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Tube à grande flexibilité et procédés et dispositifs pour son établi ssement.
Dans de nombreux domaines de la technique on se trouve en présence de la nécessité d'avoir des tubes et canalisations susceptibles d'absorber des efforts de flexion considérables dans une direction donnée perpendiculaire à l'axe de la canali- sation. Le besoin de tels tubes se fait particulièrement sentir dans la construction navale et d'une manière générale dans la construction de véhicules.
L'établissement de tels tubes à grande flexibilité est particulièrement importante pour la construction des canalisa - tions et surtout pour les coudes et raccords coudés intercalés pour équilibrer les dilatations longitudinales provoquées par les modifications de température ou pour rendre possible cer - taine déplacements longitudinaux, plus est grande la capacité d'
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absorption des efforts de flexion de tels coudes comprenant encore les compensateurs en forme de lyre, de noeud ou de U, plus on peut diminuer l'ouverture de la longueur du coude de compensation, plus les points de liaison fixes peuvent être établis facilement et économiquement et moins les efforts subis par les raccords des appareils d'utilisation sont considérables.
La plus ou moins grande capacité d'absorption des efforts de flexion du tube a par suite, surtout dans le cas de ces compen - sateurs, une très grande influence sur le prix rétablissement de l'installation complète.
On sait déjà, en particulier dans le cas de l'établissemeit de ces raccords coudés ou coudes de compensation, que l'on peut prévoir sur le tube des ondulations ou plis entourant le tube complètement ou en partie, ces ondulations ou plis dirigés de préférence radialement pouvant être formés à l'intérieur ou à 1' extérieur du tube. On obtient, tant au moyen des ondulations entourant entièrement le tube que par les plis formés seulement à l'intérieur de la courbure, un accroissement sensible de la facilité d'absorption des efforts de flexion des coudes et rac - cords de compensation considérés.
L'invention décrite ci-après a pour objet un tube à très grande flexibilité dans une direction perpendiculaire à l'axe du tube, présentant une paroi intérieure lisse provoquant une perte de charge aussi faible que po ssible,
De plus l'invention couvre les procédés et dispositifs prévus pour l'établissement de ces tubes.
Conformément à l'invention on ménage sur le tube, de sec- tion de préférence ronde, deux plis diamétralement opposés per - pendiculaires à la direction des forces provoquant la flexion et disposés au voisinage d'un plan passant par l'axe du tube ou par les fibres neutres de celui-ci.
Ces plis longitudinaux présentent dans le mode d'exécution
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le plus simple la forme d'un U dont l'ouverture se trouve sur la paroi du tube, Il est préférable d'arrondir le raccordement entre les parois longitudinales des plis et le corps tubulaires lui-même afin de réduire les efforts de flexion maxima suscepti- bles de se produire à cet endroit, Conformément à l'invention les plis peuvent être appliques extérieurement sur le tube ou pénétrer intérieurement dans celui-ci.
On obtient comme avantage de l'objet de l'invention par rapport aux modes connus d'établissement des canalisations, en premier lieu une perte de charge extraordinairement faible qui en pratique ne dépasse pas celle d'un tube Lisse, tandis que sa capacité d'absorption des efforts de flexion est très élevée et que son mode d'établissement est très simple ; de plus, on peut prévoir à l'intérieur de la paroi du tube un recouvrement des plislongitudinaux.
Pour améliorer l'élasticité du tube, on peut donner aux Plis une forme ondulée ou en zig-zag. Dans des cas particuliers, il est également possible de prévoir d'un côté des plis recti- lignes et de l'autre des plis ondulée ou en zig-zag. En général, il est à recommander, pour plus de facilité de construction et en vue d'un prix de revient moindre, de donner aux plis longitu- dinaux une forme rectiligne.
Pour limiter, en particulier dans le cas de tubes relati - vement à grand diamètre, les dimensions transversales des tubes longitudinaux, on a constaté qu'il était utile de remplacer le pli unique par deux plis longitudinaux ou davantage ayant la même section droite ou des sections droites différentes. Dans ce cas également les plis peuvent être disposés soit à l'intérieur, soit à l'extérieur du tube ou bien en partie à l'extérieur et en partie à l'intérieur. Dans des cas particuliers, il peut être intéressant par suite de donner à la section droite des plis la forme d'un S.
Il faut s'assurer, pour le cas de surpressions
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notables à l'intérieur de la canalisation, que les parois longi- tudinales planes des plis ne soient pas soumises à des efforts exagérés et ne puissent pas céder. A cet effet, on peut inter - rompre les plis longitudinaux en un certain nombre de points de préférence équidistants ou y laisser intacte la paroi du tube proprement dit à l'intérieur des plis de manière que le tube présente en ces points sa section droite primitive.
Il est également possible de remplacer la disposition ci- dessus ou de la compléter par une pince ou par des nervures de renforcement disposées à peu près radialement par rapport à l' axe du tube et s'appuyant d'une part contre la paroi extérieure des plis et de l'autre contre celle du tube.
De telles nervures de renforcement peuvent être fixées ou fo rmées tout autour du tube, ces nervures pouvant constituer le cas échéant des col - liera,
Un autre mode de raidissement des parois longitudinales des plis consiste à relier les parois en vis à vis de chaque pli par des tirants reliés aux cotés intérieurs de ces parois et présentant une grande résistance à la traction grâce au choix de la matière qui les constitue ou à la forme qui leur a été donnée. L'axe longitudinal des tirants peut par exemple être légèrement incurvé par rapport à la direction des efforts à subir de manière que ces tirants puissent s'allonger ou se rac- courcir lorsque les effort s augmentent.
L'objet de l'invention peut être appliqué,d'une manière générale à tous les cas où il est nécessaire d'obtenir une grande capacité d'absorption des efforts de flexion dans une direction déterminée par rapport à 1'aµe du tube, On obtient toutefois des avantages particuliers lorsqu'on applique l'objet de l'invention sous forme de coude ou de raccord coudé à la compensation des dilatations longitudinales ou des déplacements longitudinaux des canalisations. Ces coudes et raccords coudés
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présentent comme on le sait des formes particulières en lyre, en noeud ou en U lorsque les modifications de direction déter- minées par le guidage de la canalisation et les angles droits ne suffisent pas.
On peut dans le cas de l'invention nepas prévoir de plis longitudinaux sur les parties droites de la canalisation intercalées comme il est d'usage courant entre les différents coudes, puisque ces parties droites ne sont que peu soumises à la flexion en comparaison des parties coudées. La flexibilité de ces coudes et raccords coudés peut également servir par exemple à procurer d'une manière simple et sans néces- siter le démontage d'autres éléments de l'installation, l'es- pace complémentaire nécessaire à la mise en place et au démon- tage de dispositifsquelconques prévus dans la canalisation ou d'éléments de cette canalisation.
De tels tubes oomportant des plis longitudinaux pour ac - croitre leur flexibilité peuvent être appliqués non seulement aux canalisations, mais également dans tous les cas où un orga - ne de transmission doit présenter une grande flexibilité dans une direction donnée. Dans des cas particuliers, il peut être avantageux de ne pas donner au tube une section droite constante et de lui donner de la conicité. z ¯ ¯ ¯
L'établissement de ces tubes peut s'effectuer par soudure des plis longitudinaux dans des évidements correspondants du corps tubulaire ou encore par laminage au moyen de cylindres de forme particulière.
Conformément à l'invention la soudure des plis longitudinaux se fait de préférence en prévoyant sur les parois longitudinales de ces plis des saillies extérieures de manière que le point de soudure se trouve en dehors du point de raccordement entre la section droite du pli et celle du tube primitif. En même temps on peut subdiviser à volonté la longueur de tube. par exemple on peut diviser le tube suivant le plan médian des plis longitudinaux de manière qu'il soit constitué
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par deux éléments matricés semblables de forme évidée en coupe.
Quand on utilise ces tubes en grande quantité, leur obten- tion par laminage à l'aide de cylindres de forme spéciale peut être considérée comme avantageuse. Dans ce cas, l'épaisseur de paroi et la matière constituant les plis sont les mêmes que pour le corps du tube proprement dit. Dans l' établissement des tubes à plis longitudinaux par soudure des plis, il est par contre souvent nécessaire d' établir les plis longitudinaux en une ma - tière plus mince ou ayant des propriétés meilleures que celle du corps tubulaire. On peut obtenir avec des moyens relativement simples un accroissement complémentaire notable de la capacité d'absorption des efforts de flexion du tube. ¯¯ ¯
L'établissement des coudeset raccords soudés conformes à l'invention peut se faire de nombreuses manières différentes.
Il est possible dans le cas de la soudure des plis longitudinaux de couder indépendamment l'un de l'autreles corps tubulaires et les plis longitudinaux. Toutefois lorsqu'on forme les coudes ou raccords coudés a partir d'un tube droit comportant déjà ces plis longitudinal, on remplit conformément à l'invention le tube de sable ou bien on dispose au moment du cintrage un gaba - rit approprié dans les tubes.
La soudure ultérieure des plis longitudinaux n'est appli - câble toutefois que pour certaines conditions de fonctionnement particulières et pour certaine modes d'action des efforts. La bonne qualité d'une soudure dépend également dans une forte me - sure de la confiance que l'on peut donner aux soudeurs et des conditions de travail particulières dans lesquelles se fait la soudure, Un tel établissement des tubes longitudinaux est donc limité, tout au moins à l'heure actuelle ;
à certaines applica - tions déterminées, en général d'ordre secondaire, L'établissement des tubes à plis longitudinaux directement au laminoir rencontre des difficultés en ce sens que les ateliers de laminage craignent
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d'engager les dépenses nécessaires l'établissement des cylin- dres particuliers nécessaires lorsqu'on ne s'engage pas à une commande d'une grande quantité de tubes de même diamètre et de même qualité, Etant donné que l'on ne peut que rarement s'enga- ger de cette manière, ce mode de fabrication est impossible dans la plupart des cas.
Pour écarter ces inconvénients et ces difficultés et pour rendre possible l'application des tubes plis longitudinaux dans tous les domaines et pour toutes les utilisations, c'est-à- dire même pour les efforts les plus élevés, on a proposé confor- moment à l'invention plusieurs procédés rendant possible l'ap - plication des plis longitudinaux sur les tubes, après fabrica - tion et suivant les besoins.
Tous ces procédés concordent en ce sens que l'on part de préférence pour l'établissement du tube à plis longitudinaux d' un tube dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur à celui du tube terminé a plis longitudinaux dans lequel on ne tient pas compte de ces plis. La périphérie du tube initial et celle du tube à plis longitudinaux, y compris la périphérie des plis, sont dans ce cas à peu près égales. On peut toutefois conformément à l'invention partir d'un tube .dont le diamètre est égal à celui du tube terminé à plis longitudinaux dont la matiè- re serait tendue en des points déterminés, c'est-àrdire le long des plis longitudinaux.
L'un des procédés conformes à l'invention consiste à chauffer le tube sur la partie de la périphérie qui doit être plié longitudinalement et à le comprimer ensuite dans une direc- tion perpendiculaire au plan des plis longitudinaux. Pendant le chauffage on peut refroidir par exemple au moyen d'air compri- mé la partie de la périphérie du tube qui n'apas être pliée ; ce refroidissement par un agent de refroidissement peut être remplacé ou complété par l'interposition d'un écran devant les points à
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chauffer. La partie de la périphérie du tube qui n'a pas à être pliée demeure dans ce cas froide ou plus froide que les pli s et ne se déforme pas ou¯ne se déforme que peu en général au moment de la formation des plis.
Il est toutefois également possible de chauffer toute la périphérie du tube. Lorsque le chauffage doit se faire uniformément sur toute la périphérie du tube, on peut également faire tourner le tube pendant le chauf- fage sous l'action d' un dispositif quelconque. Toutefois, il est préférable de chauffer la périphérie du tube de manière que la température de la partie qui doit recevoir les plis soit plus élevée que celle du reste de la périphérie.
L'avancement du tube qui doit recevoir les plis logitu- dinaux peut se faire par intermittences ou d'une manière unifor- me. Dans le cas d'un avancement uniforme, il est utile de chauf- fer le tube à peu près jusqu'au point où la pression commence à s'exercer. On peut utiliser pour le chauffage du gaz, du cou- rant électrique ou toute autre source de chauffage.
Un autre procédé conforme à l'invention ,consiste à étirer le tube en le faisant passer dans une série de gabarit s exté - rieurs disposés l'un derrière l'autre, l'étirage pouvant être remplacé par une poussée ou un laminage ; les dimensions des gabarits considérés se rapprochent progressivement., en partant de la section droite du tube primitif, de la section droite du tube terminé plis longitudinaux et atteignent le cas échéant les dimensions de ce dernier. Dans le cas d'une matière relati- vement molle et d'une modification progressive des stades suc- cessifs des dimensions en coupe, il est ainsi possible de pré - voir la formation des plis longitudinaux sur le tube sans aucun chauffage.
Les gabarits extérieurs dont la section droite se modifie progressivement peuvent être disposés successivement 1' un derrière l'autre, l'ouverture de passage de chaque gabarit présentant des dimensions constantes en coupe. Ces gabarits peuvent également former un gabarit unique, la section droite de l'ouverture de passage se édifiant progressivement depuis les
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dimensions du tube primitif jusqu'à celles du tube terminé à plis longitudinaux. Il est également possible de constituer .1' ensemble des gabarits disposés l'un derrière l'autre par une série d'orifices de tréfilage dont l'ouverture de passage se modifie progressivement a la manière d'un cône.
Les gabarits extérieurs n'ont pas besoin de recouvrir la totalité de la périphérie du tube ; et on peut établir facile - ment des tubes à plis longitudinaux dirigés vers l'intérieur en refoulant les plis longitudinaux à partir de l'extréieur vers l' intérieur du tube au moyen d'un nombre approprié de gabarits.
L'utilisation de gabarits complémentaires est généralement au- perflue dans ce cas, même lorsque l'on n'obtient pas les plis longitudinaux par étirage de la matière d'un tube dont le dia - mètre primitif est à peu près le même que son diamètre final ; en effet, les gabarits compriment, au moment de l'établissement des plis longitudinaux, le reste de la périphérie du tube à peu près au diamètre du tube voulu.
Au lieu de faire passer le tube par une série de gabarits disposés l'un derrière l'autre, par étirage, poussée ou lamina - ge, on peut également refouler le tube par intermittences entre des gabarits extérieurs dont les dimensions partant de celles du tube primitif en coupe se rapprochent de celles du tube ter- miné à plis longitudinaux et, le cas échéant, atteignent les dimensions de ce dernier. Ces gabarits n'ont également pas besoin de recouvrir entièrement la périphérie du tube, suivant le mode détirage ou de laminage utilisé.
Le nombre de gabarits utiles à employer dépend avant tout de l'importance des modifications à faire subir à la section droite du tube, de la nature de la matière du tube et de 1' épaisseur de la paroi de ce dernier. Plus le tube a une paroi mince, plus la modification de section droite est réduite et plus la matière du tube est usinable, moins le nombre de gaba -
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rite peut être élevé. Dans le cas d'une épaisseur de paroi particulièrement favorable combinée à une matière usinable et à une faible modification de section droite. L'utilisation d'un seul gabarit peut suffire.
Il est même possible de former des plis longitudinaux sur des tubes tout fabriqués au moyen de l'un quelconque des procé - dés ci-dessus considéré isolément. Nais ces procédés sont bien appropriés à se compléter-Il= l'autre avantageusement, ar exemple, il est possible de chauffer le tube sur toute sa péri - phérie eu seulement sur la partie qui doit subir la pliure lon - gitudinale et détirer ou de laminer ensuite le tube dans une série d'ouvertures disposées l'une derrière l'autre et dont la forme et les dimensions se modifient progressivement en partant de la section en coupe du tube primitif considéré à sa périphé- rie extérieure pour aboutir aux dimensions extérieures du tube fini comportant des plis longitudinaux,
une telle combinaison de procédés permet principalement de réduire le nombre des gabarits nécessaires et même de le réduire jusqu'à un seul gaba- rit dans beaucoup de cas.
Tous les procédés décrits peuvent être améliorés encore en ce sens que l'on peut disposer à l'intérieur du tube pendant la compression, le laminage ou le matriçage un ou plusieurs man - drins dont la section droite correspond sensiblement à la section droite intérieure désirée pour le tube. Le ou les mandrins peu - vent présenter des saillies en forme de plis ou ils peuvent être établis de manière à ne servir qu'au refoulement des plis longi- tudinaux. La matrice peut être subdivisée, dans le cas où elle est relativement longue par rapport au diamètre du tube, dans le sens longitudinal par des surfaces légèrement inclinées par rapport à l'axe longitudinal du tube.
Ainsile démontage de la matrice se trouve facilité au cas où le tube s'est appliqué trop étroitement contre la matrice après obtention des plis longitu -
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dinaux, Cette connexion par coins ce u..--. ,, - tuelle en décalant les coins l'un par rapport à l'autre, ce qui peut se faire en utilisant une presse spéciale à vis.
On a souvent reconnu qu'il était utile de former des méplats sur le tube avant de former les plis longitudinaux de manière que ces méplats contiennent la matière nécessaire aux plis et que la section droite du tube après formation des plis se rapproche de la forme circulaire désirée. Cette disposition est particulièrement recommandée dans le cas du premier procédé décrit suivant lequel on ne chauffe pas la partie de la périphé- rie du tube qui ne doit pas être pliée longitudinalement, Dans ce cas, le diamètre intérieur, abstraction faite des plis longi- tudinaux, devient légèrement ovale au lieu d'être exactement circulaire si l'on ne prévoit pas de moyens particuliers pour éviter cette déformation.
La formation décrite de méplate au cours du procédé de la formation des plis longitudinaux remédie très simplement à. cet inconvénient.
En général, il n'est pas nécessaire, surtout lorsqu'on chauffe la partie de la périphérie qui doit être pliée, de pré - voir un dispositif particulier pour que les plis longitudinaux se forment dès le début dans la direction généralement désirée., c'est-à-dire vers l' extérieur. Grâce à la courbure du tube et à la dilatation complémentaire de celui-ci sous l'action de la chaleur:, le pli longitudinal s'incurvera en général vers l'ex térieur lorsqu'on lui applique une pression oblique. Toutefois, si le pli longitudinal devait s'incurver vers l'intérieur, il serait nécessaire de prévoir des dispositifs auxiliaires parti- culiers tels que des gabarits extérieurs, etc... de manière que les plis longitudinaux s'incurvent vers l'intérieur dès le début de la compression.
Il est également possible grâce au procédé préconisé de former sur le tube plusieurs plis longitudinaux voisins. Pour leur établissement, il est également nécessaire d'utiliser des gabarits,..mandrins, etc.., spéciaux.
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Le tube comportant des plis longitudinaux doit pouvoir être relié à un tube à section ronde, un dispositif de ferme- ture ou à une bride, notamment lorsqu'il sert à la compensation des dilatations dans les canalisations. A cet effet, il est nécessaire d'arrêter les plis longitudinaux aux extrémités du tube et d'y former d'une manière quelconque une section droite circulaire. Dans ce cas, il est possible en particulier de couper les plis longitudinaux et de souder les ouvertures. On a également la possibilité de souder des pièces de raccordement coniques.
Un procédé particulièrement sur et sans aléas pour la formation de ce raccordement consiste à étirer le tube primitif aux extrémités où les plis longitudinaux cessent et cela avant ou après la formation de ces derniers pour donner à ce tube une section circulaire sensiblement égale à celle du tube terminé à plis longitudinaux, abstraction faite des dits plis longitu- dinaux. Aux cas où l'on étire ainsi le tube avant l'établisse- ment des plis longitudinaux, ce qui est possible avec certains des procédés décrits, le raccordement entre le tube et le pli se laissera plus facilement former en général et se formera même souvent de lui-même sans aide extérieure.
Un dispositif particulièrement utile, destiné à la compres- sion du tube conformément aux procédés ci-dessus, le cas échéant par laminage et par étirage, consiste à ramener le tube à la forme désirée au moyen d'une paire de galets à axes parallèles, l'intervalle le plus faible entre les .surfaces de roulement intérieur des dits galets correspondant sensiblement en forme et en dimensions à celles de .la section désirée pour le tube ; de même les mandrine peuvent être constitués par une paire de galet3 à axes parallèles, le plus grand intervalle entre leurs surfaces de roulement extérieures correspondant à la section droite désirée pour le tube.
Ainsi, l'on réduit la résistance de frot- tement entre les tubes et les gabarits au moment de l'étirage bu du laminage dans une mesure importante.
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Pour obtenir le même résultat, on peut prévoir sur la sur- face du gabarit extérieur tournée vers le tube ou à la surface du mandrin dirigée vers le tube, des billes ou galets suscepti- bles de tourner dans la direction de l'avancement du tube.
On va maintenant décrire à titre d'exemple et en se réfé rant aux dessins schématiques ci-joints, plusieurs modes d'exé- cution de l'objet de l'invention. La fig.l est une coupe d'un tube conforme à l'invention.
La fig.2 est une coupe d'une autre variante du tube.
La fig.3 est une vue en élévation du tube des fige.1 ou 2.
La fig.4 est une coupe d'uneautre vari ant e.
La fig.5 est une vue en élévation d'un tube conforme 1' invention, dont les plis longitudinaux sont ondulés.
La fig.6 est une coupe d'un mode d'exécution avec deux plis longitudinaux voisins dont les profils transversaux sont paral - leles dans le cas considéré.
La fig.7 est une vue en élévation du tube de la fig.6.
La fig.8 est une coupe d'un autre mode d'exécution où les plis longitudinaux sont incurvés vers l'extérieur, les espaces creux formés par les dits plisvers l'intérieur du tube étant fermés ou recouverts.
La fig.9 est une vue en élévation d'un tube dont les plis longitudinaux sont interrompus intervalles réguliers.
Les fige.10 et 11 sont des coupes de tubes dont les plis longitudinaux'sont renforcés par des nervures s'appuyant contre la paroi du tube.
La fig.12 est une vue en élévation d'un tube établi confor- mément à la fig.11.
La fig.13 est une coupe transversale d'un tube où le rai- dissement des plis longitudinaux est obtenu à l'aide d'un étrier
La fig.14 est une coupe transversale d'un tube dont les plis longitudinaux sont renforcés par une armature intérieure.
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La fig.15 est la coupe longitudinale d'un tube suivant la fig.14, comportant des armatures disposées en ligne droite et perpendiculairement aux parois du tube.
La fig.16 est une coupe longitudinale d'un tube suivant la fig.14 comportant quelquesautres s modes d'exécution de ces armatures.
Les fige.17 et 18 montrent des modes d'exécution pour la liaison des plis longitudinaux avec le corps du tube.
La fig.19 montre un coude en forme de lyre comportant des plis longitudinaux seulement dans les parties coudées,
La fig.20 représente un coude ou un pli longitudinal est associé à des nervures de type connu s'étendant dans le sens radial sur toute la périphérie du tube.
La fig.21 représente un coude où un pli longitudinal est associé aux plis radiaux tien connus, seulement du coté de la courbure intérieure. ¯ ¯
La fig.22 est un dispositif pour l'exécution de l'objet de l'invention, vu en élévation partiellement en coupe.
La fig.23 représente le même dispositif vu dans le sens de la flèche a-b de la fig..22,
La fig.24 est une coupe suivant la ligne XXIV-XXIV de la fig.22.
La fig.25 est une coupe suivant la ligne XXV-XXV de la fig
23.
La fig.26 représente un autre dispositif pour l'exécution de l'invention, destiné particulièrement à opérer un avancement continu du tube qui doit recevoir des plis longitudinaux, de dispositif étant vu en élévation, partiellement en coupe.
La fig.27 est une vue du même dispositif, prise dans le sens de la flèche c-d de la fig.26.
La fig.28 est une coupe suivant la ligne XXVIII-XXVIII de la fig.27.
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La fig.29 représente un autre dispositif pour l'exécution de l'objet de l'invention en coupe longitudinale.
La fig.30 est une coupe de la fig,29, suivant la ligne XXX-XXX de la fig.29.
La fig.31 est une coupe de la même figure 29, suivant la ligne XXXI"XXXI.
La fig,32 est une coupe à plus grande échelle de la fig.
29 , suivant la ligne XXXII-XXXXII.
La fig.33 est un dispositif modifié pour l'exécution de l'invention, ce dispositif étant représenté en coupe longitudi- nale.
La fig.34 est une coupe de la fig,33 suivant la ligne XXXIV-XXXIV.
La fig.35 est une coupe d'un tube à plislongitudinaux dont la périphérie en dehors des plis longitudinaux est légère- ment cintrée en ovale.
La fig.36 est un dispositif pour le traitement préalable du tube avant la formation proprement dite des plis.
Les fige.37 et 38 représentent des dispositifs pour l' exécution d'un autre procédé conforme à l'invention.
La fig.39 montre comment on peut étirer le tube pourvu de ses plis longitudinaux pour le relier à un tube à section de forme ronde, à un dispositif de fermeture ou à une bride.
En fig.1, les plis longitudinaux présentent en coupe une forme simple en U, l'U, éantt cintré vers l'extérieur. Les plis longitudinaux 2 conformes à la fig,2 présentent également en coupe une forme incurvée en U dirigée toutefois dans ce cas vers l'intérieur.
La fig.3 est une élévation d'un tube dont les plis longi- tudinaux correspondent à ceux des deux coupes décrites, ces plis longitudinaux étant formés suivant des lignes droites.
La fig.4 représente un tube en coupe, les plis longitudi -
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naux 3 présentant une forme en S. Le parcours des plis le long du tube peut être prévu de toute manière appropriée. En fig.5 est représentée une variante de la fig.3 où le parcours des plis longtudinaux 4 est ondulé.
Le mode d'exécution suivant les fige.6 et 7 est parti eu - lièrement approprié aux diamètres du tube importants. Dans ce cas, il est prévu de chaque coté deux plis longitudinaux voisins 5,6 dont les profils sont parallèles dans le cas représenté.
Pour améliorer l'écoulement à l'intérieur du tube, on peu comme représenté en fig.8, recouvrir utilement les chambres creuses 7 créées par l'incurvation vers l'extérieur des plis longitudinaux 8. La fig.8 représente un mode d'exécution où 1' on se sert d'une partie 9 de la paroi du tube 8 pour recouvrir les chambres creuses formées par les plis longitudinaux.
Dans le tube représenté en fig.9, les plis longitudinaux 11 sont interrompus intervalles égaux pour produire un certain raidissement des parois latérales des plis longitudinaux. On peut atteindre ce but par d'autres moyens d'ailleurs. Par exem- ple, on peut comme représenté en fig.10 renforcer ou raidir les parois latérales 12 des plis longitudinaux par des nervures 13 qui s'appliquent d'une part contre les parois longitudinales des plis et d'autre part contre la paroi extérieure de l'enveloppe tubulaire.
Les figs. 11 et 12 représentent un autre mode d'exécution de l'invention. Dans ce cas les nervures 14 disposées radialement entourent entièrement le tube 15 et ses plis longitudinaux 16 et ces nervures sont disposées comme dans le cas précédent à intervalles égaux ainsi qu'on le voit en fig.12. Suivant la fig.
13, on obtient un raidissement du tube dans des plane perpendi - culaires au plan des plis longitudinaux 17 en pinçant le tube entre les pointes de l'étrier 18.
Suivant les fige.14 à 16, on peut raidir également les plis longitudinaux 19 intérieurement au moyen des tirants 20, 21, 22,
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23 reliés de toute manière appropriée au tube 24, par exemple par soudure. Lestirants ou armatures20 sont dans le cas de la fig.15 rectilignes et perpendiculairesaux parois du tube 24 et aux parois latérales des plis longitudinaux 19. Afin d'assurer une meilleure extensibilité, on peut également di spo ser ces ar - matures obliquement par rapport aux parois latérales des plis longitudinaux 19 ainsi qu'on l'a représenté pour l'armature 22 de la fig.16 ; on peut également prévoir à cet effet des armatu- res convenablement incurvées comme représenté en 21 et 23 de la fig.16.
Sur la fig.17, les plis longiaux sont reliés par exemple par soudure au tube 25, de manière que les points de connexion 26 se trouvent en dehors de la zone soumise aux plus grands efforts de flexion. Dans ce mode d'exécution, lesparois longitudinales des évidements prévus dans le tube 25 sont en forme de patins de manière que les points de soudure 26 se trou- vent en dehors de la périphérie du tube 25. En fig.18, on a désigné par 27 les plis longitudinaux reliés par soudure avec le tube 28. Les plis longitudinaux 27 présentent dans ce cas des rebords extérieurs de manière que les pointsde soudure 29 se trouvent également en dehors de la zone soumise aux plus grande efforts de flexion, dans ce cas sur la périphérie même du tube 28.
Lafig.19 représente un coude en forme de lyre comportant dans ces zones de courbures principales des plis longitudinaux
29'. Aux points 30 où la direction du coude en forme de lyre est à peu près droite, les plis longitudinaux peuvent être supprimée sans réduire sensiblement l'élasticité du coude.
La fig.20 représente un coude 34 où se trouvent combinés un pli 35 conforme à l'invention et une nervure 36 de type connu s'étendant dans le sens radial sur toute la p'ériphérie du coude cette combinaison assurant un coude d'élasticité particulière -
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ment élevée. D'une manière analogue la fig.21 représente un coude 31 dont le pli longitudinal 32 est associé à des plia radiaux 33 prévus uniquement à l'extérieur du coude du côté de la courbure intérieure.
On peut également utiliser avantageusement pour des buts particuliers, une disposition suivant laquelle les plis longtu- dinaux alternent le long de l'axe droit ou incurvé du tube, avec des plis dirigés sensiblement dans le sens radial.
Le tube 37 qui doit recevoir des plis longitudinaux est d'abord- chauffé au moyen du dispositif représenté en fige.22 et 23, le:long de la partie de la périphérie du tube qui doit être soumise à la pliure longitudinale, ce chauffage étant opéré par le dispositif de chauffage 38. Ce dispositif de chauffage est alimenté en gaz dans l'exemple représenté, mais il peut être chauffé de toute autre manière appropriée par exemple par voie électrique. Le gaz est amené de toute manière appropriée dans les chambres creuses 39 des éléments de chauffage et il en sort en brûlant par les ouvertures 40 dirigées vers la partie de la périphérie du tube qui doit recevoir les plis. Après chauffage approprié de cette partie de la périphérie, on fait passer le tube 37 entre les deux galets 41, 42 à axes parallèles.
Le plus petit intervalle entre ces deux galets est formé d'une manière correspondant à la forme en coupe désirée pour le tube qui doit recevoir les plis longitudinaux, et cela de telle manière que les galets exercent au passage du tube une pression sur lui qui soit perpendiculaire au plan des plis longitudinaux à former.
Ceci oblige la matière amollie par le chauffage à s'incurver vers l'extérieur pour former les plis longitudinaux 43 et 44.
Dans le cas des modes d' exécution des fige.22 à 25, on a supposé que l'avancement du tube se fait d'une manière intermit- tente. pendant que l'on chauffe une longueur déterminée du tube le long de la partie de la périphérie qui doit former les plie
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longitudinaux, le tube reste immobile..Apres qu'il a été suffi - Dament chauffé on refoule ou on . tire le tube pour le faire passer entre les galets 41, 42. Le refoulement ou la poussée peut être effectué par commande directe des galets eux-mêmes entraînant le tube par friction ou encore par une combinaison des trois possibilités d'entraînement prévues.
Après.que l'on a ainsi formé les plis longitudinaux sur une longueur déterminée du tube, on le ramène de toute manière appropriée pour chauffer la partie du tube qui doit recevoir à son tour les plis longitu- dinaux. on répète ces opérations jusqu'à ce que la longueur voulue du tube ait reçu des plis longitudinaux;
Au contraire, dans le dispositif représenté en fige.26 à 28, le tube avance d'une manière continue sans arrêts périodi - ques, A cet effet, le chauffage de la partie de la périphérie du tube qui va recevoir les plis longitudinaux s'étend, de pré - férence, jusqu'à peu près au point où le tube reçoit ses plis longitudinaux sous l'action des galets.
Le tube qui doit rece - voir les plis longitudinaux est désigné par la référence 45 et est chauffé au moyen de l'appareil de chauffage 46 avant l'opé - ration de pliure proprement dite. L'appareil de chauffage est constitué par exemple par deux moitiés 47 et 48 et entoure le tube 45 sur toute sa périphérie. Comme dans le cas du dispositif de chauffage 38 du mode d'exécution des fige,22 à 25, il est prévu dans les deux moitiés 47, 48 de l'appareil de chauffage des espaces creux 49, 50 et ces moitiés présentent à leur péri - phérie intérieur des ouvertures 54 dirigées vers le tube à chauffer.
On obtient les plis longitudinaux 57 par refoulement vers l'extérieur au moyen de deux galets 58, 56 dont les axes sont parallèles, comme dans le cas représenté en .fige. 22 à 25.
La partie de la périphérie du tube qui doit former les plis longitudinaux est de préférence' chauffée plus fortement
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que le reste de la périphérie du tube. A cet effet, la distance entre les différentes ouvertures 54 servant au passage des gaz vers cette partie de la périphérie du tube est moindre que pour le reste de la périphérie ou encore on y ménage un plus grand nombre d'ouvertures 54 ou des ouvertures plus grandes.
Un mode d'exécution particulier de l'appareil de chauffa - ge 46 peut agir dans le même sens en même temps qu'il rend plus facile l'avancement continu du tube qui doit recevoir les plis longitudinaux. Comme on le voit, particulièrement en fige.26 et
27, la partie du dispositif de chauffage qui doit chauffer la partie de la périphérie du tube comportant les plis s'étend à peu près jusqu'aux points où lesgalets 55, 56 exercent la pression la plus forte sur le tube 45. De cette manière, la partie de la périphéri.e du tube qui forme les plis longitudinaux se trouve chauffée jusqu'au moment où les plis longitudinaux sont formés.
Sur les figures 29 à 32 est représenté un autre dispositif pour l'exécution de l'objet de l'invention.
.Ce dispositif comprend plusieurs gabarits extérieurs dis - posés l'un derrière l'autre et formant des galets de laminage ; leurs dimensions s'approchent, en partant des dimensions en coupe du tube primitif, de celles du tube terminé à plis longi - tudinaux jusqu'à atteindre éventuellement ces dernières dimen - sions. Dans l'exemple représenté,.il est prévu trois paires de galets désignées par les références 59, 60 - 61, 62 et 63, 64.
Au cas où les galets eux-mêmes sont asservis à l'entraînement, les différents galets montés d'un même 'coté du tube pour les différentes paires de galets sont disposés utilement dans un même plan pour faciliter l'attaque des organes d'entraînement et ce plan est de préférence parallèle à l'axe longitudinal du tube ou est légèrement incliné par rapport à lui.
Le tube 58 est amené à passer entre les galets des différentes paires de
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galets qui forment les plis longitudinaux, les dimensions de la section droite des intervalles les plus petits séparant les galets de chaque paire se rapprochant, en partant de la section droite du tube primitif, de celles du tube terminé à plis lon - gitudinaux pour atteindre éventuellement ces dernières dimen - sions. En fig.30 on a représenté la section droite du tube pri - mitif, tandis que les figs. 31 et 32 montrent comment on forme progressivement les plis longitudinaux du tube au moyen des paires de galets.
Les figures 31 et 32 représentent également les mandrins servant le cas échéant d'appui aux gabarits extérieurs. Le mandrin représenté en fig.31 non seulement se conforme étroite - ment à la section droite ronde du tube aux endroits correspon- dant à cette section, mais il comporte encore des saillies 66 servant à refouler les, plis longitudinaux en favorisant ainsi l'action des galets 61, 62.
La fig.32 représente une autre variante du mandrin. Dans ce cas le mandrin est constitué par deux galets 67 et 68 pou - vant tourner sur le support qui les porte, support disposé à 1' intérieur du tube 58, Les deux galets peuvent se toucher le long de leurs bords intérieurs comme cela est représenté sur la figure. Le support est constitué dans cet exemple par deux éléments 69, 70 reliés¯l'un à l'autre d'une manière non repré - sentéé, en dehors de l'espace occupé par les galets 67, 68. Le mode d'exécution représenté en figs.33 et 34 repose sur le même principe que celui représenté en fig.29 à 32.
Dans ce cas également on étire ou on lamine le tube dans une série de gaba - rits extérieurs disposés l'un derrière l'autre et dont les di - mensions se rapprochent en partant des dimensions en coupe du tube extérieur de celles du tube terminé à plis longitudinaux, pour atteindre finalement le cas échéant, ces dernières dimen - sions. Le tube à plis longitudinaux est désigné par la référen -
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ce 71 et on y refoule des plis longitudinaux 75 au moyen d'orifi- ces 'détirage 72, 73, 74 donnant au tube la forme en coupe vou- lue, Les orifices d'étirage sont ménagés dans des organes en une ou plusieurs parties n'agissant pas d'une manière directe, mais avec interposition de galets ou de billes 76 susceptibles de tourner dans la direction de passage du tube sur lequel ils agissent.
On a représenté en fig.34 comment on peut monter et constituer ces galets dans un mode d'exécution particulier.
Avec certains procédés décrits, il peut se faire que la forme en coupe du tube en dehors de la région des plis longitu- dinaux ne soit pas ronde mais légérement ovale. Ce risque est d' autant plus grand que l'on chauffe davantage le tube d'une ma .. nière exclusive sur la partie de sa périphérie qui doit recevoir les plis longitudinaux, avant d'être soumis à la compression dans le sens perpendiculaire au plan des plis longitudinaux, sans que l'on ait recours à des gabarits.
On a représenté en fig.35, la forme que prend alors le tube avec ses plis longitu - dinaux. 77 désigne par exemple le diamètre intérieur oude pas - sage du tube ou du raccord auquel doit être fixé le tube 78 à plis longitudinaux, La pression servant au refoulement des plis longitudinaux 79 a produit également un aplatissement du tube pour éviter cet inconvénient on peut soumettre le tube qui doit recevoir les plis longitudinaux au traitement préalable suivant la fig.36. On aplatit légèrement le tube 82 au moyen de deux galets 80,81.
On forme ensuite les plis longitudinaux sur les parties aplaties au moyen d'une opération semblable à celle. représentées et décrites ci-dessus, le rayon des deux moitiés incurvées considérées en coupe correspondant au rayon que le tube doit présenter quand il est terminé et pourvu de ses plis longitudinaux.
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Sur les fige.¯ 37 et 38. on a représenté deux dispositifs pour l'exécution d'un autre procédé conforme â, l'invention, Le tube est comprimé dans ce cas par action aucce .ox.j- ,..¯
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gabarits extérieurs dont les dimensions se rapprochent, en¯par - tant des dimensions en coupe du tube primitif, de celles du tube terminé avec ses plis longitudinaux pour atteindre éventuel- lement ces dernières dimensions. Il est avantageux de disposer en même temps des mandrins de forme correspondante à l'intérieur du tube, on a représenté en fig.37 le tube à la fin du premier stade des opérations tandis que la fig. 38 montre le tube terminé avec ses plis longitudinaux à la fin du deuxième stade de ces opérations.
En fig.37, les deux éléments du gabarit extérieur ¯ sont désignés par les références 83, 84. A l'intérieur du tube 85 qui doit recevoir les plis longitudinaux est introduit un mandrin 86,93. Les gabarits extérieurs 83, 84 sont amenés par compression unique, par pression répétée intermittente ou par martelage au contact du tube primitif jusqu'à ce que celui- ci prenne la forme représentée en fig.37. De plus, le mandrin 86, 93 est subdivisé longitudinalement comme il est représenté par le plan de séparation 87 vu en coupe. Ce plan de séparation est légèrement incliné par rapport à l'axe longitudinal du tube pour faciliter le démontage du mandrin 86, 93.
Le tube 85 qui a ainsi reçu une première déformation est ensuite amené entre les gaba - rite extérieurs ou matrices 88, 89 qui l'amènent à sa forme défi- nitive représentée en fig.38 sous l'action d'une compression unique ou multiple ou d'un martelage. Dans ce cas également il est indiqué d'introduire dans le tube un mandrin constitué par deux coins 91, 92 séparés par un plan de séparation 90 comme dans le cas du mandrin 86, 93 et légèrement coincés l'un contre 1 autre,
La fig. 39 représente un mode particulièrement intéressant d'obtention d'une bride sur le tube à plislongitudinaux ou de liaison par un autre moyen avec un tube ou raccord ayant une section de passage de forme ronde.
Avant l'établissement des plis longitudinaux, le tube primitif présentait le diamètre ex .. térieur e comme représente-en traitsmixtes. Après formation des
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plis longitudinaux 51, le diamètre extérieur du tube s'est réduit à f. Au point où les plis longitudinaux doivent s'arrê ter on étire le tube, avant ou après formation des plis longitu- dinaux, pour l'amener du diamètre e au diamètre f comme repré - senté en 52, on obtient ainsi un raccordement sans défaut des plis longitudinaux 51 avec la partie du diamètre f. On forme sur le tube de diamètre f une bride 53 à la manière habituelle, ou bien on relie ce tube de toute manière appropriée avec un autre tube ou avec un raccord approprié.
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Tube with great flexibility and methods and devices for its establishment.
In many fields of the art there is a need for tubes and pipes capable of absorbing considerable bending forces in a given direction perpendicular to the axis of the pipe. The need for such tubes is particularly felt in shipbuilding and in general in vehicle construction.
The establishment of such highly flexible pipes is particularly important for the construction of pipelines and especially for elbows and elbows interspersed to balance the longitudinal expansions caused by temperature changes or to make possible certain longitudinal displacements, more is great the capacity of
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absorption of the bending forces of such elbows also including the lyre, knot or U-shaped compensators, the more the opening of the length of the compensating elbow can be reduced, the more the fixed connection points can be established easily and economically and less the forces undergone by the connections of the devices of use are considerable.
The greater or lesser capacity to absorb the bending forces of the tube has consequently, especially in the case of these compensators, a very great influence on the price of re-establishment of the complete installation.
It is already known, in particular in the case of the establishment of these elbow fittings or compensating elbows, that it is possible to provide on the tube corrugations or folds surrounding the tube completely or in part, these corrugations or preferably directed folds. radially can be formed inside or outside the tube. A significant increase in the ease of absorption of the bending forces of the elbows and compensation fittings considered is obtained, both by means of the corrugations entirely surrounding the tube and by the folds formed only inside the curvature.
The invention described below relates to a tube with very high flexibility in a direction perpendicular to the axis of the tube, having a smooth inner wall causing a pressure drop as low as possible,
In addition, the invention covers the methods and devices provided for establishing these tubes.
In accordance with the invention, two diametrically opposed folds, perpendicular to the direction of the forces causing the bending and arranged in the vicinity of a plane passing through the axis of the tube, are provided on the tube, preferably of round section. by the neutral fibers of it.
These longitudinal folds present in the embodiment
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the simplest form of a U, the opening of which is on the wall of the tube, It is preferable to round off the connection between the longitudinal walls of the folds and the tubular body itself in order to reduce the maximum bending forces In accordance with the invention, the folds may be applied externally to the tube or penetrate internally therein.
The advantage of the object of the invention is obtained over the known methods of establishing pipelines, in the first place an extraordinarily low pressure drop which in practice does not exceed that of a smooth tube, while its capacity of absorption of bending forces is very high and its mode of establishment is very simple; in addition, one can provide inside the wall of the tube an overlap of the longitudinal plislongitudinals.
To improve the elasticity of the tube, the Pleats can be given a wavy or zig-zag shape. In particular cases, it is also possible to provide rectilinear folds on one side and wavy or zig-zag folds on the other. In general, it is recommended, for ease of construction and in view of a lower cost price, to give the longitudinal folds a rectilinear shape.
In order to limit, in particular in the case of relatively large diameter tubes, the transverse dimensions of the longitudinal tubes, it has been found useful to replace the single ply with two or more longitudinal plies having the same cross section or different straight sections. In this case also the folds can be placed either inside or outside the tube or partly on the outside and partly on the inside. In particular cases, it may therefore be interesting to give the cross section of the folds the shape of an S.
It is necessary to ensure, in the case of overpressures
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noticeable inside the pipe, that the flat longitudinal walls of the folds are not subjected to exaggerated forces and cannot give way. For this purpose, it is possible to interrupt the longitudinal folds at a certain number of points, preferably equidistant, or to leave the wall of the tube itself intact inside the folds so that the tube has its original cross section at these points. .
It is also possible to replace the above arrangement or to complete it by a clamp or by reinforcing ribs arranged approximately radially with respect to the axis of the tube and bearing on the one hand against the outer wall of the tubes. folds and the other against that of the tube.
Such reinforcing ribs can be fixed or formed all around the tube, these ribs possibly constituting collars,
Another method of stiffening the longitudinal walls of the plies consists in connecting the facing walls of each ply by tie rods connected to the inner sides of these walls and having a high tensile strength thanks to the choice of the material which constitutes them or to the form given to them. The longitudinal axis of the tie rods can for example be slightly curved with respect to the direction of the forces to be undergone so that these tie rods can lengthen or shorten when the forces increase.
The object of the invention can be applied, in general, to all cases where it is necessary to obtain a high capacity for absorbing bending forces in a given direction with respect to the aµe of the tube, However, particular advantages are obtained when the object of the invention is applied in the form of an elbow or elbow connector to the compensation for longitudinal expansions or longitudinal displacements of the pipes. These elbows and elbow fittings
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present, as is known, particular lyre, node or U-shaped shapes when the changes in direction determined by the guiding of the pipe and the right angles are not sufficient.
In the case of the invention, it is possible not to provide for longitudinal folds on the straight parts of the pipe interposed as is common practice between the different bends, since these straight parts are only slightly subjected to bending in comparison with the parts. cubits. The flexibility of these elbows and elbow fittings can also be used, for example, to provide, in a simple manner and without requiring the dismantling of other elements of the installation, the additional space necessary for the installation and the installation. dismantling of any devices provided in the pipe or of elements of this pipe.
Such tubes having longitudinal folds to increase their flexibility can be applied not only to pipelines, but also in all cases where a transmission unit must have great flexibility in a given direction. In special cases, it may be advantageous not to give the tube a constant cross section and to give it taper. z ¯ ¯ ¯
The establishment of these tubes can be carried out by welding the longitudinal folds in corresponding recesses of the tubular body or by rolling by means of cylinders of particular shape.
According to the invention, the welding of the longitudinal folds is preferably carried out by providing on the longitudinal walls of these folds external projections so that the weld point is located outside the point of connection between the cross section of the fold and that of the primitive tube. At the same time, the tube length can be subdivided at will. for example, the tube can be divided along the median plane of the longitudinal folds so that it is formed
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by two similar stamped elements of hollowed-out sectional shape.
When such tubes are used in large quantities, their obtaining by rolling with specially shaped rolls can be considered advantageous. In this case, the wall thickness and the material constituting the folds are the same as for the body of the tube itself. In the production of tubes with longitudinal plies by welding the plies, on the other hand, it is often necessary to establish the longitudinal plies in a material thinner or having better properties than that of the tubular body. It is possible to obtain with relatively simple means a significant additional increase in the capacity of absorbing the bending forces of the tube. ¯¯ ¯
Establishing welded elbows and fittings according to the invention can be done in many different ways.
It is possible in the case of welding of longitudinal folds to bend independently of one another the tubular bodies and the longitudinal folds. However, when the elbows or elbow fittings are formed from a straight tube already comprising these longitudinal folds, according to the invention the tube is filled with sand or else a suitable gaba - rit is placed in the tubes at the time of bending. .
Subsequent welding of the longitudinal folds is only applied - cable however, for certain particular operating conditions and for certain modes of action of the forces. The good quality of a weld also depends to a great extent on the confidence that can be given to welders and the particular working conditions in which the welding is carried out. Such an establishment of longitudinal tubes is therefore limited, all at least at the present time;
for certain specific applications, generally of a secondary order, the establishment of longitudinal ply tubes directly at the rolling mill encounters difficulties in the sense that rolling shops fear
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to incur the necessary expenses for the establishment of the particular cylinders required when not committing to an order for a large quantity of tubes of the same diameter and of the same quality, Since we can only rarely engage in this way, this mode of fabrication is impossible in most cases.
In order to avoid these drawbacks and these difficulties and to make it possible to apply longitudinal ply tubes in all fields and for all uses, that is to say even for the highest forces, it has been proposed in accordance with the invention has several processes making it possible to apply longitudinal folds to the tubes, after manufacture and as required.
All these methods agree in the sense that one starts preferably for the establishment of the tube with longitudinal folds of a tube whose internal diameter is slightly greater than that of the finished tube with longitudinal folds in which no account is taken of. these folds. The periphery of the initial tube and that of the longitudinal pleated tube, including the periphery of the plies, are in this case approximately equal. However, in accordance with the invention, it is possible to start with a tube whose diameter is equal to that of the finished tube with longitudinal folds, the material of which is stretched at determined points, that is to say along the longitudinal folds.
One of the methods according to the invention consists in heating the tube on the part of the periphery which is to be folded longitudinally and then compressing it in a direction perpendicular to the plane of the longitudinal folds. During heating, the part of the periphery of the tube which cannot be bent can be cooled, for example, by means of compressed air; this cooling by a cooling agent can be replaced or supplemented by the interposition of a screen in front of the points to
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heat. The part of the periphery of the tube which does not have to be bent remains in this case cold or cooler than the folds and does not deform or deforms only slightly in general when the folds are formed.
However, it is also possible to heat the entire periphery of the tube. When the heating is to take place uniformly over the entire periphery of the tube, the tube may also be rotated during heating by some device. However, it is preferable to heat the periphery of the tube so that the temperature of the part which is to receive the folds is higher than that of the rest of the periphery.
The advancement of the tube which is to receive the logitu- dinal folds can be done intermittently or in a uniform manner. In the case of uniform advancement, it is useful to heat the tube to approximately the point where pressure begins to be exerted. Gas, electric current or any other heating source can be used for heating.
Another method according to the invention consists in stretching the tube by making it pass through a series of external jigs arranged one behind the other, the stretching being able to be replaced by pushing or rolling; the dimensions of the templates considered gradually approach., starting from the cross section of the primary tube, the cross section of the finished tube with longitudinal folds and, where appropriate, reach the dimensions of the latter. In the case of a relatively soft material and a gradual modification of the successive stages of the cross-sectional dimensions, it is thus possible to predict the formation of the longitudinal folds on the tube without any heating.
The outer templates, the cross section of which changes progressively, can be arranged successively one behind the other, the passage opening of each template having constant dimensions in section. These templates can also form a single template, the straight section of the passage opening gradually building up from the
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dimensions of the primary tube up to those of the finished tube with longitudinal folds. It is also possible to constitute .1 'set of templates arranged one behind the other by a series of drawing orifices, the passage opening of which changes gradually in the manner of a cone.
The outer jigs do not need to cover the entire periphery of the tube; and tubes with longitudinal inwardly folded plies can be easily established by pushing the longitudinal plies from the outside to the inside of the tube by means of an appropriate number of jigs.
The use of additional templates is generally unnecessary in this case, even when one does not obtain the longitudinal folds by drawing the material of a tube whose pitch diameter is approximately the same as its diameter. final diameter; in fact, the templates compress, when establishing the longitudinal folds, the rest of the periphery of the tube to approximately the diameter of the desired tube.
Instead of passing the tube through a series of jigs arranged one behind the other, by stretching, pushing or rolling, the tube can also be pushed back intermittently between external jigs whose dimensions start from those of the tube. primitive in section approach those of the finished tube with longitudinal folds and, where appropriate, reach the dimensions of the latter. These templates also do not need to completely cover the periphery of the tube, depending on the stretching or rolling mode used.
The number of useful templates to be employed depends above all on the extent of the modifications to be made in the cross section of the tube, on the nature of the material of the tube and on the thickness of the wall thereof. The thinner the tube is, the smaller the change in cross section and the more machinable the tube material, the lower the number of gaba -
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rite can be high. In the case of a particularly favorable wall thickness combined with a machinable material and a small modification of the cross section. Using a single template may be sufficient.
It is even possible to form longitudinal folds on whole tubes manufactured by means of any of the above processes considered in isolation. However, these processes are well suited to complement each other - advantageously, for example, it is possible to heat the tube over its entire periphery and only on the part which must undergo the longitudinal bending and stretching or of then roll the tube in a series of openings arranged one behind the other and the shape and dimensions of which gradually change starting from the cross-section of the primary tube considered at its outer periphery to end at the outer dimensions of the finished tube with longitudinal folds,
such a combination of methods mainly makes it possible to reduce the number of jigs required and even to reduce it to a single jig in many cases.
All the methods described can be further improved in that it is possible to place inside the tube during compression, rolling or forging one or more mandrels the cross section of which corresponds substantially to the desired internal cross section. for the tube. The mandrel (s) may present protrusions in the form of folds or they may be established so as to serve only for repressing the longitudinal folds. The die can be subdivided, in the case where it is relatively long compared to the diameter of the tube, in the longitudinal direction by surfaces slightly inclined with respect to the longitudinal axis of the tube.
In this way, disassembly of the matrix is facilitated in the event that the tube has been applied too tightly against the matrix after obtaining longitudinal folds.
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dinals, This connection by corners this u ..--. ,, - tuelle by shifting the corners with respect to each other, which can be done using a special screw press.
It has often been recognized that it is useful to form flats on the tube before forming the longitudinal folds so that these flats contain the material necessary for the folds and that the cross section of the tube after formation of the folds approximates the circular shape. desired. This arrangement is particularly recommended in the case of the first method described, according to which the part of the periphery of the tube which must not be bent longitudinally is not heated. In this case, the internal diameter, excluding the longitudinal folds. , becomes slightly oval instead of being exactly circular if no special means are provided to avoid this deformation.
The described flat formation during the process of forming the longitudinal folds very simply remedies. this disadvantage.
In general, it is not necessary, especially when heating the part of the periphery which is to be bent, to provide a special arrangement so that the longitudinal folds are formed from the start in the direction generally desired., C that is to say towards the outside. By virtue of the curvature of the tube and the complementary expansion of the latter under the action of heat, the longitudinal fold will generally curve outwards when an oblique pressure is applied to it. However, if the longitudinal fold were to curve inwards, it would be necessary to provide special auxiliary devices such as external templates, etc., so that the longitudinal folds curve inwards as soon as possible. the start of compression.
It is also possible, by virtue of the recommended process, to form several neighboring longitudinal folds on the tube. For their establishment, it is also necessary to use special jigs, .. mandrels, etc. ..
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The tube with longitudinal folds must be able to be connected to a tube with a round cross-section, a closure device or a flange, in particular when it is used to compensate for expansion in the pipelines. For this purpose, it is necessary to stop the longitudinal folds at the ends of the tube and to form therein in any way a circular cross section. In this case, it is possible in particular to cut the longitudinal folds and to weld the openings. It is also possible to weld conical connecting pieces.
A particularly safe and unproblematic process for forming this connection consists in stretching the primitive tube at the ends where the longitudinal folds cease and this before or after the formation of the latter to give this tube a circular section substantially equal to that of the tube. terminated in longitudinal folds, apart from the so-called longitudinal folds. In cases where the tube is thus stretched before the establishment of the longitudinal folds, which is possible with some of the methods described, the connection between the tube and the fold will generally be more easily formed and will even often form. on its own without outside help.
A particularly useful device, intended for compressing the tube according to the above methods, optionally by rolling and drawing, consists in returning the tube to the desired shape by means of a pair of rollers with parallel axes, the smallest interval between the inner rolling surfaces of said rollers corresponding substantially in shape and dimensions to those of the desired section for the tube; in the same way the mandrels can be constituted by a pair of rollers3 with parallel axes, the largest gap between their outer rolling surfaces corresponding to the cross section desired for the tube.
Thus, the frictional resistance between the tubes and the jigs at the time of stretching or rolling is reduced to a great extent.
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To obtain the same result, it is possible to provide on the surface of the outer jig facing the tube or on the surface of the mandrel directed towards the tube, balls or rollers capable of turning in the direction of the advance of the tube. .
Several embodiments of the object of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying schematic drawings. The fig.l is a section of a tube according to the invention.
Fig.2 is a section through another variant of the tube.
Fig.3 is an elevational view of the tube of fige.1 or 2.
Fig. 4 is a cross section of another variant.
FIG. 5 is an elevational view of a tube according to the invention, the longitudinal folds of which are corrugated.
FIG. 6 is a section of an embodiment with two neighboring longitudinal folds, the transverse profiles of which are parallel in the case considered.
Fig.7 is an elevational view of the tube of Fig.6.
Fig.8 is a section of another embodiment where the longitudinal folds are curved outwardly, the hollow spaces formed by said folds towards the interior of the tube being closed or covered.
FIG. 9 is an elevational view of a tube whose longitudinal folds are interrupted at regular intervals.
The fige.10 and 11 are sections of tubes whose longitudinal folds are reinforced by ribs resting against the wall of the tube.
Fig. 12 is an elevational view of a tube constructed in accordance with Fig. 11.
Fig. 13 is a cross section of a tube where the stiffening of the longitudinal folds is obtained by means of a caliper
Fig. 14 is a cross section of a tube whose longitudinal folds are reinforced by an internal frame.
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Fig.15 is the longitudinal section of a tube according to Fig.14, comprising reinforcements arranged in a straight line and perpendicular to the walls of the tube.
Fig.16 is a longitudinal section of a tube according to Fig.14 comprising some other embodiments of these frames.
Figs. 17 and 18 show embodiments for connecting the longitudinal folds to the body of the tube.
Fig. 19 shows a lyre-shaped bend with longitudinal folds only in the bent parts,
FIG. 20 represents a bend or a longitudinal fold associated with ribs of known type extending in the radial direction over the entire periphery of the tube.
Fig. 21 shows an elbow where a longitudinal fold is associated with the known radial folds of yours, only on the side of the inner curvature. ¯ ¯
Fig. 22 is a device for carrying out the object of the invention, seen in elevation partially in section.
Fig. 23 represents the same device seen in the direction of the arrow a-b of fig..22,
Fig. 24 is a section taken along line XXIV-XXIV of fig. 22.
Fig. 25 is a section along the line XXV-XXV of fig
23.
Fig. 26 shows another device for carrying out the invention, particularly intended to operate a continuous advancement of the tube which is to receive longitudinal folds, the device being seen in elevation, partially in section.
Fig. 27 is a view of the same device, taken in the direction of the arrow c-d in fig. 26.
Fig. 28 is a section taken along line XXVIII-XXVIII of fig. 27.
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Fig. 29 shows another device for carrying out the object of the invention in longitudinal section.
Fig. 30 is a section of Fig, 29, taken along line XXX-XXX of Fig. 29.
Fig. 31 is a section of the same figure 29, taken along line XXXI "XXXI.
Fig, 32 is a section on a larger scale of fig.
29, along line XXXII-XXXXII.
Fig. 33 is a modified device for carrying out the invention, this device being shown in longitudinal section.
Fig. 34 is a section of Fig, 33 along line XXXIV-XXXIV.
Fig. 35 is a cross section of a tube with longitudinal plislongitudinal folds, the periphery of which outside the longitudinal folds is slightly arched in an oval.
Fig. 36 is a device for the pretreatment of the tube before the actual formation of the folds.
Figs. 37 and 38 represent devices for carrying out another method according to the invention.
Fig. 39 shows how the tube with its longitudinal folds can be stretched to connect it to a tube with a round section, to a closing device or to a flange.
In fig.1, the longitudinal folds in section have a simple U-shape, the U, being bent outwards. The longitudinal folds 2 in accordance with FIG. 2 also have, in section, a curved U-shape, however directed in this case inward.
Fig. 3 is an elevation of a tube whose longitudinal folds correspond to those of the two sections described, these longitudinal folds being formed in straight lines.
Fig. 4 shows a sectional tube, the longitudi folds -
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naux 3 having an S-shape. The path of the folds along the tube can be provided in any suitable manner. In fig.5 is shown a variant of fig.3 where the course of the longtudinaux folds 4 is wavy.
The embodiment according to fig. 6 and 7 is left eu - ly suitable for large tube diameters. In this case, two neighboring longitudinal folds 5,6 are provided on each side, the profiles of which are parallel in the case shown.
To improve the flow inside the tube, as shown in fig.8, usefully cover the hollow chambers 7 created by the outward curvature of the longitudinal folds 8. Fig.8 shows a mode of execution where one uses a part 9 of the wall of the tube 8 to cover the hollow chambers formed by the longitudinal folds.
In the tube shown in Fig.9, the longitudinal folds 11 are interrupted at equal intervals to produce some stiffening of the side walls of the longitudinal folds. We can achieve this goal by other means elsewhere. For example, as shown in FIG. 10, it is possible to reinforce or stiffen the side walls 12 of the longitudinal folds by ribs 13 which apply on the one hand against the longitudinal walls of the folds and on the other hand against the outer wall. of the tubular casing.
Figs. 11 and 12 show another embodiment of the invention. In this case the ribs 14 arranged radially completely surround the tube 15 and its longitudinal folds 16 and these ribs are arranged as in the previous case at equal intervals as seen in fig.12. According to fig.
13, the tube is stiffened in planes perpendicular to the plane of the longitudinal folds 17 by clamping the tube between the points of the yoke 18.
According to the figs. 14 to 16, the longitudinal folds 19 can also be stiffened internally by means of the tie rods 20, 21, 22,
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23 connected in any suitable manner to the tube 24, for example by welding. In the case of fig. 15, the tension rods or reinforcements 20 are rectilinear and perpendicular to the walls of the tube 24 and to the side walls of the longitudinal folds 19. In order to ensure better extensibility, these arches can also be di spo ser obliquely with respect to the sides. side walls of the longitudinal folds 19 as shown for the frame 22 of FIG. 16; suitably curved reinforcements can also be provided for this purpose as shown at 21 and 23 of FIG. 16.
In FIG. 17, the longitudinal folds are connected for example by welding to the tube 25, so that the connection points 26 are located outside the zone subjected to the greatest bending forces. In this embodiment, the longitudinal walls of the recesses provided in the tube 25 are in the form of pads so that the weld spots 26 are located outside the periphery of the tube 25. In FIG. 18, it is designated by 27 the longitudinal folds connected by welding with the tube 28. The longitudinal folds 27 in this case have outer edges so that the weld points 29 are also located outside the area subjected to the greatest bending forces, in this case on the periphery of the tube 28.
Lafig. 19 represents a lyre-shaped bend comprising in these main curvature zones longitudinal folds
29 '. At points where the direction of the lyre-shaped elbow is approximately straight, the longitudinal folds can be removed without substantially reducing the elasticity of the elbow.
Fig. 20 shows an elbow 34 in which there are combined a fold 35 according to the invention and a rib 36 of known type extending radially over the entire periphery of the elbow, this combination ensuring an elastic elbow particular -
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ment high. Similarly, fig.21 shows an elbow 31, the longitudinal fold 32 of which is associated with radial folds 33 provided only outside the elbow on the side of the internal curvature.
An arrangement in which the longitudinal folds alternate along the straight or curved axis of the tube, with folds directed substantially radially, can also be advantageously used for particular purposes.
The tube 37 which is to receive longitudinal folds is first heated by means of the device shown in fig. 22 and 23, along the part of the periphery of the tube which is to be subjected to the longitudinal bending, this heating being operated by the heating device 38. This heating device is supplied with gas in the example shown, but it can be heated in any other suitable manner, for example electrically. The gas is brought in any suitable manner into the hollow chambers 39 of the heating elements and leaves there by burning through the openings 40 directed towards the part of the periphery of the tube which is to receive the pleats. After appropriate heating of this part of the periphery, the tube 37 is passed between the two rollers 41, 42 with parallel axes.
The smallest gap between these two rollers is formed in a manner corresponding to the desired cross-sectional shape for the tube which is to receive the longitudinal folds, and this in such a way that the rollers exert a pressure on it as it passes through the tube. perpendicular to the plane of the longitudinal folds to be formed.
This causes the material softened by the heating to curve outwardly to form the longitudinal folds 43 and 44.
In the case of the embodiments of figs. 22 to 25, it has been assumed that the advancement of the tube takes place intermittently. while heating a determined length of the tube along the part of the periphery which is to form the bends
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longitudinal, the tube remains immobile .. After it has been sufficient - Damentally heated, one pushes back or one. pulls the tube to pass it between the rollers 41, 42. The push-back or the thrust can be effected by direct control of the rollers themselves driving the tube by friction or by a combination of the three drive possibilities provided.
After having thus formed the longitudinal folds over a determined length of the tube, it is brought back in any suitable manner to heat the part of the tube which in turn is to receive the longitudinal folds. these operations are repeated until the desired length of the tube has received longitudinal folds;
On the contrary, in the device shown in fig. 26 to 28, the tube advances in a continuous manner without periodical stoppages. For this purpose, the heating of the part of the periphery of the tube which will receive the longitudinal folds s' extends, preferably, to about the point where the tube receives its longitudinal folds under the action of the rollers.
The tube which is to receive the longitudinal folds is designated by the reference 45 and is heated by means of the heater 46 before the actual folding operation. The heating device consists for example of two halves 47 and 48 and surrounds the tube 45 over its entire periphery. As in the case of the heating device 38 of the embodiment of figs, 22 to 25, there are provided in the two halves 47, 48 of the heating apparatus hollow spaces 49, 50 and these halves have their peri - Inner artery of the openings 54 directed towards the tube to be heated.
The longitudinal folds 57 are obtained by outward discharge by means of two rollers 58, 56 whose axes are parallel, as in the case shown in .fige. 22 to 25.
The part of the periphery of the tube which is to form the longitudinal folds is preferably heated more strongly.
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than the rest of the periphery of the tube. To this end, the distance between the various openings 54 serving for the passage of gases to this part of the periphery of the tube is less than for the rest of the periphery or even a greater number of openings 54 or more openings are provided therein. large.
A particular embodiment of the heater 46 can act in the same direction at the same time as it makes the continuous advancement of the tube which is to receive the longitudinal folds easier. As can be seen, particularly in freezes. 26 and
27, the part of the heater which is to heat the part of the periphery of the tube with the folds extends approximately to the points where the rollers 55, 56 exert the greatest pressure on the tube 45. In this way , the part of the peripheréri.e of the tube which forms the longitudinal folds is heated until the moment when the longitudinal folds are formed.
In Figures 29 to 32 is shown another device for carrying out the object of the invention.
This device comprises several external jigs arranged one behind the other and forming rolling rollers; starting from the cross-sectional dimensions of the primary tube, their dimensions approach those of the finished tube with longitudinal folds until they eventually reach the latter dimensions. In the example shown, there are provided three pairs of rollers designated by the references 59, 60 - 61, 62 and 63, 64.
In the event that the rollers themselves are slaved to the drive, the various rollers mounted on the same side of the tube for the different pairs of rollers are usefully arranged in the same plane to facilitate the attack of the drive members. and this plane is preferably parallel to the longitudinal axis of the tube or is slightly inclined with respect to it.
The tube 58 is made to pass between the rollers of the different pairs of
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rollers which form the longitudinal folds, the dimensions of the cross section of the smallest intervals separating the rollers of each pair approaching, starting from the straight section of the pitch tube, those of the finished tube with longitudinal folds to eventually reach these last dimen - sions. Fig. 30 shows the cross section of the primary tube, while figs. 31 and 32 show how the longitudinal folds of the tube are gradually formed by means of the pairs of rollers.
Figures 31 and 32 also show the mandrels serving, where appropriate, to support the outer jigs. The mandrel shown in fig. 31 not only conforms closely to the round cross section of the tube at the places corresponding to this section, but it also includes projections 66 serving to push back the longitudinal folds, thus promoting the action. rollers 61, 62.
Fig. 32 shows another variant of the mandrel. In this case, the mandrel consists of two rollers 67 and 68 which can rotate on the support which carries them, support arranged inside the tube 58. The two rollers can touch each other along their inner edges as shown. on the face. The support is constituted in this example by two elements 69, 70 connected to one another in a manner not shown, outside the space occupied by the rollers 67, 68. The embodiment shown in figs. 33 and 34 is based on the same principle as that shown in fig. 29 to 32.
In this case, too, the tube is stretched or rolled in a series of outer gaba - rits arranged one behind the other and the dimensions of which approximate starting from the cross-sectional dimensions of the outer tube and those of the finished tube. longitudinal folds, eventually reaching these last dimensions, if necessary. The tube with longitudinal folds is designated by the reference -
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this 71 and longitudinal folds 75 are forced into it by means of stretching orifices 72, 73, 74 giving the tube the desired cross-sectional shape. The stretching orifices are formed in members in one or more parts not acting in a direct manner, but with the interposition of rollers or balls 76 capable of rotating in the direction of passage of the tube on which they act.
There is shown in fig.34 how one can mount and constitute these rollers in a particular embodiment.
With certain methods described, the cross-sectional shape of the tube outside the region of the longitudinal folds may not be round but slightly oval. This risk is all the greater as the tube is heated more in an exclusive manner on the part of its periphery which must receive the longitudinal folds, before being subjected to compression in the direction perpendicular to the plane of the longitudinal folds, without the need for templates.
In fig. 35, the shape of the tube with its longitudinal folds is shown. 77 designates for example the internal diameter or passage of the tube or of the fitting to which the tube 78 with longitudinal folds must be fixed, The pressure used to push back the longitudinal folds 79 has also produced a flattening of the tube to avoid this drawback the tube which must receive the longitudinal folds in the preliminary treatment according to fig. 36. The tube 82 is slightly flattened by means of two rollers 80, 81.
The longitudinal folds are then formed on the flattened parts by means of an operation similar to that. shown and described above, the radius of the two curved halves considered in section corresponding to the radius that the tube must present when it is finished and provided with its longitudinal folds.
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On the fige.¯ 37 and 38. two devices have been shown for carrying out another process in accordance with the invention, the tube is compressed in this case by the action aucce .ox.j-, .. ¯
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outer jigs whose dimensions are similar, starting from the cross-sectional dimensions of the primary tube, from those of the finished tube with its longitudinal folds to possibly reach these latter dimensions. It is advantageous to have at the same time mandrels of corresponding shape inside the tube; FIG. 37 shows the tube at the end of the first stage of operations while FIG. 38 shows the finished tube with its longitudinal folds at the end of the second stage of these operations.
In fig.37, the two elements of the outer jig ¯ are designated by the references 83, 84. Inside the tube 85 which is to receive the longitudinal folds is introduced a mandrel 86,93. The outer jigs 83, 84 are brought by single compression, by repeated intermittent pressure or by hammering in contact with the primary tube until the latter takes the form shown in FIG. 37. In addition, the mandrel 86, 93 is subdivided longitudinally as represented by the separation plane 87 seen in section. This separation plane is slightly inclined with respect to the longitudinal axis of the tube to facilitate dismantling of the mandrel 86, 93.
The tube 85 which has thus received a first deformation is then brought between the outer gaba - rites or matrices 88, 89 which bring it to its final shape shown in fig. 38 under the action of a single or multiple compression. or hammering. In this case also it is advisable to introduce into the tube a mandrel consisting of two wedges 91, 92 separated by a separation plane 90 as in the case of mandrel 86, 93 and slightly wedged against one another,
Fig. 39 represents a particularly interesting method of obtaining a flange on the longitudinal plislongitudinal tube or of connection by other means with a tube or fitting having a round-shaped passage section.
Prior to the establishment of the longitudinal folds, the pitch tube exhibited the outer diameter of e as shown in dot-and-dash. After training of
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longitudinal folds 51, the outer diameter of the tube is reduced to f. At the point where the longitudinal folds must stop, the tube is stretched, before or after formation of the longitudinal folds, to bring it from the diameter e to the diameter f as shown in 52, thus obtaining a flawless connection. longitudinal folds 51 with the part of the diameter f. A flange 53 is formed on the tube of diameter f in the usual manner, or else this tube is connected in any suitable manner with another tube or with a suitable fitting.