EP1364724B1 - Procédé de réalisation de trou sur un tube par fluoperçage - Google Patents

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EP1364724B1
EP1364724B1 EP20030291211 EP03291211A EP1364724B1 EP 1364724 B1 EP1364724 B1 EP 1364724B1 EP 20030291211 EP20030291211 EP 20030291211 EP 03291211 A EP03291211 A EP 03291211A EP 1364724 B1 EP1364724 B1 EP 1364724B1
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EP
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tube
hole
drilling
recess
flow
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Pierre Langillier
Patrick Markiewski
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Renault SAS
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Renault SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/063—Friction heat forging
    • B21J5/066—Flow drilling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/28—Making tube fittings for connecting pipes, e.g. U-pieces
    • B21C37/29—Making branched pieces, e.g. T-pieces
    • B21C37/298—Forming collars by flow-drilling

Definitions

  • the invention relates to a method of making a hole on a tube by drilling according to the preamble of claim 1, in particular for the implantation of measuring probes on the exhaust systems of motor vehicles.
  • Floating technique is a thermal process for drilling circular holes, whose diameter is three to four times greater than the thickness of the material in metal plates or metal tubes with relatively thin walls, with the help of a conical and polygonal metal carbide tool.
  • the thickness of the repressed material intended to form the barrel and the flange of the hole depends not only on the thickness of the tube but also on its outside diameter.
  • the fluo-drilling is performed by a fluoperceuse attacking the tube on a generatrix perpendicular to the axis of the tube.
  • the amount of material discharged may be irregular in places and weaken the barrel achieved to the point that it is not ensured to be able to practice tapping ensuring effective implementation of the sensor later or at least it is not ensured that the resistance to the tightening torque of the sensor in the tapping of the hole is consistent with the desired value.
  • DE 4224131 discloses the features of the preamble of appended claim 1.
  • the invention aims to solve this difficulty.
  • the invention achieves its goal by providing a method of drilling a hole in a tube, according to the appended claim 1.
  • the cylindrical tube 1 receives at the place where the hole 10 for fixing a sensor of measurement, a recess 2 consisting of a circular plane 3 lined with more or less conical oblique walls 4 which connect it to the cylindrical surface of the tube 1.
  • the recess 2 is formed, according to the invention, by the tool 10 of tungsten carbide flow of which the head has a front face 21 provided with a centering tip 22 and surrounded by a conical surface 23 of angle A for example 15 °.
  • the size of the front face 21 corresponds to that of the range 3 and the angle of the conical surface 23 corresponds to the slope of the oblique walls 4. Thanks to the temperature rise resulting from the friction of the tool on the tube, it is possible by pushing the tool to deform the tube to obtain the necessary recess.
  • the washer After completion of the recess 2, there is a washer 5, for example 2 mm thick, on the circular range 3.
  • the washer can be provided with a central hole 6.
  • the washer 5 is welded by friction and elevation of temperature to the flat wall 3 of the recess; the material of the flat wall 3 and the washer 5 gives rise by creep to the barrel 11 and to the flange 12 of the hole 10 which must then be tapped before fixing the sensor.
  • the thickness of material in the barrel 11 and the flange 12 is substantially regular over the entire periphery of the hole.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • L'invention concerne un procédé de réalisation de trou sur un tube par fluoperçage conformément au préambule de la revendication 1, notamment pour l'implantation de sondes de mesure sur les dispositifs d'échappement des véhicules automobiles.
  • Il est connu, pour implanter des capteurs de mesure sur des tubes d'échappement, de réaliser par fluoperçage un trou directement avec son canon et sa collerette, le taraudage du canon pouvant également être obtenu directement lors du fluoperçage ou après celui-ci.
  • La technique de fluoperçage est un procédé thermique permettant de percer des trous circulaires, dont le diamètre est trois à quatre fois supérieur à l'épaisseur du matériau dans des plaques de métal ou des tubes métalliques aux parois relativement fines, à l'aide d'un outil en carbure métallique conique et polygonal. On pourra se reporter notamment aux documents US 3429171 , 3939683 ou 4454741 à ce sujet.
  • Lors de la réalisation par fluoperçage d'un trou sur un tube, l'épaisseur de matière refoulée destinée à former le canon et la collerette du trou dépend non seulement de l'épaisseur du tube mais également de son diamètre extérieur. Généralement, le fluoperçage est réalisé par une fluoperceuse attaquant le tube sur une génératrice perpendiculairement à l'axe du tube. Lorsque le tube a une paroi cylindrique très fine et que le trou à fluopercer est relativement grand par rapport au diamètre du tube, la quantité de matière refoulée peut être irrégulière par endroit et fragiliser le canon réalisé au point qu'il n'est pas assuré de pouvoir y pratiquer un taraudage assurant une mise en place efficace du capteur ultérieurement ou du moins il n'est pas assuré que la tenue au couple de serrage du capteur dans le taraudage du trou soit conforme à la valeur souhaitée. DE 4224131 fait connaître les caractéristiques du préambule de la revendication 1 annexée.
  • L'invention a pour but de résoudre cette difficulté.
  • L'invention atteint son but en proposant un procédé de fluoperçage d'un trou dans un tube, conforme à la revendication 1 annexée.
  • Il est avantageux de prévoir juste avant le fluoperçage du trou de disposer une rondelle entre le fluoperceur de réalisation du trou et le tube, dans l'embrèvement qui vient d'être réalisé. Grâce à la friction et à l'élévation de température due au fluoperçage (aux alentours de 1000 °C), la rondelle se retrouvera soudée au tube et une partie de sa matière constitutive pourra servir à l'élaboration par fluage du canon et de la collerette.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en demi-coupe partielle longitudinale d'un tube lors de la formation de l'embrèvement conformément à l'invention,
    • la figure 2 est une vue de dessus du tube de la figure 1, montrant l'embrèvement,
    • la figure 3 est une vue de côté de l'outil destiné à réaliser l'embrèvement,
    • la figure 4 est une vue schématique en demi-coupe partielle longitudinale du tube après mise en place de la rondelle dans l'embrèvement conformément à l'invention,
    • la figure 5 est une vue de dessus du tube de la figure 4, montrant la rondelle dans l'embrèvement,
    • la figure 6 est une vue en coupe partielle montrant le trou réalisé par fluoperçage, avec son canon et sa collerette.
  • Le tube cylindrique 1, dont l'épaisseur peut être par exemple de l'ordre de 0,7 à 1,5 mm, reçoit à l'endroit où doit être formé par fluoperçage le trou 10 destiné à la fixation d'un capteur de mesure, un embrèvement 2 constitué d'une plage plane circulaire 3 bordée de parois obliques 4 plus ou moins coniques qui la raccordent à la surface cylindrique du tube 1. L'embrèvement 2 est formé, conformément à l'invention, par l'outil de fluoperçage 20 en carbure de tungstène dont la tête présente une face avant 21 munie d'une pointe de centrage 22 et entourée d'une surface conique 23 d'angle A par exemple de 15°. La taille de la face avant 21 correspond à celle de la plage 3 et l'angle de la surface conique 23 correspond à la pente des parois obliques 4. Grâce à l'élévation de température résultant de la friction de l'outil sur le tube, il est possible en poussant l'outil de déformer le tube pour obtenir l'embrèvement nécessaire.
  • Après réalisation de l'embrèvement 2, on dispose une rondelle 5, par exemple de 2 mm d'épaisseur, sur la plage circulaire 3. La rondelle peut être pourvue d'un trou central 6.
  • Lors du fluoperçage subséquent, réalisé avec l'outil conventionnel de fluoperçage, la rondelle 5 se soude par friction et élévation de température à la paroi plane 3 de l'embrèvement ; la matière de la paroi plane 3 et de la rondelle 5 donne naissance par fluage au canon 11 et à la collerette 12 du trou 10 qu'il convient ensuite de tarauder avant la fixation du capteur.
  • L'épaisseur de matière dans le canon 11 et la collerette 12 est sensiblement régulière sur toute la périphérie du trou.

Claims (2)

  1. Procédé de réalisation de trou sur un tube (1) pan fluoperçage, selon lequel, préalablement au fluoperçage, on réalise dans le tube (1) un embrèvement (2) destiné à former une petite surface plane (3) sur laquelle est réalisé le trou (10) par fluoperçage caractérisé en ce que l'embrèvement (2) est réalisé à chaud à l'aide d'un fluoperceur disposant d'un outil de fluoperçage (20) en carbure de Tungstène dont une tête présente une face avant (21) munie d'une pointe de centrage (22) et de taille correspondant à celle de la surface plane (3).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose dans l'embrèvement (2) une rondelle (5) avant le fluoperçage du trou (10).
EP20030291211 2002-05-22 2003-05-22 Procédé de réalisation de trou sur un tube par fluoperçage Expired - Fee Related EP1364724B1 (fr)

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