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Coude de tuyau et son procédé de fabricatie
La présente invention a pour objet un coude de tuyau en une seule pièce métallique ainsi que son procédé de fabrication, l'angularité de ce coude pouvant être comprise entre 45 et 90 ou différente.
Ce coude peut comporter des extrémités de même diamètre ou de diamètres différents, l'une par rapport à l'autre ou par rapport au corps du coude. Son épaisseur est, de pré- férence, uniforme.
Le procédé préféré de fabrication de ce coude comprend la conformation de la matière tubulaire, c'est-à-dire de la matière première, la pièce tubulaire comportant un
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élément constitutif cylindrique plus grand d'un côté que de l'autre, la matière se trouvant du plus grand côté étant appelée à cheminer ou s'épanouir c'est-à-dire constituant la matière devant former la partie de plus rayon du coude résultant, ce qui fait que l'épaisseur de paroi de ce coude une fois achevé est sensiblement uniforme.
Diverses autres caractéristiques de l'invention décou- leront de la description détaillée qui suit et des dessins annexés, dans lesquels :
La fig, 1 est une vue en élévation latérale d'un coude conforme à l'invention partiellement arraché pour le montrer en coupe verticale médiane, les extrémités étant représen- tées comme étant de diamètres intérieurs et extérieurs sen- siblement uniformes entre elles mais plus grands que ceux du corps du coude.
La fig. 2 est une vue en élévation latérale d'un coude à 90 conforme à l'invention, partiellement arraché pour le montrer en coupe verticale médiane, les diamètres intérieurs et extérieurs de ses deux extrémités étant différents.
La fig. 3 est une vue en élévation latérale d'un coude à 45 conforme à l'invention, en partie arraché pour le mon- trer en coupe médiane, les diamètres intérieurs et extérieurs de ses extrémités étant sensiblement uniformes entre eux mais plus grands que ceux du corps du coude.
La fig. 4 est une vue en élévation latérale d'un coude à 45 partiellement arraché pour le montrer en coupe verti- cale, les diamètres intérieurs et extérieurs des extrémités étant différents.
La fig. 5 est une vue en élévati,on latérale illustrant une phase initiale. du procédé que prévoit l'invention, à
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savoir le tronçonnage d'un élément de tuyau de longueur donnée en deux parties complémentaires,
La fig. 6 est une vue en élévation verticale centrale illustrant la phase de cintrage d'un élément complémentaire de tuyau suivant un angle désiré, ici de 90 .
La fig. 7 est une vue en élévation verticale centrale illustrant la phase finale du cintrage.
La fig. 8 est une vue en bout de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en coupe verticale centrale repré- sentant une matrice et un poinçon coopérant, un coude étant placé dans la matrice et le poinçon ayant élargi l'une des extrémités droites du coude pour y former une bride ou partie de plus grand diamètre.
La fig. 10 est une vue analogue à la fig. 9, mais repré- sentant le coude placé en position préparatoire au refoule- ment de son extrémité opposée en vue d'y former aussi une bride de plus grand diamètre.
La fig. 11 est une vue en élévation latérale, partiel- lement arrachée en coupe médiane, montrant l'emmanchement soudé d'une extrémité élargie ou bride d'un coude de dia- mètre intérieur uniforme avec une extrémité de tuyau, le joint ainsi -formé présentant un alésage uniforme.
La fig. 12 est une vue en élévation latérale, partiel- lement arrachée en coupe verticale médiane, d'un coude à extrémités élargies formant bride$ ayant des diamètres assu- rant, l'une par rapport à l'autre, une réduotion de calibre, le joint soudé prévu à chaque extrémité avec le bout d'un tuyau ou d'un raccord de tuyau, d'une épaisseur oorrespon- dant respectivement à l'augme.ntation de diamètre des extré- mités opposées respectives du coude réducteur, assurant ¯le -
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ainsi un alésage bien dégagé et sans saillie interne dans l'ensemble des pièces assemblées et l'intérieur du coude.
Dans ces dessins, le coude 10 représenté dans la fig. 1 est un coude dit à 90 . Son corps est en matière forgée ou façonnée de manière analogue d'une seule pièce, de pré- férence en cuivre, laiton ou autre alliage métallique con- tenant du cuivre, mais il peut être aussi en d'autres métaux.
Son extrémité 11, d'une seule pièce avec son corps, est repré- sentée de plus grand diamètre que son corps, mais elle peut aussi être du même diamètre que lui. Son autre extrémité 12, d'une seule pièce avec le corps, est représentée de plus grand diamètre que le corps et, ici, du même diamètre que l'extrémité 11. Cependant, le diamètre de l'extrémité 12 peut être égale à celui du corps du coude.
Le coude 13 représenté dans la fig. 2 est aussi un coude à 90 ; son extrémité 14, d'une seule pièce avec son corps est représentée de diamètre un peu plus grand que celui du corps. Son autre extrémité 15, d'une seule pièce avec son corps, est représentée de diamètre plus fortement augmenté, c'est-à-dire que le diamètre de cette extrémité 15 dépasse celui de l'extrémité 14.
Le coude représenté dans la fig. 3 est semblable à celui de la fig.l, sauf qu'il est approximativement à 45 au lieu d'être à 90 ; les parties correspondantes sont désignées par les mêmes numéros de référence dans ces figures ; ce coude peut d'ailleurs être établi suivant tout angle désiré.
Le coude représenté dans la fig. 4 est analogue à celui qui est représenté dans la fig. 2, sauf qu'il est approximativement à 45 au lieu d'être à 90 ; les parties correspondantes sont désignées par les mêmes numéros de
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référence dans ces deux figures ; ce coude peut d'ailleurs être établi suivant tout angle désiré.
Dans les divers coudes représentés dans les figs. 1 à 4, le degré d'emmanchement de chaque extrémité du coude par rapport à l'extrémité d'un tuyau, raccord de tuyau ou pièce analogue, est limité par un ressaut, redan ou épaulement 16. Ce dernier est, de préférence, conformé comme suivant un rayon, c'està-dire que sa face intérieure est en arc de cercle ; cependant, l'épaulement ou redan obtenu avec des métaux tels que cuivre, laiton et autres alliages contenant du cuivre et autres matières métalliques convenables présente une configuration sensiblement à angle droit pour faciliter sa fonction de limitation positive de l'emmanchement.
Les figs. 6,7, 8 illustrent les phases successives du procédé de conformation des coudes conforme à l'invention, le coude ici représenté étant à 90 , bien qu'il soit évident que le procédé est également applicable de façon correspon- dante à des coudes faisant un autre angle.
Pour économiser la matière, les coudes sont faits avec des tronçons de tuyau complémentaires 20,21, coupés en 22 d'unelongueur donnée et suivant un angle qui dépend de celui selon lequel le tuyau doit être coudé. En coupant une lon- gueur de tuyau donnée pour établir des tronçons complémen- taires, on évite toute perte de matière.
Le tronçon de tuyau 20 est ensuite placé dans une matrice de conformation 23 présentant un canal 24 conformé de façon correspondant au coude devant être obtenu. Cette matrice 23 est, de préférence, constituée par des coquilles complémen- taires 23,23 placées côte-à-côte (voir fig. 8) et fixées l'une à l'autre par des broches de blocage 25 ou des organes
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équivalents, puis maintenues rigidement en prise face-à-face pendant la phase d'intervention du poinçon 26 porté par la tête 27 de la presse.
Le poinçon d'emboutissage 26 comporte un organe pilote 28 qui mesure un diamètre inférieur à celui du corps du poinçon, ce qui donne lieu à une face d'emboutissage horizon- tale annulaire 29. Cet organe pilote 28 pénètre dans le tronçon de tuyau 20 dont le bord inférieur est attaqué par la face d'emboutissage 29.
Le tronçon de tuyau 20 ainsi embouti est placé dans le canal 24 des coquilles 23,23 de la matrice, la partie 22 coupée suivant un certain angle étant disposée à l'extrémité supérieure de ce canal 24 et la p,artie angulaire en excès 20a (c'est-à-dire l'élément cylindrique complémentaire le plus long sur la face cylindrique parallèle à l'axe) étant placée sensiblement dans le plan de la région extérieure arquée du coude, c'est-à-dire vers le côté droit dans les figs. 6 et 7, après quoi, lors du mouvement descendant de refoulement du poinçon 26, le tronçon de tuyau est refoulé dans le canal 24 pour prendre la configuration générale du coude résultant.
Grâce à cette opération, la matière angulaire en excès a 20 est utilisée pour la plus grande partie arquée du coude obtenu, c'est-à-dire sur les surfaces ayant les plus grands rayons.
Si nécessaire, les coudes ainsi formés sont ébarbés, puis conformés de façon qu'ils présentent des extrémités de plus grand diamètre formant brides et qu'ils comportent aussi des épaulements 16 à leurs extrémités respectives.
Un coude tel que 10 comporte,'de préférence, une bride,
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c'est-à-dire une partie de plus grand diamètre, à l'une ou l'autre ou à ses deux extrémités.
Pour la conformation de ces extrémités de plus grand diamètre, on utilise (voir Fig. 9 et 10) des matrices 30 coopérant avec des pièces correspondantes qui s'ajustent sur elles, mais qui ne sont pas représentées pour la clarté des dessins. En tous cas, des goujons 31 sont utilisés pour maintenir fixement les éléments de cette matrice l'un par rapport à l'autre. Ces éléments de matrice comportent un alésage qui correspond à la partie courbée du coude 10 ; à l'extrémité d'entrée de cet alésage est ménagé un élargis- sement ou chambre 32. Sur l'extrémité supérieure de la ma- trice 30 est placée une plaque 31a percée d'un trou venant coincider avec l'alésage des éléments de la matrice ; le diamètre de ce trou est égal au diamètre extérieur de l'ex- trémité élargie 33 du coude 10.
Sur le côté adjacent de la matrice formée par l'élément 30 et l'élément associé (non représenté) est placée une plaque 34, percée d'un trou venant coïncider avec l'alésage des éléments de la matrice ; dans ce trou, qui comporte plusieurs épaulements, on place un bouchon 35, comportant une partie décolletée 36, dont le diamètre est égal au diamètre intérieur du coude 10. Le bouchon 35 sert de butée pour empêcher le coude 10 de se déplacer vers l'extérieur dans l'élément de matrice 30 et l'élément y associé.
Le dispositif qui vient d'être décrit est placé dans une presse puis un poinçon 37 à extrémité conique 38 est repoussé dans l'embouchure 33 du coude 10, en élargissant cette extrémité pour l'amener à prendre la forme du trou percé dans la plaque 31a, ce qui a pour résultat de former
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une bride 33. Pour former l'autre bride du coude 10, on retire le bouchon 35 (Fig. 9) de la plaque 34 et on le rem- place par un autre bouchon 39 (Fig. 10) comportant une partie 40 de diamètre égal au diamètre intérieur de l'extrémité de plus grand diamètre 33 du coude.
Ceci amène l'autre extré- mité du coude 10 en place dans le trou de la plaque 31, après quoi le poinçon 37 descend et élargit l'extrémité 41 du coude, en donnant ainsi au coude une fois terminé das extrémitésde plus grand diamètre formant des brides comme représenté dans la fig. 1.
En général, cette ou ces extrémités de plus grand dia- mètre du coude servent d'éléments femellesen vue de son em- manchement sur l'extrémité d'un tuyau ou d'un raccord de tuyau, le diamètre extérieur de l'élément mâle de l'assembla- ge et le diamètre intérieur de l'élément femelle étant respec- tivement uniformes sur toute l'étendue de l'assemblage par emmanchement et calculés pour assurer un passage capillaire ou superficiel d'un matériau liant convenable qu'on appli- que à chaud pendant l'assemblage.
La longueur axiale de la ou des extrémités de plus grand diamètre correspond à l'importance de cet emmanchement qui est prévue pour constituer un joint résistant aux solli- citations mécaniques intérieures et extérieures et en même temps étanche aux fluides. La matière de trouvant à la jonc- Lion entre le bord intérieur de chaque bride et le corps est d'un seul morceau et, de préférence, sensiblement per- pendiculaire aux faces intérieures respectives de l'extrémité de plus grand diamètre et du corps du coude, ce qui donne lieu à une butée nette déterminant la mesure d'emboîtement des éléments.
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Cette partie formant jonction monobloc est, de préfé- rence, de longueur radiale correspondant à l'épaisseur de l'extrémité du tuyau ou autre raccord de tuyauterie, afin de ménager ainsi un alésage sensiblement uniforme, c'est-à-dire sans saillies, de l'intérieur du coude en passant par le joint à emmanchement jusque dans l'intérieur du tuyau ou autre raccord de tuyauterie.
La fig, 11 représente un coude 10, de diamètre intérieur uniforme dans toute la longueur de son corps, qui est relié à l'une de ses extrémités avec l'extrémité d'un tuyau 42 dont l'épaisseur correspond à la dimension radiale de la jonction 16, ce qui permet un emboîtement facile.
La fig. 12 représente un coude 13 à diminution, de pro- fil correspondant à la fig. 2, relié par sa bride 14 - la plus petite à l'une des extrémités d'un tuyau ou élément équivalent 42 pour ménager un raccordement sans saillie interne, comme expliqué dans ce qui précède, sa bride 15 de plus grand diamètre étant reliée à l'extrémité d'un autre tuyau ou élément équivalent 43 de plus grande, section dont l'épaisseur de paroi correspondant à la partie radiale 16a permet de ménager ainsi à cette extrémité de plus fort dia- mètne un raccordement ou alésage uniforme sans saillie interne, l'augmentation de diamètre de la plus petite bride 14 à la plus grande bride 15 du coude étant effectuée dans son corps 13a.
Dans les types de coude établis selon l'invention mais ne comportant pas de bride ou extrémité de plus grand dia- mètre, cette extrémité sert d'élément mâle pour le raccor- deme,nt avec un té, un adaptateur, un raccord ou un autre élément ou raccord de tuyauterie comportant un bourrelet
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ou une partie équivalente faisant saillie radialement vers l'intérieur, grâce à quoi l'alésage ne présente pas de sail- lies interne? depuis le coude jusqu'à travers l'intérieur de cet autre élément de tuyauterie.
Le coude est, quel que soit son mode de réalisation, de préférence en cuivre forgé ou façonné de manière analogue et en une seule pièce. Les tuyaux avec lesquels ce coude est utilisé selon les diverses façons indiquées dans ce qui pré- cède sont aussi de préférence en cuivre ou en un alliage à forte teneur en cuivre, ce qui facilite la formation d'un joint soudé très satisfaisant en utilisant de la soudure appropriée, les diamètres intérieurs et extérieurs de ces tuyaux étant ohoisis de façon qu'ils aient des épaisseurs de paroi assurant des alésages sans saillies internes à la hau- teur des divers joints à emboîtement.
On voit que chaque extrémité des divers coudes conformes à l'invention n'est pas perforée, c'est-à-dire qu'elle ne comporte pas les orifices usuels dans les types antérieurs de joints emboîtés soudés comportant un élément de jonction en métal moulé maispas en métal forgé ou façonné de façon analogue, La soudure ou autre liant utilisé pour établir des joints soudés entre un coude selon l'invention et un autre élément de tuyauterie est appliqué sur leurs extrémités extérieures ; une fois bien fondu, il entre et se répartit complètement dans tout le joint, ce qu'on facilite à l'oc- casion en frottant avec de la laine d'acier pour débarrasser les surfaces d'emboîtement de leur crasse, graisse ou autres matières étrangères.