cas du formage de la surface d'un tube métallique de plusieurs mètres de long.
  • Le procédé de magnétoformage est bien connu et ne sera donc pas décrit ici. On rappelle qu'il consiste à envoyer une impulsion électrique de très courte durée dans une bobine électromagnétique disposée à proximité des parois de la pièce à former. La variation du champ électromagnétique produit par la bobine crée dans les parois du tube en métal conducteur un courant induit qui, par interaction avec le courant circulant dans la bobine (Loi de Laplace) exerce sur les parois du tube des forces équivalentes à une pression électromagnétique, ladite pression déformant le tube en plaquant les parois sur une matrice de forme.
  • Ainsi, la présente invention concerne une méthode de formage d'un tube métallique par électromagnétisme. La méthode comporte les étapes suivantes :
    • on place une portion de longueur d'un tube métallique entre des moyens de création d'un champ magnétique et des moyens de formage,
    • on active électriquement les moyens de création d'un champ magnétique pour créer une énergie de déformation de ladite portion qui plaque les parois dudit tube sur lesdits moyens de formage,
    • on déplace longitudinalement lesdits moyens de création d'un champ magnétique et lesdits moyens de formage pour les placer sur une autre portion de longueur du tube non déformée.
  • On peut placer les moyens de formage à l'intérieur de ladite portion de tube, lesdits moyens de création d'un champ magnétique entourant la surface extérieure du tube.
  • Le tube peut être déformé en une seule activation selon une gorge ou un bossage circulaire, la largeur de déformation étant au plus environ un pas.
  • Le tube peut être déformé selon une gorge ou un bossage en forme d'hélice autour de l'axe du tube.
  • Les moyens de formage peuvent être déplacés longitudinalement relativement au tube par une rotation desdits moyens de formage autour de l'axe du tube.
  • Une première activation des moyens de création d'un champ magnétique peut déformer partiellement le tube sur une portion de circonférence du tube par rapport à la déformation finale désirée, et après avoir déplacé les moyens de formage par une rotation, une deuxième activation peut terminer la déformation sur au moins une partie de ladite portion partiellement déformée.
  • Le tube métallique peut comporter au moins un tube en matériau non déformable par magnétoformage et un tube adapté à être déformé par magnétoformage, ledit tube déformable par magnétoformage étant intercalé entre le tube non déformable par magnétoformage et les moyens de création d'un champ magnétique.
  • L'invention concerne également un dispositif de formage d'un tube métallique par électromagnétisme comportant des moyens de création d'un champ électromagnétique et des moyens de formage. Le tube est placé entre les moyens de création d'un champ électromagnétique et les moyens de formage, et le dispositif comporte des moyens de déplacement du tube relativement aux moyens de création d'un champ électromagnétique et aux moyens de formage longitudinalement selon l'axe du tube afin de déformer le tube pas à pas.
  • Les moyens de formage peuvent comporter un mandrin dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur dudit tube, et le mandrin peut comporter sur sa surface extérieure une gorge.
  • La gorge peut être hélicoïdale.
  • Le dispositif peut comporter des moyens de déplacement du tube longitudinalement par rapport au mandrin comportant des moyens de rotation dudit mandrin par rapport au tube et les moyens de création d'un champ électromagnétique peuvent comporter des moyens de liaison avec le mandrin afin que leurs positions respectives restent fixes transversalement au tube.
  • La gorge peut avoir une profondeur nulle à son point de départ et peut s'approfondir sensiblement régulièrement sur une portion de longueur d'hélice inférieure à la longueur correspondante à environ un pas jusqu'à atteindre la profondeur correspondant à la forme constante de ladite gorge qui se continue en hélice.
  • Du côté de l'origine de la gorge, la surface cylindrique du mandrin peut avoir une longueur déterminée afin de centrer convenablement le tube sur le mandrin tout en ne bloquant pas le tube lorsqu'il est soumis à des déformations différentielles en axial résultantes des taux de déformations différents en radial.
  • L'extrémité du mandrin, côté origine de la gorge, peut être chanfreiné ou comporte un congé de fort rayon.
  • La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus nettement à la description qui suit d'exemples particuliers, nullement limitatifs, illustrés par les figures ci-annexées, parmi lesquelles :
    • La figure 1 représente une demi-coupe d'un tube en cours de formage,
    • La figure 2 montre une perspective du mandrin,
    • La figure 3 montre un exemple schématique des dimensions d'une ondulation,
    • La figure 4 montre une vue de dessus du mandrin,
    • Les figures 5 et 6 montrent une coupe du mandrin suivant deux plans différents.
  • La figure 1 schématise une réalisation préférentielle du procédé et du dispositif selon l'invention. La référence 1 repère la bobine électromagnétique de forme sensiblement annulaire et placée autour d'un tube 2 dont la partie située à droite de la bobine n'est pas encore formée, alors que la partie du tube située à gauche de la bobine a été formée et comporte des ondulations 3. Des moyens de formage ou mandrin 4 sont placés à l'intérieur du tube. La forme du mandrin 4 dans la zone 5 sert de support et de matrice à la déformation du tube 2 lorsque la bobine 1 est activée par un courant électrique.
  • Il y a plusieurs difficultés à résoudre pour obtenir ainsi un tube ondulé de bonne qualité tout en résultant d'un procédé de fabrication économique :
    • La déformation du métal dans le sens radial et circonférentiel doit se faire préférentiellement par raccourcissement du tube plutôt que par allongement du métal. En effet, si au cours du formage, le tube ne peut effectuer des déplacements longitudinaux pour suivre le pliage ondulé dont la trace est plus longue par rapport à la génératrice rectiligne de l'origine, le métal ne peut se former en ondulation qu'avec des allongements de la matière elle même. Ces allongements peuvent former des strictions importantes et parfois des fissures. Dans un tel cas de formage, les parois auront obligatoirement des zones d'épaisseur réduite qui diminueront la résistance mécanique du tube ondulé.
    • Dans le cas de formage d'un tube ondulé, si on déforme les parois sur plusieurs ondulations en même temps, de part et d'autre d'un sommet de l'ondulation, il y a blocage du déplacement longitudinal de la matière du tube puisque de part et d'autre du sommet la matière subit des tensions opposées. La forme en creux entre deux sommets se fait par allongement de la matière puisque les deux sommets bloquent la matière entre eux, cela n'est pas le cas lorsqu'un creux comporte latéralement, sur au moins un côté, une partie cylindrique.
  • Aussi, la présente invention préconise une méthode et un dispositif pour éviter ces inconvénients.
  • Dans le cas d'ondulations circulaires, il faut que la largeur de la bobine soit telle que l'électroformage ne se fasse à la première impulsion électrique que sur un seul creux de façon à ce que la matière qui forme le creux puisse au mieux provenir d'un déplacement du tube dans le sens d'un raccourcissement. Après cette première déformation, le mandrin et la bobine sont déplacés de la longueur d'un creux pour pouvoir former un deuxième creux à la suite du précédent. La déformation sur tout le tube se poursuit ainsi pas à pas. Dans le cas d'une ondulation circulaire, le mandrin doit être conçu de façon rétractable afin qu'il puisse être libéré des creux déjà formés.
  • Lorsque le formage se fait par expansion au lieu de compression, il est clair que les inconvénients sont comparables et donc que des solutions identiques peuvent être apportées. Dans ce cas, c'est la bobine qui est à l'intérieur du tube et le mandrin à l'extérieur. Il est plus simple dans cette dernière configuration de concevoir une matrice qui s'ouvre en au moins deux parties pour être dégagée du tube formé et être déplacée au droit d'une portion de tube non formé.
  • La présente invention est préférentiellement appliquée à des ondulations découlant d'une gorge ou d'un bossage non pas circulaire (c'est-à-dire en anneau autour du tube) mais hélicoïdale.
  • L'intérêt d'un tel préformage est double :
    - Comme cela sera décrit plus loin, un mandrin intérieur ou extérieur au tube comportant la forme correspondante à l'ondulation en gorge hélicoïdale peut être déplacé relativement au tube par rotation autour de l'axe du mandrin. En effet, le système est comparable à une vis (mandrin) dans une pièce femelle correspondante (tube). Une rotation de la vis fait déplacer longitudinalement celle-ci par rapport à la pièce femelle. Le mandrin, qu'il soit extérieur ou intérieur au tube, n'a pas besoin d'être fortement rétractable ou démontable pour permettre des déformations du tube par activations successives de la bobine.
  • Les figures 2 et 4 illustrent un mandrin 6, vu en perspective sur la figure 2 et en vue de dessus sur la figure 4 selon la flèche 7 (figure 2). Il faut noter qu'un certain nombre de lignes ou pointillés, en hélice ou longitudinalement n'ont pas de signification géométrique mais qu'elles résultent du mode de dessin par CAO et qu'elles n'ont été conservées que pour une meilleure lisibilité des surfaces et volumes.
  • Un trièdre Ox,y,z repère le mandrin 6 d'axe Ox. Le mandrin 6 comporte une partie cylindrique 8 dont le diamètre est voisin du diamètre intérieur du tube 2 (figure 1). La gorge 11 a pour origine la ligne 10 et comporte un peu plus de deux pas d'hélice sur le mandrin. L'extrémité de la partie cylindrique 8 est usinée selon un congé 9 afin que cette partie qui pénètre dans le tube non encore formé soit en contact avec la surface intérieure du tube en procurant le moins de friction possible. En effet, la partie 8 sert de guidage axial du tube sur le mandrin et réciproquement, mais le tube se raccourcit sensiblement à la suite des déformations radiales procurées par le champ électromagnétique de la bobine. On peut supposer qu'un tel raccourcissement n'est pas uniformément régulier sur la circonférence si le taux de déformation radiale est différemment réparti sur la circonférence. Le tube peut alors se raccourcir tout en se désaxant légèrement. La forme arrondie 9 du cylindre 8 peut limiter les blocages éventuels du tube sur le mandrin quand le tube se désaxe ainsi.
  • La figure 3 montre un exemple d'une trace d'ondulation définie par un pas p= 37,2 mm, une hauteur h de l'ondulation h=11,8 mm, le creux ayant un rayon rb=13 mm, le sommet ayant un rayon ra=7,5 mm, le raccordement des creux et sommets se faisant tangentiellement, l'orthogonale à la tangente des deux cercles de rayon ra et rb faisant un angle de 25° par rapport à l'axe du tube.
  • Un tel exemple d'ondulation a été déterminé de façon telle que le taux de déformation serait théoriquement de 25%, si le tube ne se raccourcissait pas.
  • Bien entendu la présente invention ne se limite pas à ce profil, des profils équivalents pour d'autres tubes ondulés pourront être obtenus avec la méthode et le dispositif décrit ici.
  • La figure 4 est une vue de dessus du mandrin 6 selon la flèche 7 (figure 2), c'est-à-dire que les contours ondulés représentés sur la figure 4 sont ceux de l'intersection du plan Oxy avec le mandrin. La ligne 11 est le point de départ de la gorge hélicoïdale qui ici effectue un peu plus de deux pas pour déboucher dans la zone 12 du mandrin. La ligne 13, diamétralement opposée au point d'origine 11 de la gorge représente la forme de la gorge telle qu'elle se poursuit hélicoïdalement jusqu'en 12. En 11, on remarque que le fond de gorge est cylindrique. La gorge est approfondie régulièrement sur la demi-circonférence comprise entre 11 et 13. Par contre, à partir de 13, la gorge a un profil constant jusqu'à l'extrémité du mandrin. Sur la figure 4, on a représenté le tube 2, non formé, positionné jusqu'au point référencé 14 du mandrin. La bobine 1 entoure l'extrémité du tube 2.
  • Les figures 5 et 6 représentent les sections du mandrin selon les plans Oxu et Oxv référencés sur la figure 2. La figure 5 représente la section du mandrin selon le plan Oxu incliné à 60° par rapport au plan Oxy. La ligne 15 montre le profil de la gorge dans ce plan, profil assez peu profond. La figure 6 représente la section du mandrin selon le plan Oxv incliné à 60° par rapport au plan Oxu. La ligne 16 montre le profil de la gorge dans ce plan, profil moins profond que le profil final, mais cependant assez proche. Il faut noter que les profils diamétralement opposés à la gorge de profondeur croissante sont raccordés à droite sur une partie cylindrique du mandrin. Cette forme est avantageuse car elle favorise le raccourcissement du tube. Cette fonction sera explicité plus en détail ci-après.
    • Opérations :
  • La figure 4 représente la première étape de formage électromagnétique sur un tube 2 entièrement cylindrique. L'amenée du tube et son positionnement se fait par des moyens conventionnels. La bobine 1 et le mandrin 6 sont liés, par exemple par un bâti et un axe qui porte le mandrin, ledit axe ayant une certaine longueur qui permettra la pénétration ou l'extraction du mandrin par rapport au tube au fur et à mesure du formage et la bobine est ainsi liée au mandrin afin qu'elle reste dans le même plan radial.
  • Le tube 2 amené jusqu'au point 14 du mandrin recouvre plusieurs zones, en partant de la droite du mandrin : une partie cylindrique, un demi-pas de la gorge de profondeur croissante sur un demi-tour, une certaine portion de gorge ayant le profil final. Au premier "tir" ou activation de la bobine, le tube 2 est plaqué sur le mandrin en épousant sa forme, c'est-à-dire : une gorge à profondeur variable et une gorge à profil final. Ce premier tir ne pose pas de problème d'allongement de la matière car aucune déformation préalable ne bloque la possibilité de déplacement du tube longitudinalement, que ce soit par la droite ou la gauche en se référant à la figure 4.
  • Après ce premier tir, le mandrin ne peut plus être déplacé par rapport au tube qu'en rotation, selon le filetage que représente l'amorce de gorge. En faisant tourner le mandrin, ici dans le sens inverse des aiguilles d'une montre puisque l'hélice est à droite, tout en bloquant la rotation du tube autour de son axe, le mandrin est reculé vers la droite d'une distance en relation directe avec l'angle de rotation et le pas de l'hélice. Par exemple, une rotation d'un demi-tour fera reculer le mandrin d'un demi-pas. On suppose que dans l'exemple illustré sur la figure 4, on effectue un demi-tour de dévissage à partir de la droite du mandrin dans le tube. Cela a pour conséquence que la partie préalablement partiellement formée va se trouver en face d'une partie de la gorge à profil final, qu'une partie cylindrique du tube va se trouver en face de la gorge à profondeur croissante et que la partie du tube formé selon la gorge de profil final est déplacée dans une portion de gorge de même profil sur le mandrin. Cette dernière partie sert également de guidage de vissage du mandrin dans le tube.
  • Au deuxième tir, seul deux modes de déformation ont lieu : la partie cylindrique du tube qui se trouve en face de la gorge à profondeur croissante se déforme partiellement et la partie du tube préalablement partiellement déformée se forme à la suite du deuxième tir à la forme finale de la gorge en face de laquelle cette partie se trouve.
  • La déformation du tube se poursuit en répétant cette deuxième étape.
  • Comme cela a été décrit auparavant, un des objets de l'invention est d'éviter le blocage des déplacements longitudinaux du tube afin qu'il n'y ait pas ou peu d'allongement de la matière par suite du formage et que celui-ci se fasse par déplacement de matière et raccourcissement du tube. On remarque que lors du deuxième tir (et des suivants également) le tube est cylindrique à droite de chaque partie formée ce qui laisse le tube libre d'épouser les formes du mandrin correspondantes préférentiellement par déplacement plutôt que par allongement. Pour respecter cette condition, il faut théoriquement que la deuxième étape avant le deuxième tir (et les étapes suivantes) se fasse avec une rotation du mandrin d'un angle au plus égal à 360°-i, i étant l'angle correspondant à la longueur de la gorge de profondeur croissante. L'optimisation de l'invention pourra porter sur l'adaptation dudit angle i, de la forme de la gorge et de la partie à profondeur croissante, de l'angle de rotation du mandrin de façon à notamment :
    • obtenir un procédé de fabrication le plus rapide,
    • obtenir une friction minimale entre le mandrin et le tube formé,
    • obtenir un formage avec diminution de l'épaisseur du tube la plus faible possible.
  • L'adaptation doit tenir compte également de la géométrie du tube et de son matériau.
  • Pour faciliter le déplacement du tube par vissage du mandrin, on peut intercaler entre le tube et le mandrin, avant le tir, des produits lubrifiants ou équivalents. Ces produits peuvent être injectés dans l'espace annulaire par le moyen d'orifices débouchant en fond de gorge du mandrin.
  • L'invention ne se limite pas à l'exemple décrit ici, d'autres applications peuvent être mises en oeuvre. En particulier, dans le cas de tube fabriqué à partir de matériau mauvais conducteur, la méthode de formage par électromagnétisme peut ne pas s'appliquer. On pourra dans ce cas intercaler entre le tube mauvais conducteur de l'électricité et la bobine, un tube bon conducteur de façon à ce que la déformation de ce tube, appelé propulseur dans la profession, entraîne la déformation du tube mauvais ou pas conducteur.
  • Les portions de tube ondulé fabriquées dans la limite de la pénétration du mandrin dans le tube, celles-ci peuvent être soudées entre elles pour former un tube continu de plus grande longueur.

Claims (14)

1) Méthode de formage d'un tube métallique par électromagnétisme, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes :
- on place une portion de longueur d'un tube métallique entre des moyens de création d'un champ magnétique et des moyens de formage,
- on active électriquement les moyens de création d'un champ magnétique pour créer une énergie de déformation de ladite portion qui plaque les parois dudit tube sur lesdits moyens de formage,
- on déplace longitudinalement lesdits moyens de création d'un champ magnétique et lesdits moyens de formage pour les placer sur une autre portion de longueur du tube non déformée.
2) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on place les moyens de formage à l'intérieur de ladite portion de tube, lesdits moyens de création d'un champ magnétique entourant la surface extérieure du tube.
3) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tube est déformé en une seule activation selon une gorge ou un bossage circulaire, la largeur de déformation étant au plus environ un pas.
4) Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le tube est déformé selon une gorge ou un bossage en forme d'hélice autour de l'axe du tube.
5) Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de formage sont déplacés longitudinalement relativement au tube par une rotation desdits moyens de formage autour de l'axe du tube.
6) Méthode selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'une première activation des moyens de création d'un champ magnétique déforme partiellement le tube sur une portion de circonférence du tube par rapport à la déformation finale désirée, en ce qu'après avoir déplacé les moyens de formage par une rotation, une deuxième activation termine la déformation sur au moins une partie de ladite portion partiellement déformée.
7) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit tube métallique comporte au moins un tube en matériau non déformable par magnétoformage et un tube adapté à être déformé par magnétoformage, ledit tube déformable étant intercalé entre le tube non déformable et les moyens de création d'un champ magnétique.
8) Dispositif de formage d'un tube métallique par électromagnétisme comportant des moyens de création d'un champ électromagnétique et des moyens de formage, caractérisé en ce que le tube est placé entre les moyens de création d'un champ électromagnétique et les moyens de formage, et en ce qu'il comporte des moyens de déplacement du tube relativement aux moyens de création d'un champ électromagnétique et aux moyens de formage longitudinalement selon l'axe du tube afin de déformer le tube pas à pas.
9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de formage comportent un mandrin dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur dudit tube, et en ce que le mandrin comporte sur sa surface extérieure une gorge.
10) Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite gorge est hélicoïdale.
11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement du tube longitudinalement par rapport au mandrin comportant des moyens de rotation dudit mandrin par rapport au tube et en ce que les moyens de création d'un champ électromagnétique comportent des moyens de liaison avec le mandrin afin que leurs positions respectives restent fixes transversalement au tube.
12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la gorge a une profondeur nulle à son point de départ et s'approfondit sensiblement régulièrement sur une portion de longueur d'hélice inférieure à la longueur correspondante à environ un pas jusqu'à atteindre la profondeur correspondant à la forme constante de ladite gorge qui se continue en hélice.
13) Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que du côté de l'origine de la gorge, la surface cylindrique du mandrin a une longueur déterminée afin de centrer convenablement le tube sur le mandrin tout en ne bloquant pas le tube lorsqu'il est soumis à des déformations différentielles en axial résultantes des taux de déformations différents en radial.
14) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'extrémité du mandrin, côté origine de la gorge, est chanfreiné ou comporte un congé de fort rayon.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010109028A1 (fr) * 2009-03-26 2010-09-30 Fundacion Labein Dispositif et procédé de formage pour l'obtention de déformations locales dans des profilés ouverts
CN104874693A (zh) * 2015-05-29 2015-09-02 中国建筑技术集团有限公司 矩形薄壁钢管波纹成型夹具及其使用方法
CN105263644A (zh) * 2013-04-10 2016-01-20 乌尔里希·伯夫克 由长条型材制造金属板的方法和设备

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5692853A (en) * 1995-11-27 1997-12-02 Curtiss Wright Flight Systems Inc. Threaded joint construction and rod assembly incorporating same
US5927344A (en) * 1996-01-03 1999-07-27 Nobileau; Philippe Subsea flexible pipe
DE19604311A1 (de) * 1996-02-07 1997-08-14 Ralph Peter Dr Ing Hegler Verbundrohr mit Muffe und Verfahren zu seiner Herstellung
GB2379996B (en) * 2001-06-05 2004-05-19 Tayside Flow Technologies Ltd Flow means
GB2369797B (en) * 2001-11-20 2002-11-06 Tayside Flow Technologies Ltd Helical formations in tubes
AUPR982302A0 (en) * 2002-01-03 2002-01-31 Pax Fluid Systems Inc. A fluid flow controller
US20060135340A1 (en) * 2002-07-30 2006-06-22 Cheang Hong N P Spherical nano-composite powder and a method of preparing the same
JPWO2004012743A1 (ja) * 2002-08-01 2006-09-21 中外製薬株式会社 乾癬治療剤
JP4136802B2 (ja) * 2002-09-27 2008-08-20 株式会社神戸製鋼所 ビード付き円筒形リングの製造方法
GB0309616D0 (en) 2003-04-28 2003-06-04 Angiomed Gmbh & Co Loading and delivery of self-expanding stents
GB0315714D0 (en) * 2003-07-04 2003-08-13 Tayside Flow Technologies Ltd An internal formation for a conduit
GB0322511D0 (en) * 2003-09-25 2003-10-29 Angiomed Ag Lining for bodily lumen
US20060260374A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-23 Flex-Weld, Inc. Hydroforming machine
GB0816965D0 (en) * 2008-09-16 2008-10-22 Angiomed Ag Stent device adhesively bonded to a stent device pusher
GB0901496D0 (en) 2009-01-29 2009-03-11 Angiomed Ag Delivery device for delivering a stent device
GB0909319D0 (en) 2009-05-29 2009-07-15 Angiomed Ag Transluminal delivery system
CN103861898B (zh) * 2012-12-07 2016-09-21 中国石油化工股份有限公司 用于膨胀管件的电磁整形装置及方法
CN103978086A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 湘潭大学 一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺
CN105458058B (zh) * 2014-09-11 2017-11-28 首都航天机械公司 一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法
CN105798102B (zh) * 2016-04-29 2018-06-26 苏州大学 管坯起皱装置
CN109848280B (zh) * 2019-03-13 2020-07-31 中南大学 一种波纹管的分区电磁成形方法及成形装置
CN110052526B (zh) * 2019-05-21 2021-02-23 哈尔滨工业大学 一种螺纹管加工装置及其加工方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3372564A (en) * 1965-04-19 1968-03-12 Simplex Wire & Cable Co Method for shaping metal tubes

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3212311A (en) * 1962-04-17 1965-10-19 Inoue Kiyoshi Method and apparatus for electromagnetic shaping of metallic bodies
BE664918A (fr) * 1964-06-11 1900-01-01
US3606780A (en) * 1967-11-28 1971-09-21 Kichisaburo Nagahara Method for manufacturing helical pipe for heat exchangers
US3503246A (en) * 1967-12-28 1970-03-31 Hiroyasu Shiokawa Method of manufacturing a spiral metal tube
US3581456A (en) * 1968-11-18 1971-06-01 American Can Co Applying a threaded closure by magnetic impulse
FR2414966A1 (fr) * 1977-12-26 1979-08-17 Barras Provence Outil pour fixation de pieces le long de tubes
SU1696050A1 (ru) * 1989-03-13 1991-12-07 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Способ поперечного последовательного гофрировани трубчатых заготовок

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3372564A (en) * 1965-04-19 1968-03-12 Simplex Wire & Cable Co Method for shaping metal tubes

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010109028A1 (fr) * 2009-03-26 2010-09-30 Fundacion Labein Dispositif et procédé de formage pour l'obtention de déformations locales dans des profilés ouverts
CN105263644A (zh) * 2013-04-10 2016-01-20 乌尔里希·伯夫克 由长条型材制造金属板的方法和设备
CN105263644B (zh) * 2013-04-10 2017-07-11 乌尔里希·伯夫克 由长条型材制造金属板的方法和设备
US10040109B2 (en) 2013-04-10 2018-08-07 Ulrich Bruhnke Method and apparatus for producing metal sheets from strand-shaped profiles
CN104874693A (zh) * 2015-05-29 2015-09-02 中国建筑技术集团有限公司 矩形薄壁钢管波纹成型夹具及其使用方法

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