FR2563306A1 - Soufflet en aluminium et procede pour sa fabrication - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION EST RELATIVE A UN SOUFFLET EN ALUMINIUM ET A UN PROCEDE POUR SA FABRICATION. LA STRUCTURE DU SOUFFLET SE CARACTERISE EN CE QU'ELLE COMPREND: UNE PLURALITE DE PREMIERS ANNEAUX 6A EN ALUMINIUM OU ALLIAGE D'ALUMINIUM, DONT CHACUN EST INTERPOSE ENTRE LES SURFACES OPPOSEES DESDITES PARTIES PERIPHERIQUES INTERIEURES DES FEUILLETS ELEMENTAIRES ADJACENTS 2; ET UNE PLURALITE DE DEUXIEMES ANNEAUX EN ALUMINIUM 6B DONT CHACUN EST INTERPOSE ENTRE LES SURFACES OPPOSEES DES PARTIES PERIPHERIQUES EXTERIEURES DES FEUILLETS ELEMENTAIRES ADJACENTS 2. APPLICATION POUR DES JOINTS DE DILATATION DU TYPE A SOUFFLET.

Description

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à une structure de soufflet en aluminium et à un procédé pour sa fabrication. L'invention vise plus particulièrement un procédé de fabrication d'une structure de soufflet, en aluminium ou ses alliages, qui est utilisable pour des joints de dilatation du type à soufflet, des joints d'amortissement de vibrations, des tubes, tuyaux ou autres conduits flexibles, ou des composants d'appareils thermiques tels que des échangeurs de chaleur. L'invention est également relative à une telle structure de soufflet en aluminium qui possède des qualités et des caractéristi- ques de fonctionnement améliorées.

On connaît des soufflets en métal qui sont géné- ralement assemblés par soudage,les uns aux autres,d'une pluralité d'éléments de soufflet sous la forme de plaques ou feuillets métalliques dans lesquels des trous sont ménagés. Ce procédé manque de rendement pour une production en série. Pour'miter cet inconvénient, on a proposé d'utiliser un procédé de brasage au moyen d'une matière préalablement mise en place, comme décrit dans la demande de brevet japonais publiée en 1970 sous le nO 45-39172. Dans cette proposition, on prévoit de braser les uns aux autres des 6 ments de soufflet, sous la forme de feuillets en métal, par interposition de couches de métal de brasage entre les feuillets métalliques adjacents.

De façon plus spécifique, le procédé de brasage à interposition préalable consiste à superposer plusieurs feuillets métalliques annulaires les uns sur les autres, avec interposition d'anneaux de brasage en matière de brasage appropriée entre des surfaces opposées des parties périphériques intérieures et extérieures des feuillets métalliques adjacents, alternativement le long de leurs circonférences intérieures et extérieures, et à chauffer en- suite 1'ensemble des feuillets métalliques à une températu- re suffisante pour fondre les anneau: interposés de matière de brasage,de façon à braser les feuillets métalliques adjacents avec la matière de brasage fondue.Suivant ce procédé de brasage à interposition préalable, tous les feuillets métalliquesd'un soufflet sont brasés ensemble simul tanément.

Toutefois, ce procédé connu de brasage b interposition préalable pour la fabrication de soufflets en métal présente des inconvénients en ce que l'épaisseur des parties brasées (distance entre les surfaces de brasage des feuillets métalliques adjacents) et la largeur des parties brasées ne sont pas constantes. Ces variations sont dues à des différences dans la composition de la matière de brasage utilise, les conditions de brasage, la compression appliquée aux feuillets métalliques, etc. Par conséquent, le procédé de brasage à interposition préalable ne permet pas d'obtenir des structures de soufflet en métal de qualité constante.En particulier, on constate que la matière de brasage chauffée à l'état de fusion tend à s'écouler ou à s'étaler par capillarité entre les feuillets métalliques adjacents, le long de leurs surfaces de jonction ou de contact, jusqu'à des zones des feuillets situées en dehors de la rdgion de brasage prédéterminée. Il est donc difficile ou impossible de fixer la largeur de la région de brasage. L'écoulement incontrôlé du métal de brasage fondu peut avoir pour conséquence un manque de matière de brasage dans la région prédéterminée de brasage, lorsque la matière de brasage est refroidie. Le manque de matière de brasage entraine des porosités ou des soufflures dans les parties brasées des feuillets métalliques.En outre, comme la couche de matière de brasage qui existe entre les feuillets métalliques adjacents est de très faible épaisseur, l'indi- ce de sensibilité aux brèches des feuillets métalliques brasés adjacents est relativement élevé. Cet indice est un paramètre important car on exerce des tractions dans des directions opposées sur les feuillets métalliques adjacents, dans une opération suivante d'extension de l'ensemble des feuillets brasés à une longueur prédéterminée. Par con séquent, la résistance de la structure de soufflet à l'endroit des parties brasées n'est pas satisfaisante En outre, les parties de la structure de soufflet situées entre les surfaces de brasage des feuillets métalliques sont entièrement constituées de métal de brasage qui est une matière fragile.La structure de soufflet est donc peu robuste et peu résistante dans ses parties brasées.

La présente invention a pour objet une structure de soufflet en aluminium de grande qualité comprenant une pluralité de feuillets ou éléments de soufflet en aluminium ou ses alliages, dans laquelle les parties brasées des élé- ments de soufflet présentent des variations minimales de la largeur et de l'épaisseur de brasage et possèdent des caractéristiques améliorées de résistance mécanique, résistance à la fatigue, sensibilité aux brèches et autres propriétés physiques.

L'invention a également pour objet un procédé perfectionné pour la fabrication d'une telle structure de soufflet en aluminium.

Conformément à la présente invention, on obtient une structure de soufflet en aluminium comprenant une pluralité de feuillets ou éléments de soufflet dont chacun est en aluminium ou alliage d'aluminium et comporte un trou central, les feuillets élémentaires de soufflet étant superposés les uns aux autres et brasés ensemble alternativement à l'endroit de leurs périphéries intérieures et extérieures le long des circonférences intérieures et extérieures, respectivement, la structure de soufflet en aluminium étant obtenue par extension d'un ensemble de feuillets brasés, dans une direction sensiblement perpendiculaire aux plans des feuillets d'éléments de soufflet, la dite structure étant caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de premiers anneaux en aluminium ou alliage d'aluminium, dont chacun est interposé entre des surfaces opposées des parties périphériques intérieures des feuillets élémentai- res adjacents,et en ce qu'elle comprend une pluralité de deuxièmes anneaux en aluminium ou alliage d'aluminium, dont chacun est interposé entre des surfaces opposées des parties périphériques extérieures des feuillets éldmentai- res adjacents.

Dans un mode de réalisation de la structure conforme à l'invention, chacun des feuillets élémentaires de soufflet est un feuillet annulaire comportant un trou central circulaire.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les premiers et deuxièmes anneaux en aluminium ont chacun une épaisseur non inférieure à 0,05 mm.

Conformément à 1 'invention, celle-ci procure egalement un procédé de fabrication d'une structure de soufflet en aluminium comportant une pluralité de feuillets ou élé- ments de soufflet dont chacun est en aluminium ou ses alliages et comporte un trou central, le dit procédé consis tant à préparer une pluralité de premiers et deuxièmes anneaux composites dont chacun comprend une ame en aluminium ou alliage d'aluminium et une couche de matière de brasage appliquée à au moins l'une des surfaces opposées de l' & e ; superposer la pluralité de feuillets élémentaires les uns aux autres, due sorte que le premier anneau composite est interposé entre des surfaces opposées de parties périphériques intérieures des feuillets élémentaires adjacents, le long de leur circonférence intérieure, et de sorte que le deuxième anneau composite est interposé entre des surfaces opposées de parties périphériques extérieures des feuillets élémentaires adjacents, le long de leur circonférence extérieure, les premiers et deuxièmes anneaux composites étant disposés alternativement le long des cir conférencesintérieures et extérieures des feuillets d mentaires de sorte que le premier anneau composite se trou ve d'un côté de chaque feuillet éIémentaire tandis que le deuxième anneau composite se trouve de l'autre côté de chaque feuillet élémentaire ; chauffer les couches de la matière de brasage des premiers et deuxièmes anneaux composites et braser les feuillets ou éléments de soufflet adjacents aux ames des anneaux composites correspondants,au moyen de la matière de brasage, alternativement le long des circonférences intérieures et extérieures des feuillets; et étirer un ensemble des feuillets élémentaires brasés, jusqu'd une longueur prédéterminée, dans une direction sen siblement perpendiculaire aux plans des feuillets élémen- taires du soufflet. La couche de matière de brasage peut être appliquée à l'une des surfaces opposées ou aux deux surfaces de l'amie du premier ou deuxième anneau composite correspondant. Les premiers et deuxièmes anneaux composites peuvent être obtenus à partir d'une feuille à revEte- ment de brasage, comprenant une ame en aluminium ou alliage d'aluminium et au moins une couche de métal de brasage.

Dans le procédé décrit ci-dessus, dans lequel les feuillets élémentaires adjacents du soufflet sont brasés ensemble par l'intermédiaire des anneaux composites, on peut régler ou fixer à volonté la largeur et l'épaisseur des parties brasées intérieures et extérieures des feuillets, par un choix approprié de la largeur et de l'dpais- seur des âmes en aluminium des anneaux composites.En outre, la présence des couches d'âme en aluminium,relativement ré-- sistantes,entre les feuillets élémentaires brasés contribue à diminuer la sensibilité aux brèches et à augmenter la robustesse et la résistance mdcanique des parties brasées de la structure de soufflet.De plus, les ames en aluminium des anneaux composites servent à empocher un écoulement, possible sans cela, du métal fondu de brasage par effet de capillarité entre les surfaces de brasage des feuillets adjacents, ce qui évite le risque d'étalement du métal debrasage sur des zones inutilement grandes des parties péri- phériques intérieures et extérieures des feuillets. Ainsi, on minimise la variation de largeur des régions brasées et on évite effectivement les défauts de brasage rencontrés avec le procédé usuel, tels que des porosités et des soufflures. Ces avantages de la présente invention sont certains de ses aspects industriellement intéressants.

Dans un mode avantageux de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, les feuillets élémentaires de soufflet et les premiers et deuxièmes anneaux composites superposés peuvent être comprimés, les uns vers les autres, le long d'une ligne perpendiculaire aux plans des feuillets, pendant le chauffage des couches de la matière de brasage.

Conformément à l'invention, celle-ciprocure également une autre méthode de fabrication d'une structure de soufflet en aluminium comprenant une pluralité de feuillets élémentaires de soufflet dont chacun est en aluminium. ou alliage d'aluminium et comporte un trou central, ladite méthode consistant à : préparer une pluralité de premiers et deuxièmes anneaux en aluminium ou ses alliages ; préparer une pluralité de premiers et deuxièmes anneaux de brasage en matière de brasage, les premiers et deuxièmes anneaux de brasage correspondant en dimension aux premiers et deuxièmes anneaux en aluminium, respectivement ; superposer la pluralité de feuillets élémentaires de soufflet les uns aux autres, de sorte qu'un premier ensemble annulaire, cons titubé d'un des premiers anneaux en aluminium et d'au moins un des premiers anneaux de brasage, est interposé entre des surfaces opposées de parties périphériques intérieures des feuillets élémentaires adjacents, le long de leur circonférence intérieure, et de sorte qu'un deuxième ensemble annulaire, constitué d'un des deuxièmes anneaux en aluminium et d'au moins un des deuxièmes anneaux de brasage, est interpose entre des surfaces opposées de parties périphériques extérieures des feuillets élémentaires adjacents, le long de leur circonférence extérieure, les premiers et deuxièmes ensembles annulaires étant placés alternativement le long des circonférences intdrieures et extérieures des feuillets élémentaires de soufflet ; chauffer les premiers et deuxièmes anneaux de brasage et braser les feuillets élé- mentaires adjacents aux anneaux correspondants en aluminium au moyen de la matière de brasage, alternativement le long des circonférences intérieures et extérieures des feuillets, de sorte que le premier ensemble annulaire se trouve d'un côté de chaque feuillet élémentaire tandis que le deuxième ensemble annulaire se trouve de l'autre côté de chaque feuillet élémentaire ; et étirer un ensemble des feuillets élé- mentaires brasés, jusqu'd une longueur prédéterminée, dans une direction sensiblement perpendiculaire aux plans des feuillets flexibles.

La méthode conforme à l'invention, décrite cidessus, procure sensiblement les mêmes avantages que la méthode conforme à l'invention, décrite précédemment.

Dans un mode de mise en oeuvre de ladite autre méthode conforme à l'invention, décrite ci-dessus, les premiers et deuxièmes ensembles annulaires comprennent chacun un anneau de brasage,de sorte que cet unique anneau de brasage recouvre une seule des-surfaces opposées de l'anneau en aluminium. En variante, chacun des premiers ou des deuxièmes ensembles annulaires peut comprendre deux anneaux de brasage de sorte que ces deux anneaux de brasage recou vrent les surfaces opposées de l'anneau en aluminium.

Les feuillets élémentaires de soufflet et les premiers et deuxièmes ensembles annulaires superposés peuvent de préférence être comprimés les uns vers les autres suivant une ligne perpendiculaire aux plans des feuillets élémentaires de soufflet.

Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du com plément de description ci-après qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de l'invention, illustrant des feuillets élé mentaires de soufflet et des anneaux composites alternativement superposés ;;
la figure 2 est une coupe partielle à plus grande échelle, suivant la ligne IIa-IIa (IIn-IIb) de la figure 1,
la figure 3 est une coupe verticale d'-un ensemble des feuillets élémentaires de soufflet et des anneaux composites, après brasage des feuillets les uns aux autres au moyen de la matière debrasage appliquée sur les anneaux composites
la figure 4 est une vue partielle de l'ensemble brasé, après extension de manière obtenir une structure de soufflet
les figures 5(a) et 5(b) sont des coupes partielles à plus grande échelle, illustrant les anneaux composites interposés entre les feuillets élémentaires adjacents, avant et apres brasage des feuillets les uns aux autres au moyen de la matière de brasage
la figure 6 est une coupe partielle à plus grande échelle, illustrant des parties brasées de la structure de soufflet qui est obtenue par extension de l'ensemble brasé des feuillets élémentaires de soufflet de la figure 5(b);et
les figures 7 à 10 sont des coupes schématiques de différents modes de réalisation d'une structure de soufflet fabriquée conformément à l'invention.

Il doit être bien entendu,toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.

On se reporte aux figures 1 à 4 qui illustrent un mode préféré de réalisation de l'invention. Le repère 2 dé- signe des éléments de souffle en tôle mince, sous la forme de feuillets annulaires en aluminium ou alliage d'aluminium.

Les repères 4a, 4b désignent respectivement des premiers et des deuxièmes anneaux composites de largeurs appropriées.

Comme représenté à plus grande échelle sur la figure 29 chacun des premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b est une pièce annulaire composite revêtue qui comprend une dme ou substrat 6a, 6b en aluminium ou ses alliages, d'épaisseur prédéterminée, et deux couches de brasage 8a 8b en métal de brasage approprié, d'épaisseur prédéterminée, qui sont appliquées de manière à recouvrir les surfaces opposées de l'amie 6a, 6b.En général, on obtient une pluralité de ces premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b, par poinçonnement ou autre procédé approprié, à partir d'une feuille de grande dimension à revdtement de brasage, constituée d'une ame en aluminium ou alliage d'aluminium et d'un métal de brasage approprié. Comme représenté sur la figure 1, chacun des feuillets annulaires 2 en aluminium comporte un trou central circulaire 10 qui ddfinit le diamb tre des parties étroites d'une structure de soufflet extensible et compressible à fabriquer.Les premiers anneaux composites 4a ont un diamètre intérieur qui correspond au diamètre du trou central 10 (circonférence intérieure) des feuillets 2 en aluminium, tandis que les deuxièmes anneaux composites 4b ont un diamètre extérieur qui correspond au diamètre extérieur (circonférence extdrieure)des feuillets 2 en aluminium. On détermine le nombre et les dimensions des feuillets 2 en aluminium et des premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b, en fonction de la dimension et du type de structure de soufflet à fabriquer.

Bien que les éléments de soufflet, c'est-i-dire les feuillets 2 en aluminium,utilisés dans le mode de réa- lisation illustré soient de forme annulaire, ils peuvent être rectangulaires ou d'une autre configuration appropriée.

De même, les trous centraux 10 qui sont circulaires dans le mode de réalisation illustré peuvent entre de forme ovale, elliptique, rectangulaire, én étoile ou d'une autre configuration. Par conséquent, les premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b (petits anneaux et grands anneaux) peuvent avoir des formes appropriées correspondant aux configurations périphériques particulières extérieures et intérieures (configurations des trous centraux 10b des feuillets 2 en aluminium.

Pour assembler les feuillets 2 en aluminium et les premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b, on superpose ces pièces les unes aux autres en alignement, comme représenté sur les figures 1 et 3. Plus précisément, chacun des premiers anneaux composites 4a de petit dimab- tre est interposé entre les surfaces opposées de parties périphériques intérieures de deux feuillets adjacents 2 en aluminium, le long de leur circonférence intérieure.

D'autre part, chacun des deuxièmes anneaux composites 4b de grand diamètre est interposé entre les surfaces opposées de parties périphériques extérieures de feuillets adjacents 2 en aluminium. Les premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b sont disposés alternativement entre les parties périphériques intérieures des feuillets 2 en aluminium et entre les parties périphériques extérieures des feuillets 2 en aluminium, de sorte que le premier anneau composite 4a se trouve d'un côté de chaque: feuillet 2 tandis que le deuxième anneau composite 4b se trouve de l'autre cOté du feuillet 2. Autrement dit, les premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b sont interposés entre les deux feuillets adjacents correspondants 2 en aluminium, alternativement le long de leurs circonférences intérieures et extérieures, respectivement.De cette façon, on empile les nombres désirés de feuillets 2 en aluminium et d'anneaux composites 4a, 4b, comme représenté sur la figure 3, de sorte que les feuillets adjacents 2 sont séparés par les anneaux composites da, 4b, d'une distance égale à l'épais- seur des anneaux 4a, 4b. Dans cet état, les couches supérieures et inférieures de brasage Sa, 8b des anneaux eomposites 4a, 4b sont maintenues en contact avec les parties périphériques intérieures et extérieures des feuillets correspondants 2 sur une largeur appropriée, égale à la largeur radiale des anneaux 4a, 4b.

Un ensemble des feuillets 2 en aluminium et des anneaux composites 4a, 4b superposés, désigné par le repère 12 sur la figure 3, est comprimé dans la direction de superposition, c'est-à-dire qu'on applique à l'ensemble 12 des forces de compression en sens oppos4,l'une vers l'autre, suivant une ligne perpendiculaire aux plans des feuillets 2 en aluminium. Dans cette situation, on chauffe les couches de brasage 8a, 8b des premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b, à une température appropriée suffisante pour fondre la matière de brasage. Du fait de la compression et du chauffage de l'ensemble 12, les feuillets 2 en aluminium sont brasés les uns aux autres,le long de leurs circonférences intérieures et extérieures alternativement, par l'intermédiaire des premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b, respectivement. Plus précisément, les feuillets adjacents 2 sont brasés à l'!me en aluminium 6a, 6b de l'anneau composite correspondant 4a, 4b au moyen de la matière de brasage fondue qui est initialement prévue sous la forme des couches de brasage 8a, 8b recouvrant l' & e 6a, 6b. Ainsi, les feuillets adjacents 2 en aluminium sont brasés les uns aux autres. Comme représenté sur la figure 3, on utilise des plaques d'extrémité appropriées 14a, 14b pla- cées à la partie supérieure et à la partie inférieure de l'ensemble 12.

L'opération de chauffage et de brasage ci-dessus peut être exécutée au moyen d'une source de chaleur appropriée et dans une atmosphère de brasage appropriée, par exemple dans l'air ou un gaz inerte ou sous vide, dans un four où les ensembles 12 sont chauffes par lots ou en continu. L'ensemble 12 peut être chauffé directement au moyen d'un chalumeau.

On soumet ensuite l'ensemble brasé 12 des feuillets 2 à une opération d'extension, comme représenté sur la figure 4, dans laquelle on exerce des forces de traction sur l'ensemble 12 de façon à éloigner les plaques d'extré- mité supérieure et inférieure 14a, 14b l'une de l'autre, dans des directions opposées le long d'une ligne sensiblement perpendiculaire aux plans des feuillets 2 en aluminium, comme indiqué par des flèches sur la figure 4. Il en résulte un allongement de l'ensemble 12 à une longueur prédéterminée, de sorte que les feuillets adjacents 2 de chaque paire, qui sont brasés ensemble à l'endroit de leurs parties périphériques extérieures, s'éloignent l'un de l'autre l'endroit de leurs parties périphériques intérieures, d'une distance désirée.Ainsi, on obtient comme produit final une structure de soufflet.

L'opération de brasage ci-dessus est décrite maintenant en détail, avec référence aux vues partielles, plus grande échelle,des figures 5(a) et 5(b) qui illustrent les changements des anneaux composites 4a, 4b avant et après l'application de chaleur aux couches de brasage 8a, 8b. Sur la figure 5a, les parties périphériques intérieures et extérieures des feuillets 2 en aluminium sont maintenues en contact, avant l'application de chaleur, avec les couches de brasage 8a, 8a, 8b, 8b des premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b interposés entre ces feuillets, tandis que les feuillets 2 sont espacés les uns des autres d'une distance égale à l'épaisseur des anneaux 4a, 4b, comme décrit plus haut.

Lorsqu'on applique la chaleur aux couches de brasage 8a, 8a, 8b, 8b des premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b, la matière de brasage (couches de brasage 8a, 8b) est amenée à l'état fondu, tandis que les âmes en aluminium 6a, 6b restent à l'état non fondu. Par suite, les feuillets adjacents 2 en aluminium sont liés ou brasés ensemble par l'intermédiaire de la matière de brasage fondue, de sorte que les feuillets 2 sont espacés les uns des autres au moins d'une distance égale à l'épaisseur de l'ame en aluminium 6a, 6b, comme représenté sur la figure 5(b).

Dans ce procédé de brasage, la largeur des parties périphé- riques brasées intérieures et extérieures des feuillets 2 est sensiblement égale à la largeur des anneaux composites 4a, 4b, c'est- & dire à la largeur des dmes en aluminium 6a, 6b.

Comme décrit ci-dessus, les éléments de soufflet ou feuillets 2 en aluminium sont reliés les uns aux autres au moyen des anneaux composites 4a, 4b qui sont rev8tus de matière de brasage 8a, 8b sur leurs surfaces opposées.

Ainsi, on peut fixer la largeur ou la surface de brasage des feuillets 2 et la distance entre ceux-ci, qui sont dé- terminées par la largeur et l'épaisseur des anneaux composites 4a, 4b qui sont elles-mêmes choisies de façon appropriée. Plus particulièrement, on peut déterminer l'dpais- seur de l'ame 6a, 6b en aluminium et les épaisseurs des couches de brasage 8a, 8a, 8b, 8b, de sorte que la distance entre les feuillets adjacents 2 en aluminium, qui est déterminée par l'épaisseur de l'ame 6a, 6b en aluminium, peut être choisie suivant les besoins.Ce n'est pas le cas avec le procédés de brasage suivant l'art antérieur, dans lequel la distance entre feuillets est influencée par la composition de la matière de brasage, les conditions de brasage et les conditions de compression des feuillets. En outre, les largeurs de brasage intérieures et extérieures des feuillets 2 peuvent être fixées, en fonction des besoins, par modification de la largeur des premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b.

Puisque les feuillets brasés 2 sont maintenus espacés les uns des autres par les ames en aluminium 6a, 6b des anneaux composites 4a, 4b, la matière de brasage fondue ne s'étale pas sur des zones inutilement grandes des feuillets 2 en aluminium, du fait des écoulements par capillarité entre les surfaces associées des feuillets adjacents 2. Ainsi, la largeur des régions brasées est exactement réglée et -les parties brasées ne présentent pas de défauts par porosités ou soufflures comme c'est le cas avec le procédé suivant l'art antérieur. Afin d'éviter un écoulement indésirable du métal de brasage fondu, l'épaisseur de l' & e en aluminium 6a, 6b des anneaux composites 4a, 4b est en général fixée au moins à 0,05 mm, et de préférence 0,1 mm ou davantage.

Bien que le mode de réalisation représenté utilise des anneaux composites 4a, 4b recouverts de couches de brasage 8a, 8a, 8b, 8b sur leurs surfaces opposées, on peut appliquer la couche de brasage 8a, 8b à une seule des surfaces opposées de L'amie en aluminium 6a, 6b de l'anneau 4a, 4b. Dans ce cas, une quantité suffisante de la matière de brasage fondue de la couche de brasage unique 8a, 8b appliquée sur une seule surface de l'anneau 4a, 4b s'écoule sur l'autre surface de l'anneau, ce qui permet un brasage correct des feuillets adjacents 2 en aluminium.

Bien que chacun des premiers et deuxièmes anneaux composites représentés comprenne l' & e en aluminium 6a, 6b et une ou deux couches de brasage 8a, 8a, 8b, 8b solidaires de l' & ej6a, 6b, il est entendu qu'on peut utiliser des premiers (petit diamètre) et deuxièmes (grand diamètre) anneaux en aluminium ou alliage d'aluminium et des premiers et deuxièmes anneaux de brasage correspondants, en matière de brasage appropriée,tels qu'utilisés dans le procédé de brasage usuel à interposition préalable. Dans ce cas, on utilise l'anneau en aluminium en combinaison avec un ou deux anneaux de brasage disposés de façon recouvrir une surface ou les deux surfaces de 1 'anneau en aluminium.Plus précisément, un premier sous-ensemble annulaire, constitué d'un premier anneau en aluminium et de un ûu deux premiers anneaux de brasage, est interposé entre les parties péri phériques extérieures des feuillets adjacents 2 en aluminium, tandis qu'un deuxième sous-ensemble annulaire, cons titué d'un deuxième anneau en aluminium et de un ou deux deuxièmes anneaux de brasage, est interposé entre les parties périphériques extérieures des feuillets adjacents 2 en aluminium. Grâce à l'emploi de ces premiers et deuxièmes sous-ensembles annulaires, on peut braser correctement les feuillets 2 en aluminium les uns aux autres, au moyen de la matière de brasage fournie par les anneaux de brasage indépendants.

On peut également préparer les premiers et deuxièmes anneaux composites 4a, 4b par pulvérisation de particules de métal de brasage approprié, à l'état fondu, sur au moins une surface d'un anneau en aluminium.

L'ensemble 12 ainsi brasé de feuillets 2 en aluminium et d'anneaux 6a, 6b en aluminium est étiré, comme représenté sur la figure 4 et comme décrit plus haut, de façon à obtenir la structure de soufflet. Comme illustré en coupe partielle à plus grande échelle sur la figure 6, les parties périphériques intérieures et extérieures de la structure sont brasées par l'intermédiaire des âmes respectives en aluminium 6a, 6b de l'anneau composite 4a, 4b interposé entre ces parties. Ces Ces en aluminium 6a1 6b restent sous forme d'anneaux en aluminium dans la structure de soufflet obtenue.Les anneaux en aluminium, qui ne sont pas prévus dans le procédé usuel, contribuent à rédui- re la sensibilité aux brèches des parties brasées des feuillets 2 en aluminium lors de l'extension de l'ensemble 12 à la longueur normale ou libre prédéterminée de la structure de soufflet. Ainsi, les parties brasées ne sont pas constituées seulement de la matière de brasage fragile. En fait, l'existence de l'aluminium 6a, 6b, relativement résistant, augmente la solidité globale et la résistance mécanique des parties brasées intérieures et extérieures des feuillets 2 en aluminium.

En outre, l'existence des 2mes 6a, 6b des anneaux en aluminium à l'endroit des parties brasées des feuillets 2 permet de modifier le degré d'extension et de contraction d'une structure de soufflet, suivant les besoins, par modification de l'épaisseur des Smes en aluminium 6a, 6b des anneaux composites 4a, 4b.

On décrit maintenant, à titre d'illustration, des exemples de mise en oeuvre de l'invention.

On fabrique des structures de soufflet au moyen de feuillets annulaires 2 en alliage d'aluminium AA3003, ayant une épaisseur de 0,25 mm, un diamètre intérieur de 30 mm et un diamètre extérieur de 80 mm, et au moyen d'anneaux composites 4a, 4b, obtenus à partir d'une feuille à revêtement de brasage constituée d'un substrat ou âme en alliage d'aluminium AA3003 et de couches de brasage en alliage Al-Si BA4343 (8% de Si). L'anneau composite 4a, 4b, a une épaisseur totale de 0,3 mm, les couches de brasage en alliage Al-Si représentant 10% de l'épaisseur totale.

On superpose ces feuillets annulaires 2 et les anneaux composites 4a, 4b, les uns aux autres, comme représenté sur les figures 1 et 3, de manière à obtenir un ensemble 12 qui est ensuite comprimé et chauffé dans un four pendant 3 minutes à une température voisine de 6000C, de sorte que les feuillets 2 en aluminium sont brasés les uns aux autres.

On soumet ensuite l'ensemble 2 à des forces de traction pour l'étirer à une longueur prédéterminée, comme représenté sur la figure 4. On obtient ainsi une structure de soufflet dont les parties brasées intérieures et extérieures ne présentent pas de fissures ou de défauts de brasage et possèdent une sensibilité aux brèches relativement faible et une résistance mécanique très éleVée. On trouve que la largeur des parties brasées est sensiblement égale à celle des anneaux composites 4a, 4b.

Conformément au procédé suivant l'invention, dé- crit ci-dessus, dans lequel les feuillets 2 en aluminium sont brasés les uns aux autres par l'intermédiaire des anneaux composites 4a, 4ba on fabrique facilement une structure de soufflet par des opérations simples qui comprennent essentiellement l'assemblage de ces éléments 2, 4a, 4b, le chauffage et la compression de l'ensemble des éléments superposés, et finalement l'extension de ensemble brasé. La simplicité des opérations d'assemblage et de brasage abaisse le cott total de fabrication du soufflet.De plus, la suppression pratiquement complote des fissures ou autres dd- fauts habituellement rencontrés dans les parties brasées des feuillets 2 permet d'éliminer sensiblement toute opération de prétraitement des feuillets 2 en aluminium et de réglage de l'atmosphère de brasage. Ainsi, le procédé conforme à l'invention procure une sensible économie de fabrication des structures de soufflet.

Les figures 7 à 10 illustrent divers types de structures de soufflet qui sont obtenus conformément à la présente invention, au moyen de feuillets 2 en aluminium de différentes dimensions et configurations. Par exemple, on peut fabriquer une structure de soufflet 16, comme représenté sur la figure 7, dont la paroi ondulée est très mince, et une structure de soufflet 18,comme représenté sur la figure 8, dont la paroi ondulée est très épaisse, au moyen de feuillets 2 en aluminium, mince ou épais de façon correspondante. En outre, par changement de la dimension des trous centraux 10 par rapport au diamètre extérieur des feuillets 2 en aluminium, on peut changer à volonté les dimensions de la cavité interne de la structure de soufflet, comme représenté sur les figures 9 et 10.

Comme dans le cas des soufflets métalliques usuels, les structures de soufflet en aluminium qui sont fabriquées par le procédé conforme à l'invention ont de nombreuses applications industrielles dans le domaine des joints de dila tation, des joints d'amortissement de vibrations et des tubes flexibles, ainsi que dans un système à circulation de fluide dans lequel on fait circuler un fluide, par exemple comme éléments d'échangeur de chaleur.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes -de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention.

Claims (15)

Revendications

1. Structure de soufflet en aluminium comprenant une pluralité de feuillets (2) ou éléments de soufflet dont chacun est en aluminium ou alliage d'aluminium et comporte un trou central (10), les dits feuillets étant superposés et brasés les uns aux autres à l'endroit de leurs parties périphériques intérieures et extérieures le long des circonférences intérieures et extérieures, respectivement, la structure de soufflet en aluminium étant obtenue par extension d'un ensemble de feuillets élémentaires brasés, dans une direction sensiblement perpendiculaire aux plans des feuillets, caractérisée en ce qu'elle comprend : une pluralité de premiers anneaux (6a) en aluminium ou alliage d'aluminium, dont chacun est interposé entre les surfaces oppo sées des dites parties périphériques intérieures des feuillets élémentaires adjacents (2) ; et une pluralité de deu- xièmes anneaux en aluminium (6b) dont chacun est interposé entre les surfaces opposées des parties périphériques exté- rieures des feuillets élémentaires adjacents (2).

2. Structure de soufflet en aluminium suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque anneau en aluminium (6a,6b) est brasé aux parties périphériques des feuillets ou éléments de soufflet, de sorte que les feuillets adjacents sont brasés les uns aux autres.

3. Structure de soufflet en aluminium suivant la revendication 2, caractérisée en ce que chaque anneau en aluminium (6a,6b) est brasé aux feuillets élémentaires adjacents par chauffage d'une matière de brasage (8a,8b) prévue initialement sur au moins une des surfaces opposées de l'anneau en aluminium.

4. Structure de soufflet en aluminium suivant l'une des revendications 1 à 3 ! caractdrisde en ce que chaque feuillet élémentaire de soufflet (2) est un feuillet annulaire comportant un trou central circulaire (1).

5. Structure de soufflet en aluminium suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque anneau en aluminium a une épaisseur non inférieure à 0,05 mm.

6. Procédé de fabrication d'une structure de soufflet en aluminium comprenant une pluralité de feuillets ou éléments de soufflet (2) dont chacun est en aluminium ou alliage d'aluminium et comporte un trou centrai (10), caractérisé en ce qu'il consiste à : préparer une pluralité de premiers et deuxièmes anneaux composites (4a,4b) comprenant chacun une âme (6a,6b) en aluminium ou ses alliages et une couche (8a,8b) de matière de brasage appliquée à au moins une des surfaces opposées de l' & e ; superposer la pluralité de feuillets élémentaires 1es uns aux autres de façon à ce que le premier anneau composite soit interposé entre les surfaces opposées de parties périphériques intérieures des feuillets élémentaires adjacents, le long de leur circonférence intérieure, et de façon à ce que le deuxième anneau composite soit interposé entre les surfaces opposées de parties périphériques extérieures des feuillets adjacents, le long de leur circonférence extérieure, les premiers et deuxièmes anneaux composites étant disposés alternativement le long des circonférences intérieures et extérieures de sorte que le premier anneau composite se trouve d'un côté de chaque feuillet élémentaire de soufflet et que le deuxième anneau composite se trouve de l'autre côté de chaque feuillet élémentaire de soufflet ; chauffer les couches de la matière de brasage des premiers et deuxièmes anneaux composites et braser les feuillets adjacents aux ames des anneaux composites correspondants, au moyen de la matière de brasage, alternativement le long des circonférences intérieures et extérieures ; et étirer un ensemble des feuillets élémentaires brasés, jusqu'à une longueur prédéterminée, dans une direction sensiblement perpendiculaire aux plans des feuillets d'élément de soufflet.

7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la couche de la matière de brasage est appliquée à l'une des surfaces opposées de l'ame de l'anneau composite.

8. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la couche de la matière de brasage est appliquée aux surfaces opposées de l'ame de 1'anneau composite.

9. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque feuillet d'élément de soufflet est un feuillet annulaire comportant un trou central circulaire.

10. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend également une opération de compression des feuillets et des premiers et deuxièmes anneaux composites superposés,dans des directions opposes, les uns vers les autres, suivant une ligne perpendiculaire aux plans des feuillets,pendant le chauffage des couches de la matière de brasage.

11. Procédé suivant la revendication 6, caractdrisd en ce que les premiers et les deuxièmes anneaux composites sont obtenus à partir d'une feuille à revêtement de brasage, constituée d'une âme en aluminium ou alliage d'aluminium et d'au moins une couche du métal de brasage.

12. Procédé de fabrication d'une structure de soufflet en aluminium comprenant une pluralité de feuillets ou d ments de soufflet dont chacun est en aluminium ou ses alliages et comporte un trou central, caractérisé en ce qu'il consiste à : préparer une pluralité de premiers et deuxib- mes anneaux en aluminium ou alliage d'aluminium ; préparer une pluralité de premiers et deuxièmes anneaux de brasage en matière de brasage, les premiers et deuxièmes anneaux de brasage correspondant en dimension aux premiers et deuxièmes anneaux en aluminium, respectivement, superposer la pluralité de feuillets les uns aux autres de façon à ce qu'un premier sous-ensemble annulaire, composé d'un des pre- miers anneaux en aluminium et d'au moins un des premiers anneaux de brasage, soit interposé entre les surfaces opposées de parties périphériques des feuillets adjacents,le long de leur circonférence intérieure, et de façon a ce qu'un deuxième sous-ensemble annulaire, composé d'un des deuxie- mes anneaux en aluminium et d'au moins un des deuxièmes anneaux de brasage, soit interposé entre les surfaces opposées de parties périphériques éxtérieures des feuillets adjacents, le long de leur circonférence extérieure, les premiers et deuxièmes sous-ensembles annulaires étant disposés alternativement le long des circonférences intérieures et extérieures de sorte que le premier sous-ensemble annulaire se trouve d'un côté de chaque feuillet d'élément de soufflet et le deuxième sous-ensemble annulaire se trouve de l'autre côté de chaque feuillet d'élément de soufflet; chauffer les premiers et deuxièmes anneaux de brasage et braser les feuillets adjacents aux anneaux correspondants en aluminium, au moyen de la matière de brasage, alternativement le long des circonférences intérieures et exterieu- res ; et étirer un ensemble des feuillets brasés, jusqu'à une longueur prédéterminée, dans une direction perpendiculaire aux plans des feuillets d'élément de soufflet.

13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que chacun des premiers et deuxièmes sous-ensembles annulaires comprend un des anneaux de brasage, de sorte que cet anneau de brasage recouvre l'une des surfaces opposées de l'anneau en aluminium.

14. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que chacun des premiers et deuxièmes sous-ensembles annulaires comprend deux des anneaux de brasage, de sorte que les deux anneaux de brasage recouvrent les surfaces opposées d'un anneau en aluminium.

15.Procédé suivant l'une des revendications 12 à 14, caracterisé en ce qu'il comprend en outre une opération de compression des feuillets d'élément de soufflet et des premiers et deuxièmes sous-ensembles annulaires superposés,dans des directions opposées,les uns vers les autres, suivant une ligne sensiblement perpendiculaire aux plans des feuillets d'élément de soufflet, pendant le chauffage des premiers et deuxièmes anneaux de brasage.