FR2512360A1 - Procede de fabrication d'un soufflet metallique multicouches ondule - Google Patents

Abstract

LE BUT DE L'INVENTION EST DE FOURNIR UN PROCEDE PERMETTANT DE CONFECTIONNER UN TUBE MULTICOUCHES COMPRENANT UN NOMBRE IMPORTANT D'ONDULATIONS, SANS RISQUE DE GLISSEMENT RELATIF DES COUCHES ANTERIEURES PAR RAPPORT AUX COUCHES EXTERIEURES. SELON L'INVENTION, ON SOUTIENT INTERIEUREMENT, AVEC DES ROULEAUX MOBILES 24 A 27 LES PARTIES DU TUBE 6 SITUEES ENTRE LES ZONES OU L'ON PREVOIT DE FORMER, PAR REPOUSSAGE, DES RAINURES 18, 19 QUI CORRESPONDRONT ENSUITE AUX RACINES DES ONDULATIONS. ON FORME ENSUITE LES ONDULATIONS PAR APPLICATION D'UNE PRESSION INTERNE AU TUBE MAINTENU EXTERIEUREMENT PAR DES MATRICES PENETRANT DANS LES RAINURES.

Description

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La présente invention concerne un procédé de fabri-

cation d'un soufflet métallique ondulé.

D'après le brevet US 1 644 823, on sait soumettre une paroi tubulaire relativement mince à l'action mécanique de rouleaux coopérants qui sont placés sur des côtés opposés de

la paroi tubulaire afin de former une série, s'étendant lon-

gitudinalement, de rainures annulaires espacées autour-de la

paroi du tube, puis expanser le tube vers l'extérieur par u-

ne pression fluidique tandis que des matrices démontables

sont positionnées autour de la paroi du tube et dans les rai-

nures afin de former un soufflet.

On décrit dans le brevet américain précité un procé-

dé de fabrication d'un soufflet métallique à paroi mince à

une seule couche facile à mettre en forme, mais on ne dispo-

se pas encore d'un procédé permettant de fabriquer un souf-

flet métallique multicouches ayant des parois résistantes et utilisable dans des systèmes à haute pression, les couches étant réparties uniformément autour des rainures annulaires et

entre celles-ci de façon que, dans l'opération de formage hy-

draulique finale, la matière de chaque couche soit allongée

d'un degré égal autour des crêtes et des parois des ondula-

tions.

Si le soufflet doit comporter plus de quatre ondula-

tions environ, il n'est pas possible dans le brevet améri-

cain précité de supporter de façon convenable les rouleaux

intérieurs lors du roulage vers l'intérieur des rainures an-

nulaires au cas d'un tube multicouches ou à paroi épaisse.

Pour cette raison, de nombreux fabricants assurent le roulage de la rainure annulaire de tubes multicouches sans

prévoir de support à l'intérieur du tube Cela permet cepen-

dant à chaque couche de prendre une forme légèrement diffé-

rente avec une dimension progressive de la matière dans cha-

que couche, ce qui se traduit par une diminution considéra-

ble de la longueur axiale du tube dans la couche intérieure qui doit être allongée hydrauliquement à la même longueur que

la matière de la couche extérieure.

Ces variables incontrôlées dans le processus de fa-

brication conduisent, lors du contrôle du produit final, à

des résultats incorrects.

Conformément à la présente invention, il est prévu un procédé de fabrication d'un soufflet métallique multicou- ches ondulé, comportant les étapes suivantes

a) on engage télescopiquement l'une dans l'autre, es-

sentiellement en correspondance, un certain nombre de couches métalliques tubulaires de façon à former un tube multicouches, b) successivement, à partir d'une première extrémité du tube multicouches, on supporte intérieurement, pour le guider une forme essentiellement tubulaire, les seules parties du tube multicouches qui doivent

être de chaque côté de chacune des rainures annu-

laires espacées longitudinalement et qui doivent ê-

tre formées intérieurement dans le tube multicou-

ches, chacune desdites parties du tube multicouches

étant supportée par une série de rouleaux déplaça-

bles radialement et montés sur un arbre porteur s'é-

tendant au travers du tube multicouches et supporté à chacune des extrémités de ce dernier, c) on forme successivement dans le tube multicouches, par roulage vers l'intérieur à partir de la première

extrémité dudit tube, chacune des rainures annulai-

res, longitudinalement espacées, de ladite série en

les pourvoyant de coins arrondis, tandis que seule-

ment lesdites parties du tube multicouches qui sont adjacentes aux côtés opposés de la rainure annulaire correspondante sont supportées et maintenues dans la forme essentiellement tubulaire de manière à rester

essentiellement non déformées et tandis qu'on lais-

se le tube multicouches diminuer de longueur pour permettre la formation des rainures annulaires, la

série des rainures annulaires longitudinalement es-

pacées comprenant:

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i) des rainures annulaires adjacentes aux ex-

trémités extérieures des parties de formation de manchettes de soufflet du tube multicouches, et ii) des rainures annulaires o les parties de racine des ondulations doivent être placées dans

des positions situées entre les parties de for-

mation de manchettes, puis

d) on sépare le tube multicouches de l'arbre por-

leur et des rouleaux mobiles et on dispose des

matrices espacées de retenue de racines d'ondu-

lation et de formation de crêtes pénétrant exté-

rieurement et circonférentiellement en les entou-

rant, dans chacune des rainures annulaires aux en-

droits o les parties de racines des ondulations doivent être placées, les matrices étant espacées

l'une de l'autre et comportant des cotés essen.

tiellement plans qui s'étendent vers l'extérieur

à partir du tube multicouches et qui sont orien-

tées tangentiellement depuis des extrémités inté-

rieures arrondies de retenue de racines Jusqu'à des parties extrêmes extérieure de formation de crêtes, puis e) on assemble des matrices de formation de crêpes

extrêmes pénétrant extérieurement et circonféren-

tiellement, en les entourant dans chacune des rai-

nures annulaires dans des positions adjacentes

aux extrémités extérieures des parties de forma-

tion de manchettes de soufflet du tube multicou-

ches, les matrices de formation de crêtes ex-

trêmes étant espacées des matrices de retenue de racines et de formation de crêtes d'ondulations et comportant des côtés essentiellement plans qui

s'étendent vers l'extérieur à partir du tube mul-

ticouches et tangentiellement depuis des parties

de coins arrondis qui partent des extrémités in-

férieures des parties de tube qui doivent for-

mer les manchettes de soufflet jusqu'à des

parties extrêmes de formation de crêtes exté-

rieures, puis f) on met en pression l'intérieur du tube multi- couches avec un fluide quand les matrices sont en position tout en exerçant une poussée sur les extrémités du tube multicouches afin de faire renfler vers l'extérieur lesdites parties essentiellement non déformées, adjacentes à des rainures annulaires o les parties de racine des ondulations doivent être placées, afin de suivre les côtés essentiellement plans des matrices et de former des plis annulaires avec des crêtes arrondies, puis

g) on enlève toutes les matrices précitées des rai-

nures annulaires, puis h) on place des cales d'espacement autour du tube multicouches et entre les plis et on comprime le tube multicouches longitudinalement jusqu'à ce que tous les plis soient amenés en contact avec les cales d'espacement et comprimant légèrement les cales entre eux, puis,

i) on supprime la compression exercée longitudina-

lement sur le soufflet multicouches ainsi formé

et on enlève les cales.

Dans certains modes de réalisation de l'invention,

on pousse l'une vers l'autre les extrémités du tube multicou-

ches tandis qu'on met en pression le trou de ce tube avec un

fluide, en empêchant de se déplacer une des matrices de forma-

tion de crête d'extrémité en direction de l'axe longitudinal

du tube multicouches, tout en poussant l'autre matrice de for-

mation de crête d'extrémité dans cette direction et vers la

matrice de formation de crête d'extrémité qui est bloquée.

Dans certains modes de réalisation de la présen-

te invention, les rouleaux déplaçables radialement présentent une réduction de section le long de leurs axes de rotation et ils sont supportés sur les surfaces annulaires présentant une réduction de section correspondante de façon à supporter le tube multicouches, et les rouleaux peuvent être rétractés radialement par des mouvements relatifs le long de l'axe du

tube multicouches entre les rouleaux et leurs surfaces por-

tantes.

Dans certains modes de réalisation de la présen-

te invention, les deux séries de rouleaux sont maintenues es-

pacées l'une de l'autre et sont rétractées radialement par un mouvement d'une surface portante, supportant une série de rouleaux, dans une direction l'éloignant de l'autre surface

portante supportant l'autre série de rouleaux.

D'autres avantages et caractéristiques de l'in-

vention seront mis en évidence, dans la suite de la descrip-

tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig 1 est une vue en coupe latérale d'une paroi

d'un soufflet à plis multiples classique dans lequels les rai-

nures annulaires ont été roulées vers l'intérieur sans pré-

voir de support à l'intérieur du tube.

Fig 2 est une vue en coupe latérale d'une partie

extrême de quatre couches métalliques tubulaires qui sont en-

gagées télescopiquement l'une dans l'autre et en correspon-

dance, qui sont supportées par des rouleaux mobiles radiale-

ment sur un arbre porteur et qui sont placées à l'intérieur d'un rouleau en vue du roulage vers l'intérieur de rainures annulaires dans le tube multicouches comprenant les couches

métalliques tubulaires.

Fig 3 est une vue, semblable à la figure 2, mon-

trant le rouleau en train d'effectuer le roulage d'une rai-

nure annulaire dans le tube multicouches dans une zone adja-

cente à des parties de formation de manchettes de soufflet du

tube multicouches.

Fig 4 est une vue, semblable à la figure 3, mon-

trant le rouleau et les galets déplaçables radialement sur

l'arbre porteur qui a été déplacé dans la direction longitu-

dinale du tube multicouches jusque dans une position de rou-

lage d'une rainure annulaire dans le tube multicouches, o une partie de racines d'une ondulation doit être placée dans une position située entre les parties de formation de man-

chettes de soufflet.

Fig 5 est une vue, semblable à la figure 4, mon-

trant le galet en train d'effectuer le roulage d'une rainu-

re annulaire dans le tube multicouches o une partie de ra-

cines de l'ondulation doit être placée.

Fig 6 est une vue en coupe latérale de matrices

de retenue de racines d'ondulation et de formation de crê-

tes, et de matrices de formation de crêtes finale qui sont

assemblées dans des rainures annulaires du tube multicouches.

Fig 7 est une vue en coupe latérale semblable à la figure 5, après que le trou du tube multicouches a été rempli de fluide sous pression et pendant que les extrémités du tube sont poussées l'une vers l'autre pour faire renfler vers l'extérieur des parties essentiellement non déformées du

tube multicouches afin de créer des bosses.

Fig 8 est une vue en coupe latérale d'une partie du tube multicouches représentée sur la figure 7, après que les matrices ont été enlevées et que des cales d'espacement

ont été mises en place autour du tube entre les bosses.

Fig 9 est une vue en coupe latérale, semblable à la figure 8, d'une partie du tube multicouches, mais avec

les extrémités poussées l'une vers l'autre pour maintenir u-

niformément les cales d'espacement entre les bosses, et

Fig 10 est une vue en coupe latérale de la par-

tie du soufflet multicouches représentée sur la figure 9 a-

près suppression de la force poussant les extrémités du tu-

be multicouches l'une vers l'autre et après enlèvement des

cales d'espacement.

Sur la figure 1, on a représenté un soufflet mul-

ticouches classique qui comprend quatre couches désignées par 1 à 4, des rainures annulaires 5 et 7 ayant été formées par roulage vers l'intérieur et d'une manière connue sans qu'aucun support intérieur soit prévu pour les couches 1 à 4.

Cette figure 1 montre que le roulage vers l'in-

térieur des rainures annulaires de la manière connue pro- duit une mauvaise stratification des couches 1 à 4 et forme

des vides sur les côtés des rainures annulaires 5 et 7 Ce-

la diminue la quantité de matière dans les couches inté-

rieures du fait qu'il se produit un glissement progressif de la matière des couches intérieures par rapport aux couches extérieures de sorte que, lorsque le soufflet est formé, les couches intérieures sont amenées à une plus grande longueur

que les couches extérieures et sont ainsi affaiblies.

Sur les figures 2 à 10 i, o des parties semblables à celles indiquées sur la figure 1 ont été désignées par les

mêmes références numériques, on a mis en évidence les diffé-

rentes phases d'un procédé de fabrication d'un soufflet mé-

tallique multicouches ondulé conformément à la présente in-

vention, ce procédé consistant à: a) engager télescopiquement l'une dans l'autres essentiellement en correspondance, un certain nombre de couches métalliques tubulaires, désignées par 1 à 4 (figure 2), pour former un tube multicouches 6, puis b) supporter intérieurement, pour les maintenir

en forme essentiellement tubulaire, successivement à par-

tir d'une première extrémité 8 du tube multicouches 6 des parties désignées par 10 à 16 (figure 6) du tube

multicouches 6 qui doivent être de chaque côté de cha-

cune des rainures annulaires en série 18 à 23, espacées longitudinalement qu'on veut former vers l'intérieur dans

le tube multicouches 6, en faisant supporter chacune des-

dites parties 10 à 16 du tube par une série de galets dé-

plaçables radialement, deux galets d'une série étant re-

présentés et désignés par 24 et 25 tandis que deux ga-

lets de l'autre série ont été représentés et désignés par 26 et 27, lesdits galets étant placés sur un arbre

porteur 17 qui traverse le tube et est supporté à cha-

que extrémité de celui-ci par des paliers 28 et 29 (figu-

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re 3), puis, c) pourvoir successivement, par roulage vers

l'intérieur à l'aide d'un rouleau de formage de rainu-

res ( 9) du type à mouvement orbital, à partir de la pre-

mière extrémité 8 du tube multicouches 6, chacune des rainures annulaires longitudinalement espacées 18 à 23

de la série>a coins arrondis, tandis que seulement les-

dites parties, par exemple 10 et 11, du tube multicou-

ches 6 qui sont adjacentes aux côtés opposés d'une rai-

nure annulaire précitée, par exemple 18, sont suppor-

tées de façon à rester essentiellement non déformées a-

vec ladite forme essentiellement tubulaire, et tandis qu'on laisse le tube multicouches 6 diminuer de longueur pour permettre la formation des rainures annulaires 18

à 23, la série des rainures annulaires longitudinale-

ment espacées 18 à 23 comprenant: i) des rainures annulaires 18 et 23 (figures 6

et 7) qui sont adjacentes aux extrémités exté-

rieures 30 et 31 du tube multicouches 6, et

ii) des rainures annulaires 19 à 22 ou les ra-

cines des ondulations doivent être placées dans

*des positions situées entre les parties de for-

mation de manchettes de soufflet 32 et 33, puis d) on sépare le tube multicouches 6 de l'arbre porteur 17 et des galets déplaçables radialement, tels que 24 à 27, et on assemble des matrices espacées de retenue de racines d'ondulations et de formation de

cretes 34 à 37 (figures 6 et 7) pénétrant extérieure-

ment et circonférentiellement en les entourant dans chacune des rainures annulaires 19 à 22 o -doivent se

situer les parties de racines des ondulations, les ma-

trices 34 à 37 étant espacées l'une de l'autre et comportant des côtés essentiellement plans, tels que les côtés 38 à 39 de la matrice 34, qui s'étendent vers l'extérieur à partir du tube multicouches 6 et tangentiellement depuis une extrémité intérieure de formation de racine arrondie, telles que la partie de retenue de racines 40 de la matrice 34, jusqu'à une

extrémité extérieure de formation de crête ar-

rondie, telles que les parties de formation de crêtes 42 et 43 de la matrice 44, puis e) on assemble des matrices de formation de crête d'extrémité 44 et 45 ( figures 6 et 7) pénétrant

extérieurement et circonférentiellement en les entou-

rant dans chacune-des rainures annulaires 18 et 23 res-

pectivement adjacentes aux extrémités extérieures 30 et 31 des parties de formation de manchettes de soufflet

32 et 33, les matrices de formation de crête d'extrémi-

té 44 et 45 étant espacées des matrices de retenue de racines d'ondulation et de formation de crêtes 34 à 37 et comportant un côté essentiellement plan, tels que le coté 48 de la matrice de formation de crête extrême

44, qui s'étend vers l'extérieur à partir du tube mul-

ticouches 6 et tangentiellement depuis une partie de coin arrondi 49, 50 partant de l'extrémité intérieure 52,

53 de la partie de tube 32, 33 qui doit former une man-

chette du soufflet, jusqu'à une partie d'extrémité ex-

térieure de formation de crête arrondie 54, sur la matri-

ce de formation de crête d'extrémité 44, puis,

f) on met en pression l'intérieur du tube mul-

ticouches 6 avec un fluide quand les matrices 34 à 37 et 44 et 45 se trouvent en position tout en poussant

les extrémités 56 et 57 (figures 6 et 7) du tube multi-

couches 6 l'une vers l'autre afin de faire renfler vers l'extérieur desdites parties essentiellement non déformées 11 à 15 situées entre les rainures 19 à 22 o

les racines des ondulations doivent être placées, les-

dites parties suivent alors les côtés essentiellement plans des matrices 34 à 37 et 44 et 45 en formant des plis annulaires 58 à 62 avec des crêtes arrondies comme indiqués sur la figure 7, puis g) on enlève toutes les matrices 34 à 37 et 44 et 45 des rainures annulaires, puis

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h) on place des cales d'espacement 64 à 67 au-

tour du tube multicouches 6 et entre les plis 58 à 62, comme indiqués sur la figure 8, et on comprime le tube multicouches 6 longitudinalement jusqu'à ce que tous les plis 58 à 62 soient amenés en contact avec les cales d'es- pacement 64 à 67 et les compriment légèrement entre eux, comme indiqués sur la figure 9, puis

i) on supprime la compression exercée longitudi-

nalement sur le soufflet multicouches ainsi formé et on enlève les cales 64 à 67 comme indiquées sur la figure 10. Il est à noter que des tubes soudés avec joint longitudinal et fabriqués conformément au procédé décrit et revendiqué dans le brevet US 4 207 453 ont été utilisés pour former des couches métalliques tubulaires 1 à 4 y les joints de soudure étant décalés l'un par rapport à l'autre dans la

direction circonférentielle.

Il est également important de noter que la ma-

chine de roulage est conçue pour-opérer dans la direction verticale, comme indiqué sur les figures 2 à 5 Les galets déplaçables radialement 24, 25 (figure 2) font partie d'une série de sept galets coniques semblables qui sont répartis à intervalles égaux autour de l'arbre 17 par des organes d'espacement, dont deux sont visibles en 69 et 70, d'une cage à galets 78 Les galets déplaçables radialement 26 et

27 font partie d'une série de sept galets coniques sembla-

bles qui sont répartis à intervalles égaux autour d'un ar-

bre conique stationnaire et axialement fixe 72 par des or-

ganes d'espacement, dont deux sont visibles en 73 et 74, de la cage à galets 78 L'arbre conique 72 comporte un collet

76 sur lequel peut coulisser et tourner librement une par-

tie en forme de manchon 77 (figures 3 et 4) de la cage à

galets 78 Cette partie en forme de manchon 77 porte les or-

ganes d'espacement tels que 69, 70, 73 et 74 qui sont fixés sur elle et qui maintiennent les galets tels que 24 et 25,

espacés des galets tels que 26 et 27 En fonctionnement (fi-

gure 3), la partie en forme de manchon 77 de la cage à galets 78 sépare les galets coniques, tels que 24 et 25, des galets

tels que 26 et 27, de la distance appropriée pour que la cou-

che complètement intérieure 1 soit formée sans amincissement du métal lors du roulage des rainures annulaires 18 à 23. L'arbre 17 est monté de façon à coulisser dans un

trou 79 d'un arbre conique 72 Cet arbre 17 comporte une par-

tie conique 80 qui, en service, supporte les galets tels que 24 et 25, ainsi qu'une partie cylindrique 81 qui est montée

de façon à pouvoir coulisser dans un palier 20 (figure 3).

L'arbre conique 72 comporte un manchon de positionnement 86

qui est fixé sur l'arbre de manière à assurer un positionne-

ment correct des galets tels que 26 et 27 par rapport à la par-

tie conique La partie cylindrique 81 de l'arbre comporte un manchon de positionnement 84 qui est fixé autour de ladite partie pour assurer un positionnement correct des galets tels que 24 et 25 sur la partie conique de l'arbre 80 La partie non roulée du tube multicouches 6 est agrippée dans un mandrin (non représenté) et elle est entrainée en rotation pendant l'opération de roulage Le rouleau de formage de rainure 9

du type à mouvement orbital est monté à rotation dans une glis-

sière (non représenté) qui le fait déplacer depuis la posi-

tion de repos représentée sur la figure 2 jusqu'à la posi-

tion de travail représentée sur la figure 3 Lorsqu'il est a-

vancé à partir de la position de repos, le rouleau de forma-

tion de rainure 9 commence à tourner lorsqu'il entre en con-

* tact avec le tube multicouches 6 en rotation et il continue à rouler autour de la surface jusqu'à ce qu'il entre en contact

avec une butée de profondeur maximale (non représentée), lors-

que la rainure annulaire a été roulée jusqu'à la profondeur désirée.

Lorsque le tube multicouches 6 a cessé de tour-

ner, le mandrin est ouvert et le moyen de maintien en posi-

tion basse de l'arbre 17 est enlevé et il est écarté axia-

lement de l'arbre conique 72 (figure 2) Lorsque le tube

multicouches 6 est avancé avec précision jusqu'au nouvel em-

placement de roulage, les galets coniques tels que 24 et

sont poussés vers l'intérieur par la rainure précédem-

ment roulée dans le tube multicouches 6 et pénêtrent dans

l'espace adjacent à la partie de l'arbre 17, qui est en de-

hors de l'arbre conique 72 Après que le tube multicouches 6 a été avancé jusque dans la position appropriée pour la rainure suivante L'arbre 17 est déplacé axialement jusque

dans la position de travail représentée sur la figure 5.

Pour faire en sorte que les galets tels que 24 et 25 se dé-

placent vers l'extérieur afin de permettre un mouvement

d'avancement axial de l'arbre conique 80 jusque dans la po-

sition indiquée sur la figure 3 ou 5, de petits aimants per-

manents (non représentés) sont noyés dans la paroi du rou-

leau de formation de rainure 9 Lorsque l'arbre 17 se trou-

ve dans la position de travail et lorsque le tube multicou-

ches 6 est agrippé solidement dans le mandrin (non repré-

senté), la machine est prête à être enclenchée pour le rou-

lage de la rainure suivante.

Ce processus estrépété jusqu'à ce que toutes les rainures annulaires 18 à 23 aient été roulées dans le

tube multicouches 6.

Les matrices de formation de crêtes 34 à 37

et 44 et 45 sont divisées en moitiés le long d'un axe dia-

métral, lesdites moitiés étant assemblées dans les rainures annulaires 18 à 23 d'une manière classique (non représentées) de façon à être ensuite démontables Il est à noter que, dans

le mode de réalisation considéré, chaque paire de matrices ad-

jacentes de formation de crêtes, telles que celles désignées

par 44 et-34, forme des moitiés adjacentes d'une crête arron-

die extérieure entre elles.

Les extrémités 56 et 57 (figures 6 et 7) du

tube multicouches 6 peuvent être poussées l'une vers l'au-

tre en empêchant, à l'aide d'un moyen non représenté, la

matrice de formation de crête d'extrémité 45 de se dépla-

cer dans la direction de l'axe longitudinal du tube multi-

couches 6 tout en poussant à l'aide d'un moyen non représen-

té, l'autre matrice de formation de crête d'extrémité 44

dans cette direction vers la matrice extrême 45 bloquée jus-

qu'à ce que toutes les matrices de formation de crêtes 34 à

37 et 44 et 45 soient en contact.

Les cales 64 à 67 peuvent avantageusement

être en deux moitiés (non représentées) qui sont fixées en-

semble à une extrémité d'une manière pivotante, analogues à des calibres afin d'être placées sur et de chevaucher

le tube multicouches 6 entre les plis 58 à 62 (figure 8).

Lorsque le tube multicouches 6 a été mis

sous la forme d'un soufflet, les extrémités du tube 6 peu-

vent être sectionnées pour enlever les parties contenant

les rainures annulaires 18 et 23.

Les essais effectués par les inventeurs ont

montré qu'un soufflet métallique multicouches avait tendan-

ce à se rompre dans les racines des ondulations Cela a con-

duit les inventeurs à supposer qu'un soufflet métallique mul-

ticouches comportant une résistance relativement élevée dans

les parties de racines des ondulations aurait une plus lon-

gue durée de service, ce qui a été confirmé à l'aide des soufflets métalliques multicouches fabriqués conformément à

la présente invention.

Le roulage vers l'intérieur des racines des ondulations conformément à la présente invention, à l'aide du rouleau 9 tout en supportant le tube multicouches 6 par

des galets tels que 24 à 27 (figure 3), assure un condi-

tionnement du métal dans la zone des racines des ondula-

tions Ce roulage vers l'intérieur tout en supportant le

tube multicouches 6 produit un écrouissage des couches ex-

térieures du tube 6 dans les racines des ondulations, ces racines constituant les parties du soufflet qui sont les plus fortement sollicitées en service et qui sont soumises

aux conditions de travail les plus défavorables Les cou-

ches extérieures du tube métallique n'ont pas besoin d'a-

voir une grande résistance dans les racines des ondula-

tions du fait que les couches intérieures peuvent être con-

sidérées comme supportant les couches extérieures dans ces zones Même si une ou plusieurs des couches intérieures se rompt, le soufflet continuera à fonctionner correctement tant

que la couche extérieure ne se rompt pas.

Le roulage vers l'intérieur du tube multicou-

ches 6 conformément à la présente invention procure un autre avantage du fait qu'il se produit un amincissement négligea- ble des couches du soufflet en particulier dans la zone des racines car par suite de la bonne application des couches pendant le roulage vers l'intérieur, on réduit au minimum l'allongement pendant l'opération de renflement des couches

vers l'extérieur par la pression interne exercée par le flui-

de. Un autre avantage du roulage vers l'intérieur du tube multicouches 6 conformément à la présente invention consiste en ce que le formage des parties de couronne des on-

dulations par un renflement vers l'extérieur exercé ultérieu-

rement produit dans cette matière de couronne un écrouissa-

ge négligeable et un amincissement minimal à cause de l'allon-

gement négligeable se produisant pendant l'opération de ren-

flement La répartition de la déformation de matière au cours

du formage cyclique du-soufflet est par conséquent redistri-

buée pour éliminer le grand risque de rupture dans les raci-

nes des ondulations, comme cela a été précédemment noté en

référence à un programme de contrôle de soufflet.

Un autre avantage de roulage vers l'intérieur conformément à la présente invention consiste en ce que le soufflet multicouches 6 peut être formé d'un métal qui ne

conviendrait pas pour la production de soufflet par des pro-

cédés connus Par exemple dans le cas du métal connu sous

la désignation commerciale "Inconel 600 ", les procédés u-

tilisés à l'heure actuelle produisent soit un écrouissage du métal dans des endroits incorrects, soit un écrouissage trop faible Dans le cas de 1 ' "Inconel 625 ", (qui a une

plus grande limite élastique et qui est écroui plus faci-

lement), des procédés de formage mécanique connus ne con-

viennent pas pour la fabrication de soufflet Les qualités de résistance à la corrosion et de limite élastique après écrouissage desdits matériaux, les rendent plus difficiles à travailler mais ils peuvent être fonctionnellement plus

avantageux à utiliser dans la fabrication de soufflets mé-

talliques. Il est à noter qu'une caractéristique im-

portante de la présente invention consiste dans l'utilisa-

tion des cales 64 à 67 (figure 7) pendant la compression

longitudinale du tube multicouches 6 du fait que cette ca-

ractéristique permet d'obtenir un soufflet qui comporte des

intervalles entre ses racines de sorte que l'arrondi de ra-

cines peut être déformé par une surcompression.

La présente invention est applicable en par-

ticulier à la fabrication de soufflets pour pressions éle-

vées pouvant atteindre approximativement l,7 M Pa et ayant un diamètre intérieur pouvant atteindre approximativement mm. On a fabriqué de façon satisfaisante des

soufflets conformément à la présente invention dans les di-

mensions suivantes: Epaisseur de chaque couche d'un tube en Inconel 600 ou 625 0,20 mm Diamètre extérieur de l'ensemble-de couches Diamètre extérieur à la racine de la partie roulée vers l'intérieur Diamètre extérieur de la couronne d'ondulation après formage hydraulique Profondeur d'ondulation Pas d'ondulation après aplatissement

PRESSIONS DE FORMAGE HYDRAULIQUE

3 couches Inconel 600 31 M Pa 4 couches Inconel 600 34 M Pa 3 couches Inconel 625 38 M Pa 4 couches Inconel 625 41 M Pa 28,5 mm ,4 mm 36,6 mm , 6 mm ,1

Les avantages obtenus en produisant des souf-

flets multicouches ondulés conformément au procédé selon l'invention sont les suivants:

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i) la profondeur des rainures roulées

vers l'intérieur et/ou la distance axiale entre rai-

nures peuvent être commodément changées pour produi-

re une forme d'-ondulation convenant mieux pour une application particulière du soufflet; ii) dans des limites pratiques, on peut

commodément modifier le nombre de couches ou l'épais-

seur de paroi du soufflet grâce à la caractéristique consistant à supporter par des galets intérieurs le tube multicouches pendant l'opération de roulage vers l'intérieur de chaque racine d'ondulation; iii) dans les limites pratiques, on peut commodément modifier le nombre d'ondulations (ou la

longueur du soufflet) du fait de la nouvelle caracté-

ristique consistant à supporter par des galets inter-

nes le tube multicouches pendant l'opération de roula-

ge vers l'intérieur de la racine d'ondulation; iv) on peut placer les cales entre les matrices de retenue de racines de formation de crêtes et les matrices de formation de crêtes extrêmes de

façon à apporter des modifications minimales à la for-

me de racines pendant l'opération de formage hydrau-

lique, en facilitant ainsi la réalisation précise d'un profil d'ondulation en adaptation à une application

particulière du soufflet.

Dans certains modes de réalisation de l'in-

vention, les matrices de retenues de racines et de forma-

tion de crêtes comportent des côtés plans légèrement co-

niques qui permettent un enveloppement hydraulique du tu-

be multicouches autour de l'arrondi de racines de matri-

ces sur plus de 1800 Dans ce mode de réalisation, des contraintes élastiques résiduelles se produisant dans la

matière du tube multicouches produisent un allongement a-

xial du soufflet qui permet d'enlever des matrices après

le formage hydraulique Cela permet une élimination sup-

plémentaire des contraintes pouvant se produire dans la matière du tube multicouches pendant l'opération ou le tube est comprimé longitudinalement Jusqu'à ce que

les plis soient amenés en contact avec les cales d'es-

pacement et les compriment légèrement en position.

12360

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Procédé de fabrication d'un soufflet métallique ondulé multicouches, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on engage télescopiquement l'une dans l'autre, essentiellement en correspondance, un certain

nombre de couches métalliques tubulaires ( 1 à 4) de fa-

çon à former un tube multicouches-( 6),

b) successivement à partir d'une premiè-

re extrémité du tube multicouches, on supporte intérieu-

rement pour leur garder une forme essentiellement tubu-

laire les seules parties ( 10 à 16) du tube multicouches qui doivent être de chaque côté de chacune des rainures

annulaires en série ( 18 à 23), espacées longitudinale-

ment, qui doivent être formées intérieurement dans le tube multicouches, chacune desdites parties ( 10 à 16) du

tube multicouches étant supportée par une série de rou-

leaux déplaçables ( 24 à 27) radialement et montés sur

un arbre porteur ( 17) s'étendant au travers du tube mul-

ticouches et supporté à chacune des extrémités de ce dernier, c) on forme successivement dans le tube multicouches, par roulage vers l'intérieur à partir de la première extrémité dudit tube, chacune des rainures

annulaires ( 18 à 23) longitudinalement espacées, de la-

dite série en les pourvoyant de coins arrondis, tandis

que seules lesdites parties ( 10 à 16) du tube multicou-

ches qui sont adjacentes aux côtés opposés de la rai-

nure annulaire correspondante sont supportées et main-

tenues dans la forme essentiellement tubulaire de ma-

nière à rester essentiellement non déformées, et tandis qu'on laisse le tube multicouches diminuer de longueur pour permettre la formation des rainures annulaires,

la série des rainures annulaires longitudinalement espa-

cées comprenant: i) des rainures annulaires adjacentes aux extrémités extérieures des parties de formation de manchettes de soufflet du tube multicouches, et

ii) des rainures annulaires o les par-

ties de racine des ondulations doivent être placées

dans des positions situées entre les parties de for-

mation de manchettes, puis

d) on sépare le tube multicouches de l'ar-

bre porteur et des rouleaux mobiles et on dispose des

matrices ( 34 à 37) espacées de retenue de racines d'on-

dulation et de formation de crêtes pénétrant extérieure-

ment et circonférentiellement en les entourant, dans

chacune des rainures annulaires ( 19, 22) situées aux en-

droits o les parties de racines des ondulations doivent

être placées, les matrices étant espacées l'une de l'au-

tre et comportant des côtés essentiellement plans ( 38, 39) qui s'étendent vers l'extérieur à partir du tube

multicouches et qui sont orientées tangentiellement de-

puis des extrémités intérieures arrondies ( 19) de rete-

nue de racines jusqu'à des parties extrêmes ( 42, 43) ex-

térieures de formation de crêtes, puis

e) on assemble des matrices ( 44,45) de for-

mation de crêtes extrêmes pénétrant extérieurement et circonférentiellement en les entourant, dans chacune des rainures annulaires ( 18, 23) situées dans des positions

adjacentes aux extrémités extérieures des parties de for-

mation de manchettes de soufflet du tube multicouches,

les matrices de formation de crêtes extrêmes étant es-

pacées des matrices de retenue de racines d'ondulation et de formation de crêtes d'ondulation et comportant des côtés essentiellement plans ( 48) qui s'étendent

vers l'extérieur à partir du tube multicouches et tan-

gentiellement depuis des parties de coins arrondis ( 50) qui partent des extrémités inférieures des parties de

tube qui doivent former les manchettes de soufflet jus-

qu'à des parties extrêmes de formation de crêtes exté-

rieures, puis

f) on met en pression l'intérieur du tu-

be multicouches avec un fluide quand les matrices sont

en position tout en exerçant une poussée sur les extré-

mités du tube multicouches afin de faire renfler-vers l'extérieur lesdites parties ( 11 à 15) essentiellement non déformées, adjacentes à des rainures annulaires ( 19,

22) o les parties de racine des ondulations doivent ê-

tre placées, afin de suivre les côtés essentiellement

plans des matrices et de les former des plis annulaires a-

vec des crêtes arrondies, puis

g) on enlève toutes les matrices préci-

tées des rainures annulaires, puis h) on place les cales d'espacement ( 64, 67) autour du tube multicouches et entre les plis et on comprime le tube multicouches longitudinalement jusqu'à ce que tous les plis soient amenés en contact avec les

cales d'espacement et compriment légèrement les cales en-

tre eux, puis i) on supprime la compression exercée

longitudinalement sur le-soufflet multicouches ainsi for-

mé et on enlève les cales.

2 Procédé selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que les extrémités du tube multicouches sont

poussées l'une vers l'autre pendant que le trou du tube mul-

ticouches est mis en pression al'aide d'un fluide, en emoê-

chant de se déplacer une des matrices ( 45) de formation de crêtes d'extrémité dans la direction de l'axe longitudinal du tube multicouches, tout en poussant l'autre matrice ( 44) de formation de crête d'extrémité dans cette direction et vers la matrice ( 45) de formation de crête d'extrémité qui

est bloquée.

3 Procédé selon la revendication 1 ou 2

caractérisé en ce que les rouleaux-( 24 à 27) mobiles radia-

lement présentent une réduction de section le long de leurs

axes de rotation et sont supportés par des surfaces portan-

tes annulaires ( 72, 80) présentant une réduction de section correspondante de façon à supporter le tube multicouches et en ce que les rouleaux sont rétractés radialement par

des mouvements relatifs le long de l'axe du tube multi-

couches entre les galets et leurs surfaces portantes.

4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux séries de galets sont main-

tenues espacées l'une de l'autre et sont rétractées radia-

lement par un mouvement d'une surface portante, supportant une série de galets, dans une direction l'éloignant de

l'autre surface portante supportant l'autre série de ga-

lets.