FR2786549A1 - Procede de fabrication d'un tube en metal courbe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un tube en métal courbe.Ce tube, qui comprend une partie courbe (6) et des parties droites (4, 5), est formé en pliant un tube droit, puis en plaçant le tube plié dans la cavité (14) d'une matrice (9), dans lequel un espace (G) se forme entre la surface interne de la cavité et la surface externe de la partie courbe, et en corrigeant le rayon de courbure de la partie courbe en poussant l'une des parties droites de manière à ce que ladite surface externe vienne en contact avec la surface interne de la cavité.

Description

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PROCEDE DE FABRICATION D'UN TUBE EN METAL COURBE

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tube en métal courbe, et, plus particulièrement un procédé de fabrication d'un tube en métal courbe destiné à être utilisé dans un échangeur de chaleur, etc., prévu dans un cycle de refroidissement d'un

appareil de conditionnement d'air pour véhicules.

Une structure de tube utilisant un tube en métal courbe, par

exemple la structure qui est représentée à la figure 10, est bien connue.

Cette figure représente un tube en métal courbe 101 comprenant une partie courbe 102. Une extrémité du tube 101 est reliée à un élément de fixation 103 par soudage. Dans celui-ci sont formés un passage 106 pour fluide (par exemple, un produit permettant l'échange de chaleur) qui communique avec le tube 101 et un orifice 107 permettant l'insertion d'un boulon 105. L'élément de fixation 103 peut être fixé à un corps de base 104, par exemple un échangeur de chaleur, au moyen

d'un boulon 105.

Dans une telle structure connue cependant, étant donné que la hauteur h entre l'extrémité du corps de base 104 et l'extrémité de la partie courbe 102 est trop importante, le tube 101 est susceptible

d'interférer avec d'autres éléments.

On pourrait certes éviter une telle interférence en diminuant le rayon de courbure de la partie courbe 102 par un procédé de correction traditionnel, mais on risque en ce faisant de former une portion en dépression 108 sur la surface périphérique interne de la partie courbe 102, comme cela est représenté sur la figure 11. Si une telle portion en dépression 108 se forme, il peut se produire une augmentation de la perte de pression dans le tube 101. De plus, si par suite de cette correction, la portion de surface externe de la partie courbe 102 devient

trop fine, une fuite de fluide peut se produire.

En outre, étant donné que le passage pour fluide 106 et que l'orifice d'insertion de boulon 107 sont formés dans l'élément de fixation 103, habituellement par une opération de découpage, il en résulte une

augmentation du coût de fabrication de l'élément de fixation.

Afin de diminuer ladite hauteur h, le document JP-A-HEI 7- 12283 par exemple, propose un procédé de formation d'une partie réceptrice de tube dans un bloc de fixation en coupant une partie de ce dernier selon une forme de portion de tube courbe faisant partie

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d'un tube courbe et en mettant la partie de tube courbe dans la partie réceptrice de tube, ce qui a pour effet de diminuer la hauteur h. Dans un tel procédé cependant, étant donné que la partie réceptrice de tube doit être formée dans un bloc de fixation, le coût de fabrication de ce dernier peut augmenter. En outre, étant donné que le tube courbe est relié au bloc de fixation par soudage ou brasage, un test de fuite ou d'étanchéité doit être effectué ultérieurement. Pour cette raison

également, le coût de fabrication peut augmenter.

Il serait donc souhaitable de mettre au point un procédé amélioré de fabrication d'un tube en métal courbe permettrant d'éviter l'interférence entre ce tube et les autres éléments et qui puisse

constituer une structure de tube à un coût peu élevé.

La présente invention propose un procédé de fabrication d'un tube en métal courbe utilisé pour le transport de fluide. Ce procédé comprend les étapes qui consistent à former un tube courbe ayant une partie courbe ainsi que des parties droites, à partir d'un tube droit que l'on courbe, à placer le tube courbe dans une cavité de matrice, dans laquelle un espace est formé entre une surface interne de la cavité et une surface externe de la partie courbe et à corriger le rayon de courbure de la partie courbe afin de le diminuer, en poussant l'une des parties droites de manière à ce que la surface externe de la partie

courbe vienne en contact avec la surface interne de la cavité.

Dans ce procédé, la partie de tube droite peut être repoussée par un gabarit de poussée, par exemple, un poinçon qui possède une partie support qui vient en contact avec une face d'extrémité de la partie de tube droite et une tige centrale qui est inserée dans cette dernière. Le degré de correction du rayon de courbure de la partie courbe est ajusté en réglant l'intensité de la poussée. Bien que le type de métal formant le tube courbe ne soit pas particulièrement limité, on choisira de

préférence certains métaux tels que l'aluminium, le cuivre ou le fer.

En outre, une plaque de fixation d'extrémité de tube peut être fixée à la partie de tube droite après la correction du rayon courbure de la partie courbe. La plaque de fixation peut être fixée à la partie droite en formant une saillie, par exemple annulaire, sur la surface externe de la partie de tube droite. La saillie peut être formée en pressant la face d'extrémité de la partie de tube droite en direction de la partie de tube courbe. Dans une telle structure, un manchon peut être formé sur la

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plaque de fixation du tube afin d'y insérer la partie de tube droite et la partie de tube droite peut être fixée dans le manchon. Le manchon comportera de préférence des rainures s'étendant dans la direction axiale afin d'accroître la force de liaison entre le manchon et la partie de tube droite. Par un tel procédé, on peut fabriquer le tube courbe souhaité et assembler la structure de tube. De tels tubes courbes en métal et de

telles structures de tube peuvent être utilisés dans des domaines variés.

Ils conviennent particulièrement pour être utilisés dans un échangeur de chaleur et plus particulièrement, dans un échangeur de chaleur

utilisé dans un appareil de conditionnement d'air pour véhicules.

Dans le procédé de fabrication d'un tube en métal courbe selon la présente invention, le tube qui présente une partie courbe est placé dans la cavité de matrice, un espace étant formé entre la surface interne de la cavité et la surface externe de la partie courbe. Lorsque la partie droite du tube est poussée vers la partie courbe, la surface externe de la partie courbe est déformée et entre en contact avec la surface interne de la cavité, de sorte que le rayon de courbure de la partie courbe est corrigé et devient plus faible. Par conséquent, le rayon de courbure de la partie courbe peut être corrigé jusqu'à une valeur souhaitée en donnant à la surface interne de la cavité un rayon de courbure égal à celui que l'on veut obtenir pour la partie courbe du tube. De plus, étant donné que la correction du rayon de courbure de la partie courbe est effectuée pendant que le tube courbe est maintenu dans la cavité de la matrice, il est possible de limiter convenablement la déformation de la partie courbe. On peut donc éviter qu'une partie en dépression ne se forme à la surface externe de la partie courbe. Etant donné que l'on peut ainsi éviter la formation de la partie en dépression qui constituait un problème dans le procédé de correction traditionnel, le rayon de courbure de la partie courbe peut être diminué et corrigé pour avoir une valeur souhaitée. En réduisant le rayon de courbure de la partie courbe, le tube peut être installé même dans un petit espace

limité pour former le passage pour fluide souhaité.

Dans le procédé selon la présente invention, étant donné que la correction du rayon de courbure de la partie courbe est effectuée en poussant la partie de tube droite vers la partie de tube courbe, le degré

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de correction peut aisément être ajusté en réglant l'intensité de la

poussée, en plus du réglage de la forme de la cavité.

Une plaque de fixation peut être fixée à la partie droite du tube corrigé. Cette fixation peut se faire facilement, par exemple, en pressant l'extrémité de la partie droite. Le bloc de fixation de tube, que l'on utilisait dans la structure de tube classique n'est plus nécessaire si l'on utilise cette plaque de fixation, ce qui permet de réduire le coût des éléments utilisés pour la fixation de l'extrémité du tube et d'éviter les

opérations de soudage et de test d'étanchéité du fluide après le soudage.

Il en résulte que le coût de fabrication du tube en métal courbe et de la

structure de courbe utilisant le tube peut être notablement réduit.

En outre, la plaque de fixation peut être plus solidement fixée à la partie de tube droite en formant un manchon sur cette plaque et en insérant la partie droite dans le manchon. La solidité de la liaison de la plaque de fixation à la partie de tube droite peut être encore accrue en formant des rainures sur la surface interne du manchon et en matant le manchon sur la partie de tube droite de manière à ce que la périphérie

du tube s'engage dans les rainures.

Des caractéristiques et des avantages supplémentaires de la

présente invention apparaîtront plus clairement dans la description

détaillée de modes de réalisation préférés. Cette description sera faite en

regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Sur ces dessins: la figure 1 représente une vue en élévation d'une structure de tube utilisant un tube en métal courbe conformément à une première réalisation de la présente invention; les figures 2A à 2E représentent des vues en élévation illustrant un procédé de fabrication de la structure de tube de la figure i; les figures 3A à 3C représentent des vues en élévation et en coupe illustrant les étapes d'un procédé de fabrication du tube courbe de la figure 1; la figure 4 représente une vue en élévation d'une matrice utilisée pour la correction du tube courbe de la figure 1; les figures 5A à 5F représentent des vues en élévation illustrant les étapes d'un procédé pour fixer une plaque de fixation sur un tube courbe dans la structure de tube de la figure 1;

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la figure 6 représente une vue en coupe d'une structure de tube utilisant un tube courbe conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 7 représente une vue en plan de la plaque de fixation utilisée dans la structure de tube de la figure 6; la figure 8 représente une vue en coupe de la plaque de fixation de la figure 7; les figures 9A à 9G représentent des vues en coupe illustrant les étapes d'un procédé pour fixer la plaque de fixation au tube courbe dans la structure de tube de la figure 6; la figure 10 représente une vue en coupe d'une structure de tube classique utilisant un tube en métal courbe; et la figure 11 représente une vue en élévation d'un tube courbe

corrigé par le procédé classique.

La figure 1 montre une structure de tube (une structure de connexion de tube) selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La structure de tube 1 comprend un tube en métal courbe 2 et une plaque de fixation d'extrémité de tube 3. Le tube possède deux parties droites 4 et 5 et une partie courbe 6 comprise entre les parties droites 4 et 5. La plaque de fixation 3 est fixée à la partie droite 4, par exemple, pour permettre la fixation de la structure de tube 1 à un échangeur de chaleur pour véhicules. Le rayon de courbure de la partie courbe 6 du tube 2 est corrigé après un procédé de pliage, comme on le

décrira ci-après.

La structure de tube 1 est fabriquée par le procédé illustré par les figures 2A à 2E. Un tube en métal droit 7, utilisé comme élément de départ, est courbé afin de former un tube plié 8 ayant des parties droites 4 et 5 et une partie courbe 6, comme représenté sur les figures 2A et 2B. Le rayon de courbure de la partie courbe 6 du tube est corrigé afin de le diminuer, comme cela est représenté aux figures 3A à 3C qui seront expliquées ci-dessous. La partie droite 4 du tube 2 dont le rayon de courbure de la partie courbe 6 a été corrigé est insérée dans la plaque de fixation 3 (figure 2D). La partie terminale de la partie droite insérée 4 est traitée comme représenté sur les figures SA à 5F, afin de fixer la plaque de fixation 3 sur la partie droite 4 et terminer ainsi le

processus de fabrication de la structure de tube 1 (figure 2E).

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Le rayon de courbure de la partie courbe 6 du tube plié 8, est corrigé comme représenté aux figures 3A à 3C. Le tube plié 8 ayant les parties droites 4, 5 et la partie courbe 6 est réalisé en courbant un tube en métal droit comme décrit ci-dessus (figure 3A). Le tube plié 8 est placé dans une cavité 14 d'une matrice 9 de forme pratiquement identique à celle dudit tube. Comme le montre la figure 4, la matrice 9 est formée d'éléments de matrice 10 et 11 et des rainures 12 et 13 en forme de L sont formées respectivement sur les surfaces internes desdits éléments de matrice. Lorsque ces derniers sont assemblés, leurs rainures 12 et 13 définissent entre elles une cavité 14. Lorsque le tube plié 8 est placé dans la cavité 14, comme représenté sur la figure 3B, un espace G se forme entre la surface externe de la partie courbe 6 et la

surface interne de la cavité 14 qui fait face à ladite surface externe.

On utilise un poinçon 15 pour exercer une pression sur la partie droite 4 du tube 8 dans le sens de la partie courbe 6. Le poinçon possède une partie support 25 et une tige centrale 16 s'étendant à partir de la partie support 25. La face d'extrémité de la partie support est amenée en contact avec la face d'extrémité de la partie droite 4, et la tige centrale 16 est insérée à l'intérieur de celle-ci. Comme le montre la figure 3C, à mesure que le poinçon 15 est poussé vers le bas, la partie de tube courbe 6 est graduellement déformée et son rayon de courbure se corrige par le fait que la partie courbe vient en contact avec la surface interne de la cavité 14. Le rayon de courbure de la partie courbe 6 se trouve ainsi réduit et corrigé pour avoir une valeur faible souhaitée. Cette correction est effectuée grâce à l'opération de poussée de la face d'extrémité inférieure de la partie de support 25 sur la face d'extrémité supérieure de la partie droite 4. La face d'extrémité inférieure de la tige centrale 16 comporte une surface d'échappement 17 afin d'éviter un contact direct entre ladite face et la surface interne de la partie courbe 6, et une déformation indésirable de celle-ci. Il se forme d'autre part entre la surface externe de la tige centrale 16 et la surface interne du tube un très faible espace non représenté sur la figure, afin d'éviter la formation d'une partie en dépression analogue à celle montrée sur la figure 11 dans le procédé de correction. Ainsi, le rayon de courbure de la partie courbe 6 peut être corrigée pour avoir une

faible valeur sans que cela s'accompagne d'inconvénients.

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La plaque de fixation peut être fixée à la partie droite 4 du tube 2 ainsi fabriqué, pour connecter le tube à un corps support. La fixation de la plaque de fixation 3 est réalisée, par exemple comme cela est représenté sur les figures 5A à 5F. Après que la partie droite 4 du tube 2 a été insérée dans l'orifice d'insertion de tube 3a prévu dans la plaque de fixation, une force externe vient s'appliquer sur la partie droite 4 dans le sens montré par la flèche de la figure SA. La partie droite 4 se dilate alors radialement vers l'extérieur, et la portion qui est insérée dans l'orifice 3a s'étend légèrement et vient en contact avec la surface interne de l'orifice 3a. Lorsque la force s'applique un peu plus, une partie dilatée radialement 19 se forme sur l'extrémité de la partie droite 4, comme représenté sur la figure 5A. Cette partie dilatée radialement est alors poussée contre le bas vers une surface de siège 18 formée dans la plaque de fixation 3, comme représenté sur la figure 5B. La portion supérieure de la partie droite est radialement réduite pour former une partie radialement en retrait 20, telle que montrée sur la figure 5C. Cette partie 20 est ensuite repoussée vers le bas vers la surface de siège 18 pour former une saillie 21 qui ressort radialement vers l'extérieur par rapport à la surface externe de la partie de tube droite 4 et qui a une forme annulaire comme représenté sur la figure D. Après que l'on ait dilaté la partie radialement en retrait 20 vers l'extérieur, la partie dilatée est poussée vers le bas vers la surface de siège 18, pour former une saillie 22, comme représenté sur les figures E et 5F. Ainsi, deux saillies 21 et 22 sont formées à l'extrémité de la partie

de tube droite 4 et la plaque de fixation 3 est fixée à cette extrémité.

Etant donné que la plaque de fixation 3 est formée à partir d'une seule plaque plate, la surface de siège 18 peut aisément être formée sur la plaque, par exemple, par pression. Par conséquent, les opérations de

découpage et de soudage ne sont pas nécessaires avec cette structure.

De plus, on peut omettre la formation d'une surface de siège.

Dans ce mode de réalisation, le rayon de courbure de la courbe 6 du tube 2 peut être corrigé pour avoir une faible valeur sans que cela n'entraîne la formation d'une quelconque partie en dépression ou similaire. Par conséquent, la hauteur et la dimension du tube courbe 2 peuvent être plus petites que celles d'un tube courbe classique, et la structure de tube 1 peut être plus petite. De plus, étant donné

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qu'aucune partie soudée n'est nécessaire pour la fixation du tube 2 à la

plaque de fixation 3, un test d'étanchéité du fluide n'est pas nécessaire.

La figure 6 décrit une structure de tube selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. La structure de tube 26, ou connexion de tube, comporte un tube en métal courbe 27 et une plaque de fixation 28. Le tube 27 comprend des parties droites 29, 30 et une partie courbe 31. Une plaque de fixation 28 est fixée à la partie droite 29. Le rayon de courbure de la partie courbe 31 est corrigé de la même

manière que dans le premier mode de réalisation.

Comme le montrent les figures 7 et 8, un manchon est formé à la surface de la plaque de fixation 28, et un orifice d'insertion de boulon 33 est prévu dans ladite plaque. Sur toute la surface interne du manchon 32 sont formées des rainures 34 s'étendant axialement. Le manchon 32 et les rainures 34 sont formés sensiblement en même temps par estampage d'une plaque plate 28. Les saillies 35 et 36 sont formées à l'extrémité de la partie de tube droite 29, comme dans la première réalisation. La plaque de fixation 28 est fixée à la partie droite

29 en formant la saillie 35.

La structure de tube 26 est fabriquée de la manière illustrée par les figures 9A à 9G. Un tube en métal courbe 27 ayant une partie de tube courbe corrigée 31 est fabriqué par même procédé que celui utilisé dans le premier mode de réalisation. La partie droite 29 du tube 27 est insérée dans le manchon 32 de la plaque de fixation, puis celle-ci et la

plaque de fixation 28 sont placées dans une matrice 40 (figure 9A).

L'extrémité 41 de la partie droite 29 est dilatée radialement vers l'extérieur (figure 9B). Un poinçon d'élargissement 42 est inséré à l'intérieur de la partie droite 29 à partir de l'extrémité dilatée radialement (figure 9C). Le diamètre de l'extrémité 43 du poinçon d'élargissement est légèrement supérieur au diamètre interne de la partie droite 29, de sorte que lorsqu'on insère le poinçon 42 dans la partie droite 29, celle-ci est légèrement dilatée radialement vers l'extérieur. En raison de cet élargissement, la surface externe de la partie droite 29 pénètre dans les rainures 34 du manchon 32, de sorte que la plaque de fixation 28 et la partie droite 29 sont liées solidement

l'une à l'autre.

Le diamètre de l'extrémité dilatée 41 de la partie droite 29 est réduite pour former une partie rétractée 44, comme représenté sur la

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figure 9D. Ensuite, l'extrémité 41 est poussée vers la plaque de fixation 28 pour former une saillie 35, comme représenté sur la figure 9E. Le bord de la partie d'extrémité 41 de la partie droite 29 est dilaté radialement vers l'extérieur et est poussé vers la plaque de fixation 28 pour former une saillie 36, comme représenté sur les figures 9F et 9G, ce qui termine la fabrication de la structure de tube 29 dans laquelle le

tube 27 et la plaque de fixation 28 sont fixés l'un à l'autre.

Dans le deuxième mode de réalisation, on a donc réalisé une structure de passage compacte formée par un tube 27 ayant une partie de tube courbe 31 avec un faible rayon de courbure corrigé. Etant donné que le manchon 32 est formé sur la plaque de fixation 28 et que le tube 27 pénètre dans les rainures 34 du manchon 32 par matage, la

plaque de fixation 28 est solidement fixée au tube 27.

Dans ce mode de réalisation également, la structure de tube compacte peut être montée dans un espace réduit tel que le

compartiment moteur d'un véhicule.

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Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un tube en métal courbe (2) utilisé pour l'écoulement de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent: à former un tube plié (8) ayant une partie de tube courbe (6) et des parties de tube droites (4, 5) en pliant un tube droit (7); à placer ledit tube plié (8) dans la cavité (14) d'une matrice (9), laquelle cavité (14) forme un espace (G) entre sa surface interne et la surface externe de ladite partie courbe (6); à corriger le rayon de courbure de ladite partie courbe (6) afin de le réduire, en poussant l'une desdites parties droites (4, 5) de manière à ce que ladite surface externe de la partie courbe (6) vienne en contact

avec la surface interne de la cavité (14).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une desdites parties droites (4, 5) est poussée par un poinçon (15) qui est pourvu d'une partie support (25) que l'on met en contact avec une face d'extrémité de l'une desdites parties droites (4, 5) et une tige centrale

(16) que l'on insère dans l'une desdites parties droites (4, 5).

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce

que le degré de correction du rayon de courbure de ladite partie courbe

(6) est obtenu en réglant l'intensité de la poussée.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé

en ce qu'il comprend également l'étape de fixer la plaque de fixation (3) à l'une desdites parties droites (4, 5) après ladite correction du rayon de

courbure de la partie courbe (6).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite plaque de fixation (3) est fixée à l'une desdites parties droites (4, 5) en

formant une saillie (21) sur la surface externe de la partie droite (4).

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce ladite saillie (21) est formée en pressant la face d'extrémité de l'une desdites parties

droites (4, 5).

7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce

qu'un manchon (32), dans lequel l'une desdites parties droites (4, 5) est insérée, est formé sur ladite plaque de fixation (3), et ladite partie droite

(4) est fixée dans ledit manchon (32) par matage.

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8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que des rainures axiales (34) sont formées sur la surface interne dudit

manchon (32).

9. Tube en métal courbe (2) fabriqué par un procédé selon l'une

des revendications 1 à 8.

10. Tube en métal courbe (2) selon la revendication 9, caractérisé

en ce qu'il est utilisé dans un échangeur de chaleur.

11. Tube en métal courbe (2) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit échangeur de chaleur est utilisé dans un appareil de

conditionnement d'air pour véhicule.