FR3058653A1

FR3058653A1 - BENDING MACHINE HAVING AN INFLATABLE CHUCK AND METHOD OF BENDING

Info

Publication number: FR3058653A1
Application number: FR1661022A
Authority: FR
Inventors: Damien Sireude; Daniel Perherin
Original assignee: Stelia Aerospace SAS
Current assignee: Airbus Atlantic SAS
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-05-18
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: FR3058653B1

Abstract

Une machine de cintrage d'au moins une canalisation cylindrique longitudinale creuse, la machine comportant au moins un module de déformation comportant une enclume de cintrage, une enclume de serrage configurée pour contraindre une portion de la canalisation contre l'enclume de cintrage et une enclume de pression configurée pour déformer ladite portion lors de son déplacement par l'enclume de cintrage et l'enclume de serrage, la machine de cintrage comportant au moins un mandrin (4), configuré pour s'étendre à l'intérieur de la portion de la canalisation à cintrer, le mandrin (4) comportant au moins une enveloppe gonflable (40) dont la section est inférieure à la section de la canalisation à l'état dégonflé, l'enveloppe gonflable (40) étant configurée pour exercer un effort sur la surface intérieure de la canalisation à l'état gonflé pour maintenir sa section au cours du cintrage.A bending machine of at least one longitudinal hollow cylindrical pipe, the machine comprising at least one deformation module comprising a bending anvil, a clamping anvil configured to constrain a portion of the pipe against the bending anvil and an anvil pressure device configured to deform said portion during its displacement by the bending anvil and the clamping anvil, the bending machine comprising at least one mandrel (4), configured to extend inside the portion of the pipe to be bent, the mandrel (4) comprising at least one inflatable envelope (40) whose section is smaller than the section of the pipe in the deflated state, the inflatable envelope (40) being configured to exert a force on the inner surface of the pipe in the inflated state to maintain its section during bending.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEURGENERAL TECHNICAL AREA AND PRIOR ART

La présente invention concerne le domaine du cintrage d’une canalisation, en particulier, pour une application aéronautique. Une telle canalisation peut conduire tout type de fluide, en particulier, de l’air, de l’eau ou du carburant.The present invention relates to the field of bending a pipeline, in particular for an aeronautical application. Such a pipe can conduct any type of fluid, in particular, air, water or fuel.

Une canalisation cintrée est obtenue par cintrage d’une canalisation rectiligne au moyen d’une machine de cintrage. De manière connue par l’homme du métier, une machine de cintrage comporte un module de déformation qui comprend une enclume de cintrage, une enclume de serrage configurée pour contraindre une portion de la canalisation contre l’enclume de cintrage et une enclume de pression configurée pour déformer ladite portion lors de son déplacement par l’enclume de cintrage et l’enclume de serrage. En pratique, l’enclume de serrage et l’enclume de cintrage prennent en tenaille une portion de la canalisation et tournent ensemble autour d’un axe de manière à déformer la portion de la canalisation entre l’enclume de cintrage et l’enclume de pression qui demeure fixe. Grâce à la machine de cintrage, on peut former des canalisations cintrées de formes très différentes à partir de canalisations rectilignes identiques.A curved pipe is obtained by bending a straight pipe by means of a bending machine. In a manner known to those skilled in the art, a bending machine comprises a deformation module which comprises a bending anvil, a clamping anvil configured to force a portion of the pipe against the bending anvil and a configured pressure anvil to deform said portion during its movement by the bending anvil and the clamping anvil. In practice, the clamping anvil and the bending anvil grip a portion of the pipe and rotate together around an axis so as to deform the portion of the pipe between the bending anvil and the pressure which remains fixed. Thanks to the bending machine, it is possible to form bent pipes of very different shapes from identical rectilinear pipes.

Au cours du cintrage, il est nécessaire que la déformation de la canalisation rectiligne soit maîtrisée afin d’éviter l’apparition de défauts. En pratique, la machine de cintrage comporte un mandrin qui est introduit à l’intérieur de la portion longitudinale de la canalisation rectiligne à déformer de manière à maintenir constante la section de la cavité intérieure de la canalisation lors de sa déformation. De manière connue, le mandrin se présente sous la forme d’un cylindre articulé ou d’un cylindre en matériau flexible afin de pouvoir se courber lors du cintrage de la canalisation. Le mandrin permet ainsi d’éviter l’affaissement de la paroi de la canalisation dans la zone cintrée.During bending, it is necessary that the deformation of the straight pipe is controlled in order to avoid the appearance of defects. In practice, the bending machine comprises a mandrel which is introduced inside the longitudinal portion of the rectilinear pipe to be deformed so as to keep the cross section of the interior cavity of the pipe constant during its deformation. In known manner, the mandrel is in the form of an articulated cylinder or a cylinder of flexible material so as to be able to bend during the bending of the pipe. The mandrel thus prevents sagging of the wall of the pipe in the arched area.

Pour permettre au mandrin de remplir sa fonction de manière optimale, il est nécessaire de limiter le jeu entre le mandrin et la paroi intérieure de la portion de la canalisation à déformer. Autrement dit, la section extérieure du mandrin doit être sensiblement égale à la section intérieure de la canalisation afin d’éviter l’apparition de défauts (ovalisation, plis, etc.) dans la portion déformée. Lorsqu’une canalisation comporte un défaut, celle-ci doit être mise au rebut, ce qui présente une perte.To allow the mandrel to perform its function optimally, it is necessary to limit the clearance between the mandrel and the inner wall of the portion of the pipe to be deformed. In other words, the external section of the mandrel must be substantially equal to the internal section of the pipe in order to avoid the appearance of defects (ovalization, folds, etc.) in the deformed portion. When a pipe has a defect, it must be discarded, which presents a loss.

De manière pratique, le jeu entre le mandrin et la paroi intérieure d’un type déterminé de canalisation varie en fonction des tolérances de fabrication de la canalisation, une telle variation augmente la probabilité de défaut et donc, de mise au rebut. En outre, en cas de dysfonctionnement (impossibilité de retrait du mandrin, etc.), le temps moyen de remise en fonctionnement de la machine de cintrage demeure important, ce qui pénalise le rendement de la machine de cintrage. De plus, en fonction du diamètre de la canalisation à cintrer, il est nécessaire de prévoir plusieurs types de mandrin, ce qui complexifie la logistique.In practice, the clearance between the mandrel and the inner wall of a specific type of pipe varies according to the manufacturing tolerances of the pipe, such a variation increases the probability of defect and therefore, disposal. In addition, in the event of a malfunction (impossibility of removing the mandrel, etc.), the average time to return to operation of the bending machine remains high, which penalizes the yield of the bending machine. In addition, depending on the diameter of the pipe to be bent, it is necessary to provide several types of mandrel, which complicates logistics.

En outre, entre chaque étape de cintrage, il est nécessaire de laisser refroidir le mandrin qui se dilate, ce qui diminue la cadence de cintrage. Le contact interne entre le mandrin et la paroi intérieure n’est pas homogène, ce qui affecte la température de la paroi intérieure qui a été chauffée préalablement au cintrage. Il en résulte l’apparition de contraintes internes dans la canalisation, notamment lorsque cette dernière est en matériau thermoplastique.In addition, between each bending step, it is necessary to allow the expanding mandrel to cool, which decreases the rate of bending. The internal contact between the mandrel and the interior wall is not homogeneous, which affects the temperature of the interior wall which was heated prior to bending. This results in the appearance of internal stresses in the pipe, especially when the latter is made of thermoplastic material.

Par ailleurs, le mandrin doit pouvoir être déplacé dans la cavité intérieure de la canalisation afin de pouvoir être retiré d’une première zone de déformation et être positionné dans une deuxième zone de déformation de la canalisation. Aussi, il est connu d’utiliser un lubrifiant afin de faciliter le déplacement du mandrin dans la canalisation. Etant donné qu’une canalisation peut être amenée à conduire de l’eau potable ou de l’air de cabine, il est impératif que toute trace de lubrifiant soit retirée après le cintrage. Le retrait du lubrifiant présente de nombreux inconvénients aussi bien en termes de temps, de coût que d’impact environnemental compte tenu des produits chimiques utilisés pour retirer le lubrifiant.Furthermore, the mandrel must be able to be moved in the interior cavity of the pipe so that it can be removed from a first deformation zone and be positioned in a second deformation zone of the pipe. Also, it is known to use a lubricant in order to facilitate the displacement of the mandrel in the pipeline. Since a pipeline can be used to carry drinking water or cabin air, it is imperative that all traces of lubricant be removed after bending. Removing the lubricant has many disadvantages in terms of time, cost and environmental impact given the chemicals used to remove the lubricant.

Le problème à l’origine de l’invention concerne aussi bien le cintrage des canalisations métalliques (acier, aluminium, etc.) que celui des canalisations thermoplastiques.The problem at the origin of the invention concerns both the bending of metal pipes (steel, aluminum, etc.) and that of thermoplastic pipes.

De manière incidente, on connaît dans l’art antérieur par la demande de brevet US3180130 un mandrin pour maintenir constante la section d’une canalisation de grand diamètre tel qu’un pipeline. Le mandrin comporte une ossature rigide de plaquage dans laquelle est montée une chambre à air gonflable adaptée pour plaquer ladite ossature rigide contre une paroi intérieure de la canalisation. Tout d’abord, un tel mandrin n’est pas adapté pour être monté dans une machine de cintrage. En outre, l’ossature rigide est susceptible de rayer la surface intérieure de la canalisation, ce qui exclut toute utilisation pour le cintrage de canalisations aéronautiques.Incidentally, there is known in the prior art from patent application US3180130 a mandrel for keeping the section of a large diameter pipe such as a pipeline constant. The mandrel comprises a rigid plating frame in which is mounted an inflatable air chamber adapted to press said rigid frame against an inner wall of the pipe. First, such a mandrel is not suitable for mounting in a bending machine. In addition, the rigid frame is likely to scratch the inner surface of the pipeline, which excludes any use for bending aeronautical pipes.

L’invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une nouvelle machine de cintrage et un nouveau procédé de cintrage permettant d’éliminer au moins certains des inconvénients précités.The object of the invention is therefore to remedy these drawbacks by proposing a new bending machine and a new bending process making it possible to eliminate at least some of the aforementioned drawbacks.

PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTIONGENERAL PRESENTATION OF THE INVENTION

A cet effet, l’invention concerne une machine de cintrage d’au moins une canalisation cylindrique longitudinale creuse, la machine comportant au moins un module de déformation comportant une enclume de cintrage, une enclume de serrage configurée pour contraindre une portion de la canalisation contre l’enclume de cintrage et une enclume de pression configurée pour déformer ladite portion lors de son déplacement par l’enclume de cintrage et l’enclume de serrage, la machine de cintrage comportant au moins un mandrin configuré pour s’étendre à l’intérieur de la portion de la canalisation à cintrer.To this end, the invention relates to a machine for bending at least one hollow longitudinal cylindrical pipe, the machine comprising at least one deformation module comprising a bending anvil, a clamping anvil configured to constrain a portion of the pipe against the bending anvil and a pressure anvil configured to deform said portion during its movement by the bending anvil and the clamping anvil, the bending machine comprising at least one mandrel configured to extend inside of the portion of the pipe to be bent.

La machine de cintrage est remarquable en ce que le mandrin comporte au moins une enveloppe gonflable dont la section est inférieure à la section de la canalisation à l’état dégonflé, l’enveloppe gonflable étant configurée pour exercer un effort périphérique sur la surface intérieure de la canalisation à l’état gonflé pour maintenir sa section au cours du cintrage.The bending machine is remarkable in that the mandrel comprises at least one inflatable envelope whose section is less than the section of the pipe in the deflated state, the inflatable envelope being configured to exert a peripheral force on the inner surface of the pipe in the inflated state to maintain its section during bending.

Grâce à l’invention, un même mandrin est adapté pour le cintrage de canalisations de diamètres différents, ce qui améliore la logistique. En outre, un tel mandrin est simple et pratique à déplacer dans une canalisation compte tenu de son faible encombrement à l’état dégonflé. Le risque d’endommagement d’une canalisation ou de dysfonctionnement de Ια machine de cintrage est alors considérablement réduit. De manière très avantageuse, il n’est également plus nécessaire de recourir à un lubrifiant.Thanks to the invention, the same mandrel is suitable for bending pipes of different diameters, which improves logistics. In addition, such a mandrel is simple and practical to move in a pipe given its small size in the deflated state. The risk of damage to a pipe or malfunction of the bending machine is then considerably reduced. Very advantageously, it is also no longer necessary to use a lubricant.

Contrairement au mandrin gonflable selon le document US 3180130 qui requiert une ossature rigide à l’interface avec la zone la plus fragile de la canalisation, l’enveloppe gonflable selon l’invention assure un maintien périphérique et homogène de la canalisation, ce qui permet de réaliser tout type de cintrage selon l’angle et le plan que l’opérateur a choisi.Unlike the inflatable mandrel according to document US 3180130 which requires a rigid framework at the interface with the most fragile area of the pipe, the inflatable casing according to the invention ensures a peripheral and homogeneous support of the pipe, which allows perform any type of bending according to the angle and the plane that the operator has chosen.

De manière préférée, le mandrin comporte un diamètre à l’état dégonflé inférieur à 48 mm adapté pour cintrer des canalisations de diamètre inférieur à 50 mm.Preferably, the mandrel has a diameter in the deflated state less than 48 mm suitable for bending pipes with a diameter less than 50 mm.

De préférence, l’enveloppe gonflable du mandrin possède une surface extérieure antifriction. De manière préférée, l’enveloppe gonflable est recouverte d’un revêtement extérieur antifriction. Ainsi, le risque de rayure de la surface intérieure de la canalisation est grandement limité.Preferably, the inflatable envelope of the mandrel has an anti-friction outer surface. Preferably, the inflatable envelope is covered with an anti-friction outer coating. Thus, the risk of scratching the inner surface of the pipe is greatly limited.

De manière préférée, le revêtement extérieur est en PTFE de manière à posséder une élasticité importante permettant son gonflage avec l’enveloppe gonflable.Preferably, the outer coating is made of PTFE so as to have a high elasticity allowing it to inflate with the inflatable envelope.

De manière préférée, l’enveloppe gonflable est réalisée en un matériau élastique, de préférence, en silicone. Une telle enveloppe offre une résistance mécanique importante et une tenue à l’allongement.Preferably, the inflatable envelope is made of an elastic material, preferably silicone. Such an envelope offers significant mechanical resistance and resistance to elongation.

De préférence, la machine comporte des moyens d’alimentation du mandrin en fluide ou en matériaux solides élémentaires de manière à gonfler ladite enveloppe gonflable. Les moyens d’alimentation sont intégrés à la machine de cintrage de manière à permettre un fonctionnement automatisé et autonome.Preferably, the machine comprises means for supplying the mandrel with fluid or elementary solid materials so as to inflate said inflatable envelope. The supply means are integrated into the bending machine so as to allow automated and autonomous operation.

De préférence encore, la machine de cintrage comporte un module de gestion pour réguler le gonflage de l’enveloppe gonflable afin d’obtenir un plaquage optimal.More preferably, the bending machine comprises a management module for regulating the inflation of the inflatable envelope in order to obtain optimal plating.

Selon un aspect préféré de l’invention, l’enveloppe gonflable est gonflée par un gaz à une pression comprise entre 2 bars (200 MPa) et 7 bars (700 MPa). Ainsi, le mandrin assure un plaquage optimal en interdisant toute déformation de la section de la canalisation sans pour autant l’endommager.According to a preferred aspect of the invention, the inflatable envelope is inflated by a gas at a pressure of between 2 bars (200 MPa) and 7 bars (700 MPa). Thus, the mandrel ensures optimal plating by preventing any deformation of the section of the pipe without damaging it.

De manière préférée, le mandrin comporte un organe de base creux relié, d’une part, à l’enveloppe gonflable et, d’autre part, aux moyens d’alimentation. Ainsi, le mandrin peut être gonflé/dégonflé simplement et de manière successive à des positions précises définies par rapport à l’organe de base. L’organe de base est rigide et ne se gonfle pas, ce qui permet de le positionner de manière précise dans le référentiel de la machine de cintrage.Preferably, the mandrel comprises a hollow base member connected, on the one hand, to the inflatable envelope and, on the other hand, to the supply means. Thus, the mandrel can be inflated / deflated simply and successively to specific positions defined with respect to the base member. The base member is rigid and does not swell, which allows it to be positioned precisely in the frame of reference of the bending machine.

Selon un aspect de l’invention, le mandrin comporte un organe de tête, relié à l’enveloppe gonflable, qui forme une extrémité dudit mandrin. Un tel organe de tête permet avantageusement de protéger l’enveloppe gonflable contre tout endommagement ou pincement dans la canalisation. En outre, il permet de conférer de la rigidité au mandrin afin de faciliter son déplacement.According to one aspect of the invention, the mandrel comprises a head member, connected to the inflatable envelope, which forms one end of said mandrel. Such a head member advantageously makes it possible to protect the inflatable envelope against any damage or pinching in the pipe. In addition, it makes it possible to impart rigidity to the mandrel in order to facilitate its movement.

De préférence encore, l’organe de tête comporte une partie d’extrémité de section réduite afin de faciliter l’orientation de l’organe de tête.More preferably, the head member has an end portion of reduced section in order to facilitate the orientation of the head member.

De manière préférée, ledit organe de base et ledit organe de tête sont reliés par des moyens de liaison flexibles montés dans l’enveloppe gonflable afin d’assurer une transmission des contraintes entre l’organe de tête et l’organe de base tout en autorisant une courbure. La rigidité du mandrin est ainsi augmentée même lorsque l’enveloppe est dégonflée.Preferably, said base member and said head member are connected by flexible connecting means mounted in the inflatable envelope in order to ensure transmission of stresses between the head member and the base member while allowing curvature. The rigidity of the mandrel is thus increased even when the envelope is deflated.

De préférence, l’enveloppe gonflable comporte des moyens de chauffage, de préférence, un système de chauffage à coefficient de température positif. Ainsi, la température de l’enveloppe gonflable est adaptée à la température de cintrage. De manière avantageuse, la paroi extérieure de la canalisation peut-être chauffée par la machine de cintrage tandis que la paroi intérieure de la canalisation est chauffée par l’enveloppe gonflable de manière à permettre un cintrage optimal. De manière préférée, les moyens de chauffage sont surmoulés dans l’enveloppe gonflable afin de faciliter leur utilisation.Preferably, the inflatable envelope comprises heating means, preferably a heating system with a positive temperature coefficient. Thus, the temperature of the inflatable envelope is adapted to the bending temperature. Advantageously, the outer wall of the pipe can be heated by the bending machine while the inner wall of the pipe is heated by the inflatable envelope so as to allow optimal bending. Preferably, the heating means are overmolded in the inflatable envelope in order to facilitate their use.

De préférence encore, l’enveloppe gonflable comporte des moyens de mesure de température de manière à ce que la température de la paroi intérieure de la canalisation soit proche de celle de la paroi extérieure de la canalisation. De manière préférée, les moyens de mesure de température sont surmoulés dans l’enveloppe gonflable afin de faciliter leur utilisation.More preferably, the inflatable envelope includes temperature measuring means so that the temperature of the interior wall of the pipeline is close to that of the exterior wall of the pipeline. Preferably, the temperature measurement means are molded into the inflatable envelope in order to facilitate their use.

De préférence, l’enveloppe gonflable comporte un système de mesure de pression de manière à mesurer le jeu entre le mandrin et la canalisation afin d’appliquer une force de plaquage optimale sans risque de détérioration. De manière préférée, le système de mesure de pression est fixé sur l’enveloppe gonflable.Preferably, the inflatable envelope includes a pressure measurement system so as to measure the clearance between the mandrel and the pipe in order to apply an optimal plating force without risk of deterioration. Preferably, the pressure measurement system is fixed to the inflatable envelope.

Selon un aspect de l’invention, le mandrin comporte à son extrémité un orifice d’évacuation et un clapet adapté, d’une part, pour fermer ledit orifice d’évacuation si la pression dans l’enveloppe gonflable est inférieure à un seuil de pression prédéterminé et, d’autre part, pour ouvrir ledit orifice d’évacuation si la pression dans l’enveloppe gonflable est supérieure audit seuil de pression prédéterminé. Un tel mandrin permet avantageusement de créer une circulation de fluide dans ledit mandrin, ce qui améliore son refroidissement. Un tel mandrin permet d’accélérer de manière optimale la cadence de cintrage tout en limitant le risque d’endommagement.According to one aspect of the invention, the mandrel has at its end an evacuation orifice and a valve adapted, on the one hand, to close said evacuation orifice if the pressure in the inflatable envelope is below a threshold of predetermined pressure and, on the other hand, to open said discharge orifice if the pressure in the inflatable envelope is greater than said predetermined pressure threshold. Such a mandrel advantageously makes it possible to create a circulation of fluid in said mandrel, which improves its cooling. Such a mandrel optimally accelerates the bending rate while limiting the risk of damage.

L’invention concerne également un procédé de cintrage d’au moins une canalisation cylindrique longitudinale creuse au moyen d’une machine de cintrage telle que présentée précédemment, le procédé comprenant au moins :The invention also relates to a process for bending at least one hollow longitudinal cylindrical pipe by means of a bending machine as presented above, the process comprising at least:

une étape d’insertion du mandrin, à l’état dégonflé, dans la canalisation jusqu’à atteindre la portion à cintrer, une étape de gonflage de l’enveloppe gonflable du mandrin de manière à ce qu’elle entre en contact périphérique avec la surface intérieure de ladite canalisation et une étape de déformation de la portion de la canalisation de manière à la cintrer.a step of inserting the mandrel, in the deflated state, into the pipe until reaching the portion to be bent, a step of inflating the inflatable envelope of the mandrel so that it comes into peripheral contact with the inner surface of said pipe and a step of deformation of the portion of the pipe so as to bend it.

Un tel procédé de cintrage permet de limiter tout risque d’endommagement d’une canalisation, en particulier thermoplastique, et peut être automatisé afin de cintrer des canalisations avec un rendement élevé.Such a bending process makes it possible to limit any risk of damage to a pipe, in particular thermoplastic, and can be automated in order to bend pipes with high efficiency.

De manière préférée, la canalisation cylindrique longitudinale creuse est en matière thermoplastique.Preferably, the hollow longitudinal cylindrical pipe is made of thermoplastic material.

De préférence, le procédé comporte une étape de chauffage de l’enveloppe gonflable et, de manière préférée, une étape de mesure de la température de chauffage. De préférence encore, le procédé comporte une étape de chauffage de la paroi extérieure de la canalisation.Preferably, the method comprises a step of heating the inflatable envelope and, preferably, a step of measuring the heating temperature. More preferably, the method includes a step of heating the outer wall of the pipe.

Selon un aspect préféré, le procédé comporte une étape de mesure de la pression appliquée par l’enveloppe gonflable à la canalisation.According to a preferred aspect, the method comprises a step of measuring the pressure applied by the inflatable envelope to the pipe.

De préférence, le procédé comprend une étape d’injection d’un fluide chaud dans l’enveloppe gonflable préalablement à l’étape de déformation. De préférence encore, le procédé comporte une étape d’injection d’un fluide froid dans l’enveloppe gonflable postérieurement à l’étape de déformation. Ainsi, la canalisation est chaude lors de la déformation, ce qui limite le risque d’endommagement, et refroidie suite à la déformation afin de posséder une résistance mécanique importante lors du retrait du mandrin.Preferably, the method comprises a step of injecting a hot fluid into the inflatable envelope prior to the deformation step. More preferably, the method comprises a step of injecting a cold fluid into the inflatable envelope after the deformation step. Thus, the pipe is hot during the deformation, which limits the risk of damage, and cooled following the deformation in order to have a significant mechanical resistance during the withdrawal of the mandrel.

PRESENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF THE FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and referring to the appended drawings in which:

la figure 1 est une représentation schématique d’une machine de cintrage selon l’invention comportant un module de déformation ;Figure 1 is a schematic representation of a bending machine according to the invention comprising a deformation module;

la figure 2 est une représentation schématique d’une forme de réalisation d’un module de déformation avant cintrage ;Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of a deformation module before bending;

la figure 3 est une représentation, schématique d’un mandrin en position gonflée dans une canalisation après cintrage par un module de déformation d’une machine de cintrage ;Figure 3 is a schematic representation of a mandrel in the inflated position in a pipe after bending by a deformation module of a bending machine;

Ια figure 4 est une vue en coupe longitudinale d’un mandrin selon une forme de réalisation de l’invention lorsqu’il est dégonflé ;Ια Figure 4 is a longitudinal sectional view of a mandrel according to an embodiment of the invention when it is deflated;

la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du mandrin de la figure 4 lorsqu’il est gonflé ;Figure 5 is a longitudinal sectional view of the mandrel of Figure 4 when it is inflated;

la figure 6 est une vue en coupe transversale d’une canalisation dans laquelle est monté le mandrin dégonflé de la figure 4 ;Figure 6 is a cross-sectional view of a pipe in which is mounted the deflated mandrel of Figure 4;

la figure 7 est une vue en coupe transversale d’une canalisation dans laquelle est monté le mandrin gonflé de la figure 5 ;Figure 7 is a cross-sectional view of a pipe in which is mounted the inflated mandrel of Figure 5;

la figure 8 est une vue en perspective en arraché d’un mandrin selon une deuxième forme de réalisation ;Figure 8 is a perspective view in broken away of a mandrel according to a second embodiment;

la figure 9 est une vue en perspective en arraché d’un mandrin selon une troisième forme de réalisation lors de son gonflage avec un fluide chaud ; et la figure 10 est une vue en perspective en arraché du mandrin de la figure 9 lors de son refroidissement.Figure 9 is a perspective view in broken away of a mandrel according to a third embodiment when inflated with a hot fluid; and FIG. 10 is a perspective view in cutaway of the mandrel of FIG. 9 during its cooling.

II faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should be noted that the figures show the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.

DESCRIPTION D’UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVREDESCRIPTION OF ONE OR MORE MODES OF IMPLEMENTATION AND IMPLEMENTATION

En référence à la figure 1, une machine de cintrage 100 comporte un module de déformation 1 pour cintrer une portion P d’une canalisation cylindrique longitudinale creuse CC montée longitudinalement selon un axe X dans la machine de cintrage 100.With reference to FIG. 1, a bending machine 100 comprises a deformation module 1 for bending a portion P of a hollow longitudinal cylindrical pipe CC mounted longitudinally along an axis X in the bending machine 100.

La machine de cintrage 100 comporte en outre un module de transport 2 adapté pour translater la canalisation CC en direction du module de déformation 1 afin de placer successivement plusieurs portions longitudinales successives dans le module de déformation 1. La machine de cintrage 100 comporte également un module de gestion 3, par exemple un calculateur, configuré pour commander le module de déformation 1 de manière à paramétrer le cintrage d’une portion P de la canalisation CC (angle, rayon, etc.). De manière connue, le module de gestion 3 permet également de commander le module de transport 2 de manière à déplacer la canalisation CC afin d’automatiser le cintrage d’une pluralité de portions longitudinales consécutives P d’une canalisation CC.The bending machine 100 further comprises a transport module 2 adapted to translate the pipe CC in the direction of the deformation module 1 in order to successively place several successive longitudinal portions in the deformation module 1. The bending machine 100 also comprises a module management 3, for example a computer, configured to control the deformation module 1 so as to configure the bending of a portion P of the pipe CC (angle, radius, etc.). In known manner, the management module 3 also makes it possible to control the transport module 2 so as to move the pipe CC in order to automate the bending of a plurality of consecutive longitudinal portions P of a pipe CC.

En référence à la figure 2, de manière connue par l’homme du métier, un module de déformation 1 d’une machine de cintrage 100 comporte une enclume de cintrage 10, une enclume de serrage 11 configurée pour contraindre une portion P de la canalisation CC contre l’enclume de cintrage 10 et une enclume de pression 12 configurée pour déformer ladite portion P lors de son déplacement par l’enclume de cintrage 10 et l’enclume de serrage 11. Toujours en référence à la figure 2, l’enclume de cintrage 10 est montée rotative autour d’un axe et est adaptée pour se déplacer avec l’enclume de serrage 11 tandis que l’enclume de pression 12 se translate suivant l’axe X.Referring to Figure 2, in a manner known to those skilled in the art, a deformation module 1 of a bending machine 100 comprises a bending anvil 10, a clamping anvil 11 configured to constrain a portion P of the pipe CC against the bending anvil 10 and a pressure anvil 12 configured to deform said portion P during its movement by the bending anvil 10 and the clamping anvil 11. Still with reference to FIG. 2, the anvil bending 10 is rotatably mounted about an axis and is adapted to move with the clamping anvil 11 while the pressure anvil 12 translates along the axis X.

Pour cintrer une portion P de la canalisation CC, l’enclume de serrage 11 contraint une portion P de la canalisation CC contre l’enclume de cintrage 10. Puis, l’enclume de serrage 11 et l’enclume de cintrage 10 tournent autour de l’axe de l’enclume de cintrage 10 de manière à déformer la portion P de la canalisation CC entre l’enclume de cintrage 10 et l’enclume de pression 12. Un tel module de déformation 1 est connu de l’homme du métier et ne sera pas présenté plus en détails. Grâce à une telle machine de cintrage 100, on peut former des canalisations cintrées de formes très différentes à partir de canalisations rectilignes identiques CC.To bend a portion P of the pipe CC, the clamping anvil 11 constrains a portion P of the pipe CC against the bending anvil 10. Then the clamping anvil 11 and the bending anvil 10 rotate around the axis of the bending anvil 10 so as to deform the portion P of the pipe CC between the bending anvil 10 and the pressure anvil 12. Such a deformation module 1 is known to those skilled in the art and will not be presented in more detail. Thanks to such a bending machine 100, it is possible to form curved pipes of very different shapes from identical rectilinear pipes CC.

De manière préférée, la machine de cintrage 100 comporte également des moyens de chauffage, par conduction ou par rayonnement infrarouge, pour chauffer la paroi extérieure d’une canalisation CC et ainsi faciliter son cintrage.Preferably, the bending machine 100 also includes heating means, by conduction or by infrared radiation, to heat the outer wall of a CC pipe and thus facilitate its bending.

En référence à la figure 1, la machine de cintrage 100 comporte un mandrin 4 qui est introduit à l’intérieur de la portion longitudinale P de la canalisation rectiligne à déformer CC de manière à maintenir constante la section de la cavité intérieure de la canalisation CC lors de sa déformation comme illustré à la figure 3.With reference to FIG. 1, the bending machine 100 comprises a mandrel 4 which is introduced inside the longitudinal portion P of the rectilinear pipe to be deformed CC so as to keep the cross section of the interior cavity of the pipe CC constant. during its deformation as illustrated in Figure 3.

Selon l’invention, en référence à la figure 4, le mandrin 4 comporte une enveloppe gonflable 40 configurée pour exercer un effort sur la surface intérieure de la canalisation CC à l’état gonflé pour maintenir sa section au cours du cintrage. Dans cet exemple, l’enveloppe 40 s’étend longitudinalement et possède une section circulaire dont le diamètre varie en fonction de son niveau de gonflage.According to the invention, with reference to FIG. 4, the mandrel 4 comprises an inflatable envelope 40 configured to exert a force on the interior surface of the pipeline CC in the inflated state to maintain its section during bending. In this example, the envelope 40 extends longitudinally and has a circular section whose diameter varies according to its level of inflation.

L’enveloppe gonflable 40 possède, d’une part, un diamètre Dl à l’état dégonflé (Figure 4) qui est inférieur au diamètre de la cavité intérieure de la canalisation CC et, d’autre part, un diamètre D2 à l’état gonflé (Figure 5) qui est supérieur au diamètre de la cavité intérieure de la canalisation CC. Ainsi, comme illustré à la figure 6, à l’état dégonflé, un jeu J apparaît entre le mandrin 4 et la surface intérieure de la canalisation CC, ce qui facilite son déplacement dans la cavité intérieure de ladite canalisation CC. Au contraire, comme illustré à la figure 7, à l’état gonflé, le mandrin 4 est en contact intime avec la surface intérieure de la canalisation CC. La section de la canalisation CC est maintenue lors d’un cintrage pour limiter sa déformation.The inflatable envelope 40 has, on the one hand, a diameter D1 in the deflated state (FIG. 4) which is less than the diameter of the interior cavity of the pipe CC and, on the other hand, a diameter D2 at the inflated state (Figure 5) which is greater than the diameter of the inner cavity of the CC pipe. Thus, as illustrated in FIG. 6, in the deflated state, a clearance J appears between the mandrel 4 and the interior surface of the pipeline CC, which facilitates its movement in the interior cavity of said pipeline CC. On the contrary, as illustrated in FIG. 7, in the inflated state, the mandrel 4 is in intimate contact with the interior surface of the pipe CC. The section of the CC pipe is maintained during bending to limit its deformation.

L’enveloppe gonflable 40 possède une longueur supérieure à 5 cm afin d’assurer un contact homogène dans la canalisation CC et améliorer la répartition des efforts mécaniques.The inflatable envelope 40 has a length greater than 5 cm in order to ensure homogeneous contact in the CC pipe and improve the distribution of mechanical forces.

A titre d’exemple, pour le cintrage d’un tube de diamètre intérieur 23,4 mm, le diamètre du mandrin 4 est inférieur à 22,7 mm à l’état dégonflé (diamètre Dl). De manière avantageuse, le même mandrin 4 peut être utilisé pour cintrer des canalisations CC dont le diamètre est compris entre 23,1 mm et 23,6 mm.By way of example, for bending a tube with an internal diameter of 23.4 mm, the diameter of the mandrel 4 is less than 22.7 mm in the deflated state (diameter Dl). Advantageously, the same mandrel 4 can be used for bending CC pipes whose diameter is between 23.1 mm and 23.6 mm.

L’enveloppe gonflable 40 est réalisée en un matériau extensible en traction de 50% à 150% pour une contrainte en traction comprise entre 2 et 4 Mpa (mesure de traction réalisée à 23°C). De manière préférée, l’enveloppe gonflable 40 est réalisée en silicone mais il va de soi que d’autres matériaux pourraient convenir, en particulier un matériau de la famille FKM connue de la norme ASTM D1418 (équivalent à un matériau FPM connu de la norme ISO/DIN) ou autres élastomères fluorés. De manière préférée, l’épaisseur de la paroi de l’enveloppe gonflable 40 est comprise entre 0,5 mm et 5 mm afin d’assurer un compromis entre ses propriétés d’extension, sa rigidité et sa résistance mécanique.The inflatable envelope 40 is made of a tensile material from 50% to 150% for a tensile stress of between 2 and 4 MPa (traction measurement carried out at 23 ° C). Preferably, the inflatable envelope 40 is made of silicone, but it goes without saying that other materials could be suitable, in particular a material of the FKM family known from standard ASTM D1418 (equivalent to an FPM material known from standard ISO / DIN) or other fluorinated elastomers. Preferably, the thickness of the wall of the inflatable envelope 40 is between 0.5 mm and 5 mm in order to ensure a compromise between its extension properties, its rigidity and its mechanical resistance.

Dans cet exemple, l’enveloppe gonflable 40 est gonflée avec de l’air comprimé, de préférence, à une pression comprise entre 2 bars (200 MPa) et 7 bars (700 MPa) en fonction des propriétés mécaniques de la canalisation à cintrer, de l’enveloppe gonflable et de la température de fonctionnement. Ainsi, la pression exercée est assez forte pour annuler tout jeu J et assez faible pour éviter toute déformation interne de la section de la canalisation CC par le mandrin 4.In this example, the inflatable envelope 40 is inflated with compressed air, preferably at a pressure between 2 bars (200 MPa) and 7 bars (700 MPa) depending on the mechanical properties of the pipe to be bent, inflatable envelope and operating temperature. Thus, the pressure exerted is strong enough to cancel any play J and weak enough to avoid any internal deformation of the section of the pipe CC by the mandrel 4.

Dans cet exemple, l’enveloppe gonflable 40 est gonflée avec de l’air comprimé mais il va de soi que d’autres fluides pourraient convenir, par exemple, de l’huile ou de l’eau. Selon une autre forme de réalisation, l’enveloppe gonflable 40 est gonflée avec des matériaux solides élémentaires, par exemple, des billes ou des grains.In this example, the inflatable envelope 40 is inflated with compressed air, but it goes without saying that other fluids could be suitable, for example, oil or water. According to another embodiment, the inflatable envelope 40 is inflated with elementary solid materials, for example, balls or grains.

En référence à la figure 4, afin d’améliorer le déplacement du mandrin 4 à l’état dégonflé dans la canalisation CC sans recourir à de l’huile de lubrification, l’enveloppe gonflable 40 possède une surface extérieure antifriction de manière à ce que son coefficient de friction soit inférieur à 0,15. De manière préférée, la surface extérieure antifriction est obtenue par implantation ionique, par traitement par dépôt sous-vide (traitement dérivé de « Diamond Like Carbon ») ou par mise en place d’un revêtement extérieur 5 antifriction. De préférence, le revêtement extérieur 5 est en PTFE (polytétrafluoroéthylène) de manière à être extensible tout en possédant un coefficient de frottement faible. De manière préférée, l’épaisseur du revêtement extérieur 5 est comprise entre 0,1 mm et 1 mm. Dans cet exemple de réalisation, le revêtement extérieur 5 est collé à la surface extérieure de l’enveloppe gonflable 40. Ainsi, de manière avantageuse, en cas d’usure ou de dégradation du revêtement extérieur 5, celui-ci peut avantageusement être démonté et remplacé. De manière alternative, le revêtement extérieur 5 est traité par fluoration de manière à être extensible tout en possédant un coefficient de frottement faible.With reference to FIG. 4, in order to improve the displacement of the mandrel 4 in the deflated state in the pipeline CC without resorting to lubricating oil, the inflatable envelope 40 has an anti-friction outer surface so that its coefficient of friction is less than 0.15. Preferably, the external anti-friction surface is obtained by ion implantation, by treatment by vacuum deposition (treatment derived from "Diamond Like Carbon") or by the establishment of an external anti-friction coating. Preferably, the outer covering 5 is made of PTFE (polytetrafluoroethylene) so as to be extensible while having a low coefficient of friction. Preferably, the thickness of the external coating 5 is between 0.1 mm and 1 mm. In this embodiment, the outer covering 5 is bonded to the outer surface of the inflatable envelope 40. Thus, advantageously, in the event of wear or degradation of the outer covering 5, it can advantageously be removed and replaced. Alternatively, the outer coating 5 is treated with fluorination so as to be extensible while having a low coefficient of friction.

Comme illustré à la figure 4, le mandrin 4 comporte un organe de base 41, appelé également « porte-mandrin », sur lequel est montée l’enveloppe gonflable 40. L’organe de base 41 se présente sous la forme d’un cylindre rigide de section circulaire dont le diamètre est inférieur à celui de la canalisation CC de manière à pouvoir être déplacé sans heurts à l’intérieur de cette dernière. L’organe de base 41 est creux afin de guider dans sa cavité intérieure un fluide ou des matériaux solides élémentaires à l’intérieur de l’enveloppe 40 afin de la gonfler. L’organe de base 41 permet en outre d’être déplacé pour régler Ια position de l’enveloppe gonflable 40 dans la portion à cintrer. L’organe de base 41 est simple à positionner dans le référentiel de la machine de cintrage 100.As illustrated in FIG. 4, the mandrel 4 comprises a base member 41, also called a “mandrel holder”, on which the inflatable envelope 40 is mounted. The base member 41 is in the form of a cylinder rigid circular section whose diameter is less than that of the CC pipe so that it can be moved smoothly inside the latter. The base member 41 is hollow in order to guide in its internal cavity a fluid or elementary solid materials inside the envelope 40 in order to inflate it. The base member 41 also allows it to be moved to adjust the position of the inflatable envelope 40 in the portion to be bent. The base member 41 is simple to position in the frame of the bending machine 100.

De manière préférée, l’organe de base 41 est en matériau PEEK ou analogue afin d’être résistant à la chaleur et de limiter les frottements. En outre, lorsque la canalisation CC est en matériau thermoplastique, l’organe de base 41 se dilate thermiquement de manière analogue à ladite canalisation CC.Preferably, the base member 41 is made of PEEK material or the like in order to be heat resistant and to limit friction. In addition, when the CC pipe is made of thermoplastic material, the base member 41 thermally expands in a similar manner to said CC pipe.

Selon un aspect de l’invention, toujours en référence à la figure 4, le mandrin 4 comporte un organe de tête 42 qui forme l’extrémité du mandrin 4. Autrement dit, l’enveloppe gonflable 40 est montée entre l’organe de base 41 et l’organe de tête 42. L’enveloppe gonflable 40 se présente alors sous la forme d’un fourreau cylindrique qui est emmanché, d’une part, sur l’organe de base 41 et, d’autre part, sur l’organe de tête 42.According to one aspect of the invention, still with reference to FIG. 4, the mandrel 4 comprises a head member 42 which forms the end of the mandrel 4. In other words, the inflatable envelope 40 is mounted between the base member 41 and the head member 42. The inflatable envelope 40 is then in the form of a cylindrical sheath which is fitted, on the one hand, on the base member 41 and, on the other hand, on the head organ 42.

L’organe de tête 42 se présente sous la forme d’un bouchon de section circulaire dont le diamètre est inférieur à celui de la canalisation CC de manière à pouvoir être déplacé sans heurts. De préférence, l’organe de tête 42 et l’organe de base 41 possèdent le même diamètre.The head member 42 is in the form of a plug of circular section whose diameter is less than that of the CC pipe so that it can be moved smoothly. Preferably, the head member 42 and the base member 41 have the same diameter.

Comme illustré à la figure 4, l’organe de tête 42 possède une partie d’extrémité 43 de section réduite de manière à permettre son inclinaison lors de l’insertion du mandrin 4 dans la canalisation CC. Dans cet exemple, l’organe de tête 42 comporte une partie d’extrémité tronconique 43. En outre, toujours en référence à la figure 4, l’organe de tête 42 comporte une partie de fixation cylindrique 44, de diamètre réduit, pour permettre la fixation de l’enveloppe gonflable 40. De manière préférée, l’organe de tête 42 est relié à l’organe de base 41 par des moyens de liaison flexibles (non représentés), de préférence un renfort tressé, de manière à rigidifier le mandrin 4 lorsque celui-ci est introduit dans la canalisation CC à cintrer. En effet, le risque d’arcboutement du mandrin 4 est ainsi limité bien que l’enveloppe gonflable 40 soit souple à l’état dégonflé. II va de soi que l’organe de tête 42 pourrait être de forme différente.As illustrated in FIG. 4, the head member 42 has an end portion 43 of reduced section so as to allow its inclination when the mandrel 4 is inserted into the pipe CC. In this example, the head member 42 comprises a frustoconical end portion 43. In addition, still with reference to FIG. 4, the head member 42 comprises a cylindrical fixing portion 44, of reduced diameter, to allow fixing the inflatable envelope 40. Preferably, the head member 42 is connected to the base member 41 by flexible connecting means (not shown), preferably a braided reinforcement, so as to stiffen the mandrel 4 when the latter is introduced into the CC pipe to be bent. In fact, the risk of the mandrel 4 bending down is thus limited although the inflatable envelope 40 is flexible in the deflated state. It goes without saying that the head member 42 could be of a different shape.

De manière préférée, l’enveloppe gonflable 40 est vissée ou encliquetée dans l’organe de base 41. Ainsi, l’organe de base 41 recouvre l’extrémité de connexion de l’enveloppe gonflable 40 pour éviter toute déconnexion lors du gonflage.Preferably, the inflatable envelope 40 is screwed or snapped into the base member 41. Thus, the base member 41 covers the connection end of the inflatable envelope 40 to avoid disconnection during inflation.

Selon une deuxième forme de réalisation, en référence à la figure 8, l’enveloppe gonflable 40 possède une forme de chaussette cylindrique fermée à une extrémité, l’autre extrémité étant montée sur l’organe de base 41. L’enveloppe gonflable 40 est concave et montée directement à l’organe de base 41. Autrement dit, l’enveloppe gonflable 40 comporte une unique ouverture, le mandrin ne comportant pas d’organe de tête 42.According to a second embodiment, with reference to FIG. 8, the inflatable envelope 40 has the shape of a cylindrical sock closed at one end, the other end being mounted on the base member 41. The inflatable envelope 40 is concave and mounted directly to the base member 41. In other words, the inflatable envelope 40 has a single opening, the mandrel not comprising a head member 42.

En référence à la figure 1, la machine de cintrage 100 comporte des moyens d’alimentation 6 du mandrin 4 en fluide ou en matériaux solides élémentaires de manière à gonfler l’enveloppe gonflable 40. A titre d’exemple, les moyens d’alimentation 6 se présentent sous la forme d’un compresseur ou d’une pompe d’alimentation. De manière préférée, les moyens d’alimentation 6 sont montés à une extrémité de l’organe de base 41. De préférence, le module de gestion 3 commande l’activation des moyens d’alimentation 6 ainsi que le déplacement du mandrin 4 afin de réaliser de manière automatique le cintrage.With reference to FIG. 1, the bending machine 100 comprises means 6 for supplying the mandrel 4 with fluid or elementary solid materials so as to inflate the inflatable envelope 40. By way of example, the supply means 6 are in the form of a compressor or a feed pump. Preferably, the supply means 6 are mounted at one end of the base member 41. Preferably, the management module 3 controls the activation of the supply means 6 as well as the movement of the mandrel 4 in order to bend automatically.

Selon un aspect préféré de l’invention, la machine de cintrage 100 comporte des moyens de mesure du jeu J entre le mandrin 4 et la surface intérieure de la canalisation CC. De préférence, les moyens de mesure du jeu J comportent un système de mesure de pression (non représenté) monté à la surface extérieure de l’enveloppe gonflable 40, de préférence, par collage. Plus la pression exercée est importante, plus le jeu J est faible. Le système de mesure de pression se présente, de préférence, sous la forme d’une bande s’étendant depuis l’organe de base 41 jusqu’à l’enveloppe gonflable 40. La bande comporte une extrémité de mesure, fixée à l’enveloppe gonflable 40, et une extrémité de lecture pour réaliser des acquisitions de la pression mesurée à ladite extrémité de mesure. Les moyens de mesure sont de préférence reliés au module de gestion 3.According to a preferred aspect of the invention, the bending machine 100 includes means for measuring the clearance J between the mandrel 4 and the inner surface of the pipe CC. Preferably, the clearance measurement means J comprise a pressure measurement system (not shown) mounted on the outer surface of the inflatable envelope 40, preferably by gluing. The greater the pressure exerted, the lower the clearance J. The pressure measurement system is preferably in the form of a strip extending from the base member 41 to the inflatable envelope 40. The strip has a measurement end, fixed to the inflatable envelope 40, and a reading end for making acquisitions of the pressure measured at said measuring end. The measurement means are preferably connected to the management module 3.

De préférence, le module de gestion 3 ajuste la pression de gonflage en fonction du jeu mesuré J afin d’assurer un plaquage optimal du mandrin 4 dans la canalisation CC sans déformation de cette dernière. Lorsqu’un fluide est utilisé pour gonfler l’enveloppe 40, le gonflage est contrôlé en mesurant le volume de fluide introduit dans le mandrin 4. Il en va de même lorsque les matériaux élémentaires solides sont introduits dans l’enveloppe gonflable 40.Preferably, the management module 3 adjusts the inflation pressure as a function of the clearance measured J in order to ensure optimal plating of the mandrel 4 in the pipe CC without deformation of the latter. When a fluid is used to inflate the envelope 40, the inflation is controlled by measuring the volume of fluid introduced into the mandrel 4. The same is true when the solid elementary materials are introduced into the inflatable envelope 40.

Selon un aspect préféré de l’invention, l’enveloppe gonflable 40 comporte des moyens de chauffage (non représentés), de préférence, un système de chauffage à coefficient de température positif, connu sous son acronyme anglais PTC pour« Positive Température Coefficient». Ainsi, l’enveloppe gonflable 40 est maintenue à une température constante qui permet de limiter le gradient de température dans la paroi de la canalisation qui est chauffée extérieurement par les moyens de chauffage par conduction ou rayonnement infrarouge. De manière préférée, le système de chauffage garantit une température de l’ordre de 80°C. Les moyens de chauffage sont de préférence reliés au module de gestion 3.According to a preferred aspect of the invention, the inflatable envelope 40 comprises heating means (not shown), preferably a heating system with a positive temperature coefficient, known by its acronym PTC for "Positive Temperature Coefficient". Thus, the inflatable envelope 40 is maintained at a constant temperature which makes it possible to limit the temperature gradient in the wall of the pipe which is heated externally by the heating means by conduction or infrared radiation. Preferably, the heating system guarantees a temperature of the order of 80 ° C. The heating means are preferably connected to the management module 3.

De préférence, le système de chauffage de l’enveloppe gonflable 40 se présente sous la forme d’un ensemble de fils, de préférence, tissés qui sont intégrés dans la matière de l’enveloppe gonflable 40. De manière avantageuse, le système de chauffage est intégré lors du surmoulage de l’enveloppe gonflable 40. En particulier, le système de chauffage peut être glissé dans le moule dans lequel est versé du silicone pour former l’enveloppe gonflable 40. De manière préférée, le système de chauffage est alimenté électriquement par un câble monté dans l’organe de base 41. De manière alternative, les moyens de chauffage de l’enveloppe gonflable 40 sont des moyens de chauffage par induction. A cet effet, la machine de cintrage comporte des moyens de génération d’un champ magnétique de manière à échauffer l’enveloppe gonflable 40 par induction.Preferably, the heating system of the inflatable envelope 40 is in the form of a set of wires, preferably woven, which are integrated into the material of the inflatable envelope 40. Advantageously, the heating system is integrated during the overmolding of the inflatable envelope 40. In particular, the heating system can be slid into the mold into which silicone is poured to form the inflatable envelope 40. Preferably, the heating system is electrically powered by a cable mounted in the base member 41. Alternatively, the heating means of the inflatable envelope 40 are induction heating means. To this end, the bending machine includes means for generating a magnetic field so as to heat the inflatable envelope 40 by induction.

De manière préférée, l’enveloppe gonflable 40 comporte des moyens de mesure de température (non représentés), de préférence, intégrés lors du surmoulage de l’enveloppe gonflable 40. De manière avantageuse, les moyens de mesure de température se présentent sous la forme d’un thermocouple. De tels moyens de mesure de température permettent avantageusement un asservissement du temps de chauffe lors du cintrage en fonction de la température de l’enveloppe gonflable 40. Le temps de chauffe est ainsi variable et fonction d’une consigne de température. Ainsi, lors du cintrage d’une pluralité de canalisations CC, les conditions de température sont contrôlées pour garantir une répétabilité et une qualité optimale. Les moyens de mesure de température sont de préférence reliés au module de gestion 3.Preferably, the inflatable envelope 40 includes temperature measuring means (not shown), preferably integrated during the molding of the inflatable envelope 40. Advantageously, the temperature measuring means are in the form of a thermocouple. Such temperature measurement means advantageously allow a control of the heating time during bending as a function of the temperature of the inflatable envelope 40. The heating time is thus variable and a function of a temperature setpoint. Thus, when bending a plurality of CC pipes, the temperature conditions are controlled to guarantee repeatability and optimal quality. The temperature measurement means are preferably connected to the management module 3.

Un procédé de cintrage d’une canalisation thermoplastique rectiligne CC au moyen d’une machine de cintrage 100 va être dorénavant présenté. Une canalisation thermoplastique CC possède une paroi mince qui est fragile lors du cintrage. L’utilisation d’un mandrin 4 selon l’invention permet de ne pas endommager la canalisation CC comme cela va être dorénavant présenté.A process for bending a CC straight thermoplastic pipe by means of a bending machine 100 will now be presented. A CC thermoplastic pipe has a thin wall which is fragile during bending. The use of a mandrel 4 according to the invention makes it possible not to damage the CC pipe as will now be presented.

Dans cet exemple de mise en œuvre, le procédé de cintrage comprend une étape d’insertion du mandrin 4, à l’état dégonflé, dans la canalisation CC jusqu’à atteindre la portion à cintrer. L’étape d’insertion est aisée étant donné que le diamètre du mandrin 4 est réduit, ce qui ménage un jeu de déplacement J important comme illustré à la figure 6. De plus, l’enveloppe gonflable 40 limite les frottements, ce qui facilite le déplacement et réduit le risque d’endommagement. Dans cet exemple, le module de gestion 3 déplace de manière automatique le mandrin 4 à la position de cintrage.In this implementation example, the bending process comprises a step of inserting the mandrel 4, in the deflated state, into the pipe CC until reaching the portion to be bent. The insertion step is easy since the diameter of the mandrel 4 is reduced, which saves a large displacement clearance J as illustrated in FIG. 6. In addition, the inflatable envelope 40 limits friction, which facilitates displacement and reduces the risk of damage. In this example, the management module 3 automatically moves the mandrel 4 to the bending position.

Le procédé de cintrage comporte ensuite une étape de gonflage de l’enveloppe gonflable 40 du mandrin 4 de manière à ce qu’elle entre en contact périphérique avec la surface intérieure de ladite canalisation CC (Figure 7). Le jeu J est fortement réduit ou annulé. Dans cet exemple, le module de gestion 3 active les moyens d’alimentation 6 afin qu’un flux d’air comprimé pénètre dans l’organe de base 41 puis dans l’enveloppe gonflable 40 dont le diamètre augmente au fur et à mesure du gonflage. De préférence, le gonflage est régulé par le module de gestion 3 en fonction du jeu mesuré J entre le mandrin 4 et la canalisation CC. En pratique, la pression appliquée à l’enveloppe gonflable 40 est mesurée par le système de mesure de pression. L’extension de l’enveloppe gonflable 40 permet d’assurer un contact homogène sur une grande longueur de la canalisation CC, ce qui améliore la répartition des efforts. Suite au gonflage, le diamètre de l’organe de base 41 et de l’organe de tête 42 demeurent inchangés.The bending process then includes a step of inflating the inflatable envelope 40 of the mandrel 4 so that it comes into peripheral contact with the interior surface of said pipe CC (FIG. 7). Game J is greatly reduced or canceled. In this example, the management module 3 activates the supply means 6 so that a flow of compressed air penetrates into the base member 41 then into the inflatable envelope 40, the diameter of which increases as the inflation. Preferably, the inflation is regulated by the management module 3 as a function of the measured clearance J between the mandrel 4 and the pipe CC. In practice, the pressure applied to the inflatable envelope 40 is measured by the pressure measurement system. The extension of the inflatable envelope 40 ensures uniform contact over a long length of the CC pipe, which improves the distribution of forces. Following inflation, the diameter of the base member 41 and the head member 42 remain unchanged.

L’enveloppe gonflable 40 est ensuite mise à température de 80°C grâce aux moyens de chauffage et aux moyens de mesure de température intégrés à l’enveloppe gonflable 40. De même, la paroi extérieure de la canalisation CC est chauffée par des moyens de chauffage extérieur, de préférence, par conduction ou rayonnement infrarouge. Le gradient de température dans la paroi de la canalisation CC est ainsi faible, ce qui est avantageux pour le cintrage. Selon un mode de mise en œuvre préféré, l’enveloppe gonflable 40 est maintenue à température de 80°C, de préférence, lors de son insertion et/ou lors de son gonflage.The inflatable envelope 40 is then brought to a temperature of 80 ° C. thanks to the heating means and to the temperature measurement means integrated into the inflatable envelope 40. Likewise, the external wall of the duct CC is heated by means of outdoor heating, preferably by conduction or infrared radiation. The temperature gradient in the wall of the CC pipe is thus low, which is advantageous for bending. According to a preferred embodiment, the inflatable envelope 40 is maintained at a temperature of 80 ° C., preferably, during its insertion and / or during its inflation.

Le procédé de cintrage comporte ensuite une étape de déformation de la portion de la canalisation CC de manière à la cintrer. Dans cet exemple, l’enclume de serrage 11 et l’enclume de cintrage 10 prennent en tenaille une portion de la canalisation CC et tournent ensemble autour d’un axe de manière à déformer la portion de la canalisation CC, dans laquelle s’étend le mandrin 4, entre l’enclume de cintrage 10 et l’enclume de pression 12.The bending process then includes a step of deformation of the portion of the CC pipe so as to bend it. In this example, the clamping anvil 11 and the bending anvil 10 take in pincers a portion of the pipeline CC and rotate together around an axis so as to deform the portion of the pipeline CC, in which extends the mandrel 4, between the bending anvil 10 and the pressure anvil 12.

De préférence, on réalise par la suite une nouvelle étape de cintrage d’une autre portion de la canalisation CC. A cet effet, on dégonfle le mandrin 4 et on déplace la canalisation CC par rapport au mandrin 4 de manière à placer la nouvelle portion à cintrer dans le module de déformation 1. Ensuite, le mandrin 4 est gonflé préalablement à la déformation par les enclumes 10, 11, 12.Preferably, a further step of bending another portion of the CC pipe is carried out thereafter. To this end, the mandrel 4 is deflated and the pipe CC is displaced relative to the mandrel 4 so as to place the new portion to be bent in the deformation module 1. Then, the mandrel 4 is inflated before the deformation by the anvils 10, 11, 12.

Le procédé de cintrage est mis en œuvre à une température comprise entre 20 et 250°C. En pratique, la température maximale de cintrage est déterminée en fonction des caractéristiques de la canalisation à cintrer, notamment, la nature du matériau thermoplastique.The bending process is carried out at a temperature between 20 and 250 ° C. In practice, the maximum bending temperature is determined according to the characteristics of the pipe to be bent, in particular, the nature of the thermoplastic material.

Grâce à l’invention, il n’est plus nécessaire d’ajouter un lubrifiant pour permettre le déplacement d’un mandrin 4 dans une canalisation CC. De manière avantageuse, il n’est plus nécessaire de retirer ledit lubrifiant, ce qui limite la durée globale de réalisation d’une canalisation cintrée et limite l’utilisation de produits chimiques néfastes pour l’environnement.Thanks to the invention, it is no longer necessary to add a lubricant to allow the displacement of a mandrel 4 in a CC pipe. Advantageously, it is no longer necessary to remove said lubricant, which limits the overall time required to produce a bent pipe and limits the use of chemicals harmful to the environment.

Une enveloppe gonflable 40 permet de s’adapter à différentes sections intérieures de canalisation CC et à différents types de cintrage (rayon de cintrage 1D à 5D). Autrement dit, un seul type de mandrin 4 peut convenir pour réaliser des cintrages divers et variés. De plus, une telle enveloppe gonflable 40 permet de supprimer le risque d’ovalisation et de plus en compensant, d’une part, le jeu entre le mandrin et la canalisation à cintrer et, d’autre part, la dilatation différentielle entre le mandrin et la canalisation à cintrer.An inflatable envelope 40 makes it possible to adapt to different interior sections of CC pipe and to different types of bending (bending radius 1D to 5D). In other words, a single type of mandrel 4 may be suitable for producing various and varied bends. In addition, such an inflatable envelope 40 eliminates the risk of ovalization and moreover compensating, on the one hand, the play between the mandrel and the pipe to be bent and, on the other hand, the differential expansion between the mandrel and the pipe to be bent.

En outre, lorsque le mandrin 4 est à l’état dégonflé (pression de fluide nulle), le risque d’endommagement de la canalisation CC lors du déplacement du mandrin 4 est fortement limité étant donné que le revêtement extérieur 5 glisse, avec peu de frottement, dans la cavité intérieure de la canalisation CC. Le mandrin 4 est lui-même moins sujet aux endommagements, ce qui améliore sa durée de vie. Cela est particulièrement avantageux lorsque le mandrin est échauffé et que la canalisation à cintrer est à température ambiante. Enfin, la température de la paroi intérieure est homogène, ce qui limite le risque de défaut lors du cintrage.In addition, when the mandrel 4 is in the deflated state (zero fluid pressure), the risk of damage to the CC pipe during movement of the mandrel 4 is greatly limited since the outer covering 5 slides, with little friction, in the interior cavity of the CC pipe. The mandrel 4 is itself less subject to damage, which improves its service life. This is particularly advantageous when the mandrel is heated and the pipe to be bent is at room temperature. Finally, the temperature of the interior wall is homogeneous, which limits the risk of defect during bending.

Selon une troisième forme de réalisation de l’invention, en référence aux figures 9 et 10, le mandrin 4 comporte à son extrémité de tête un orifice d’évacuation 45 et un clapet 6 adapté, d’une part, pour fermer ledit orifice d’évacuation 45 si la pression dans l’enveloppe gonflable 40 est inférieure à un seuil de pression prédéterminé et, d’autre part, pour ouvrir ledit orifice d’évacuation 45 si la pression dans l’enveloppe gonflable 40 est supérieure audit seuil de pression prédéterminé. Autrement dit, le clapet 6 est taré à un seuil de pression et est adapté pour commander l’évacuation du fluide sous pression de l’enveloppe gonflable 40 en cas de surpression. Dans cet exemple, le clapet 6 comporte une bille reliée à un élastique et reposant sur un siège. Néanmoins, il va de soi que d’autres types de clapets pourraient convenir.According to a third embodiment of the invention, with reference to FIGS. 9 and 10, the mandrel 4 has at its head end a discharge orifice 45 and a valve 6 adapted, on the one hand, for closing said orifice d evacuation 45 if the pressure in the inflatable envelope 40 is less than a predetermined pressure threshold and, on the other hand, to open said evacuation orifice 45 if the pressure in the inflatable envelope 40 is greater than said pressure threshold predetermined. In other words, the valve 6 is calibrated at a pressure threshold and is adapted to control the evacuation of the pressurized fluid from the inflatable envelope 40 in the event of overpressure. In this example, the valve 6 includes a ball connected to an elastic and resting on a seat. However, it goes without saying that other types of valves may be suitable.

De préférence, comme illustré aux figures 9 et 10, le mandrin 4 comporte en outre un silencieux 7 disposé entre le clapet 6 et l’orifice d’évacuation 45 de manière à limiter les nuisances acoustiques lors de l’évacuation du fluide via l’orifice d’évacuation 45. La pénibilité des opérateurs est ainsi diminuée.Preferably, as illustrated in FIGS. 9 and 10, the mandrel 4 further comprises a silencer 7 disposed between the valve 6 and the evacuation orifice 45 so as to limit the acoustic nuisances during the evacuation of the fluid via the evacuation orifice 45. The hardship of the operators is thus reduced.

Grâce à la présence de l’orifice d’évacuation 45 et du clapet 6, une circulation de fluide peut avantageusement être réalisée dans l’enveloppe gonflable 40, ce qui permet de la refroidir de manière optimale comme cela sera présenté par la suite.Thanks to the presence of the evacuation orifice 45 and of the valve 6, a circulation of fluid can advantageously be carried out in the inflatable envelope 40, which makes it possible to cool it optimally as will be presented later.

Un exemple d’utilisation de la troisième forme de réalisation du mandrin 4 va être dorénavant présenté en référence aux figures 9 et 10 pour cintrer une canalisation thermoplastique CC. Par souci de concision et de clarté, seules les différences notables par rapport à la mise en œuvre précédente vont être présentées. Dans cet exemple, la canalisation thermoplastique CC est cintrée « à chaud », c’est-à-dire, avec un mandrin qui a été préalablement élevé en température. Après cintrage, le mandrin 4 est toujours positionné dans la canalisation CC mais refroidi afin d’abaisser de manière progressive la température de la canalisation CC et ainsi limiter le risque d’endommagement lors du retrait du mandrin 4.An example of using the third embodiment of the mandrel 4 will now be presented with reference to FIGS. 9 and 10 for bending a CC thermoplastic pipe. For the sake of brevity and clarity, only significant differences from the previous implementation will be presented. In this example, the CC thermoplastic pipe is bent "hot", that is to say, with a mandrel which has been previously raised in temperature. After bending, the mandrel 4 is still positioned in the CC pipe but cooled in order to gradually lower the temperature of the CC pipe and thus limit the risk of damage during the withdrawal of the mandrel 4.

De manière analogue à précédemment, le procédé de cintrage comporte une étape d’insertion du mandrin 4, à l’état dégonflé, dans la canalisation CC jusqu’à atteindre la portion à cintrer.Similarly to previously, the bending process includes a step of inserting the mandrel 4, in the deflated state, into the pipe CC until it reaches the portion to be bent.

Puis, en référence à la figure 9, le procédé comporte une étape de gonflage de l’enveloppe gonflable 40 du mandrin 4 de manière à ce qu’elle entre en contact périphérique avec la surface intérieure de ladite canalisation CC. Pour permettre le gonflage, un fluide chaud Fc est injecté dans l’enveloppe gonflable 40 de manière à ce qu’elle entre en contact périphérique avec la surface intérieure de ladite canalisation CC. Grâce au fluide chaud Fc, la canalisation CC est chauffée de manière progressive par le mandrin 4 lorsque ce dernier se gonfle. Comme indiqué précédemment, le risque d’endommagement d’une canalisation échauffée CC est réduit.Then, with reference to FIG. 9, the method comprises a step of inflating the inflatable envelope 40 of the mandrel 4 so that it comes into peripheral contact with the interior surface of said pipe CC. To allow inflation, a hot fluid Fc is injected into the inflatable envelope 40 so that it comes into peripheral contact with the interior surface of said pipe CC. Thanks to the hot fluid Fc, the pipe CC is gradually heated by the mandrel 4 when the latter inflates. As previously stated, the risk of damage to a heated DC line is reduced.

Le fluide chaud Fc est injecté à une pression inférieure au seuil de pression du clapet 6 de manière à éviter toute évacuation de fluide chaud Fc et permettre le gonflage de l’enveloppe 40. De préférence, le fluide chaud Fc possède une température de l’ordre de 80°C.The hot fluid Fc is injected at a pressure below the pressure threshold of the valve 6 so as to avoid any evacuation of hot fluid Fc and allow inflation of the envelope 40. Preferably, the hot fluid Fc has a temperature of around 80 ° C.

De manière analogue à précédemment, le procédé de cintrage comporte ensuite une étape de déformation de la portion de la canalisation CC de manière à la cintrer. Puis, en référence à la figure 10, le procédé comporte une étape d’injection du fluide froid Ff à une pression supérieure au seuil de pression du clapet 6 de manière à permettre une évacuation du fluide chaud Fc qui est remplacé par le fluide froid Ff dans l’enveloppe gonflable 40. II en résulte que l’enveloppe 40, à l’état gonflé, se refroidit, ce qui refroidit la canalisation CC de manière progressive. La canalisation CC possède alors une résistance mécanique élevée, ce qui permet le retrait du mandrin 4 sans heurts après son dégonflage. Grâce au silencieux 7, l’évacuation du fluide chaudAnalogously to previously, the bending process then comprises a step of deformation of the portion of the CC pipe so as to bend it. Then, with reference to FIG. 10, the method comprises a step of injecting the cold fluid Ff at a pressure greater than the pressure threshold of the valve 6 so as to allow an evacuation of the hot fluid Fc which is replaced by the cold fluid Ff in the inflatable envelope 40. As a result, the envelope 40, in the inflated state, cools, which cools the CC pipe progressively. The CC pipe then has a high mechanical strength, which allows the mandrel 4 to be removed smoothly after deflating. Thanks to the silencer 7, the evacuation of the hot fluid

Fc ne présente pas de pénibilité pour les opérateurs.Fc does not present a hardship for the operators.

Dans cet exemple, la pression d’injection du fluide froid Ff est supérieure d’un bar (100 MPa) à celle du seuil de pression du clapet 6. De préférence, le fluide froid Ff possède une température de l’ordre de 20°C (air ambiant).In this example, the injection pressure of the cold fluid Ff is one bar higher (100 MPa) than that of the pressure threshold of the valve 6. Preferably, the cold fluid Ff has a temperature of the order of 20 ° C (ambient air).

Grâce au clapet 6, les phases successives de chauffage et de refroidissement du mandrin 4 peuvent être enchaînées à une cadence élevée, ce qui améliore la cadence de production. Les avantages liés au gonflage sont par ailleurs conservés.Thanks to the valve 6, the successive heating and cooling phases of the mandrel 4 can be linked at a high rate, which improves the production rate. The advantages of inflation are also retained.

Claims

1. Bending machine (100) of at least one hollow longitudinal cylindrical pipe (CC), the machine (100) comprising at least one deformation module (1) comprising a bending anvil (10), a clamping anvil ( 11) configured to constrain a portion of the pipe (CC) against the bending anvil (10) and a pressure anvil (12) configured to deform said portion during its movement by the bending anvil (10) and the clamping anvil (11), the bending machine (100) comprising at least one mandrel (4), configured to extend inside the portion of the pipe to be bent (P), machine characterized in that the mandrel (4) comprises at least one inflatable envelope (40) whose section is smaller than the section of the pipe (CC) in the deflated state, the inflatable envelope (40) being configured to exert a peripheral force on the interior surface of the pipeline (CC) in the state inflated to maintain its section during bending.

2. Bending machine (100) according to claim 1, wherein the inflatable envelope (40) is made of an elastic material, preferably silicone.

3. Bending machine (100) according to one of claims 1 to 2, wherein the inflatable casing (40) of the mandrel (4) has an anti-friction outer surface.

4. Bending machine (100) according to one of claims 1 to 3, comprising means (6) for feeding the mandrel (4) with fluid or elementary solid materials so as to inflate said inflatable envelope (40).

5. bending machine (100) according to claim 4, wherein the mandrel (4) comprises a hollow base member (41) connected, on the one hand, to the inflatable envelope (40) and, on the other hand , to the supply means (6).

6. Bending machine (100) according to one of claims 1 to 5, wherein the inflatable envelope (40) comprises heating means, preferably a heating system with a positive temperature coefficient.

7. Bending machine (100) according to claim 6, wherein the heating means are molded into the inflatable envelope (40).

8. Bending machine (100) according to one of claims 1 to 7, in which the mandrel (4) has at its end a discharge orifice (45) and a valve (6) adapted, on the one hand, to close said discharge port (45) if the pressure in the inflatable envelope (40) is less than a predetermined pressure threshold and, on the other hand, to open said discharge port (45) if the pressure in the inflatable envelope (40) is greater than said predetermined pressure threshold.

9. A method of bending at least one hollow longitudinal cylindrical pipe (CC) by means of a bending machine (100) according to one of claims 1 to 8, the method comprising at least:

- a step of inserting the mandrel (4), in the deflated state, into the pipe (CC) until reaching the portion to be bent,

a step of inflating the inflatable envelope (40) of the mandrel (4) so that it comes into peripheral contact with the interior surface of said pipe (CC), and

- a step of deformation of the portion of the pipe (CC) so as to bend it.

10. A bending method according to claim 9, the method comprising a step of injecting a hot fluid (Fc) into the inflatable envelope (40) prior to the deformation step and a step of injecting a cold fluid (Ff) in the inflatable envelope (40) after the deformation step.

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