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"PROCEDE ET APPAREIL POUR LE CINTRAGE DE TUBES"
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour le cintrage d'articles métalliques sous la forme de tubes.
Elle a pour objet d'offrir un appareil au moyen duquel on peut cintrer du tube, ou y former une courbe, suivant un rayon qui est relativement court comparé au diamètre du tube. Cet appareil ermet de cintrer un tube de façon que les parois de celui-ci, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de la formation courbe, conservent sensiblement leur forme lisse originelle.
Il y a naturellement une tendance, dans les opérations de cintrage effectuées jusqutà présent, à former des inégalités dans la surface du tube ou à déranger le contour lisse de celui-ci, en parti-
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culier en ce qui concerne le métal qui se trouve à l'intérieur de la courbe; c'est-à-dire que sur le côté interne, ou concave, de la courbure, le métal peut se trouver quelque peu rassemblé ou ramassé, ou, si l'on peut s'exprimer ainsi, "froncé" ou plissé en raison du fait que ce métal est sous compression. L'invention vise à éviter ce rassemblement, plissage ou rugosité de la paroi du tube.
Bien entendu, le métal dont est fait le tube détermine dans une large mesure la longueur minimum du rayon suivant lequel le tube peut être cintré ou coudé. Ce que l'on appelle le tube "Bundy", dont on fait maintenant si largement usage dans l'industrie de l'automobile, est formé d'acier dont les coutures et les épaisseurs sont unies par un métal de soudage, tel par exemple que le cuivre. Jusqu'à présent, le cintrage d'un tel tube a, d'un point de vue pratique, été limité à un cintrage suivant un rayen 'd'environ une fois et demie le diamètre du tube, le rayon en question s'entendant comme pris du centre du cintre ou coude à l'axe du tube et le diamètre étant le diamètre extérieur du tube.
En faisant usage de l'invention, on peut réduire beaucoup le rayon de la courbure ou cintre, tout en obtenant cependant un article pratique et commercialement acceptable. Voici un exemple : tube Bundy formé d'acier contreplaqué en deux épaisseurs, soudé au cuivre et revêtu de cuivre et ayant un diamètre extérieur de 9,5 mm, a été cintré, pratiquement et avec auccès, à 180 sur un rayon un peu inférieur à 11 mm. On notera ainsi que, dans cet exemple, le rayon de courbure est à peu de chose près, égal au diamètre du tube. Cela, bien entendu, n'est qu'un exemple
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et l'invention n'y est point limitée car le dispositif est capable d'assurer un meilleur cintre même si le tube est cintré sur un rayon relativement grand, et l'invention peut également être utilisée sur des cintres d'un rayon même moindre.
Dans la mise en pratique de l'invention, le tube est soumis à une action de traction ou de tirage, c'est-à- dire qu'il est étiré dans le sens de sa longueur à mesure qu'il est f açonné.
Sur les dessins ci-joints:
Fig. 1 est un plan d'un appareil construit con- formément à l'invention;
Fig. 2 est une élévation latérale d'une partie de l'appareil;
Fig. 3 est une vue similaire à Fig. 1, mais à plus grande échelle, représentant plus en détail le dispo- sitif de cintrage;
Fig. 4 est une vue à grande échelle représentant une partie du dispositif de cintrage, certaines parties étant en coupe;
Fig. 5 et 6 sont des coupes suivant 5-5 et 6-6, respectivement, Fig. 3 ;
Fig. 7 est une vue de l'appareil le représentant dans la position où il est après avoir cintré un tube à sensiblement 180 ;
Fig. 8 représente une disposition de l'appareil pour faire des coudes dans un tube après que le premier coude y a été fait;
Fig. 9 est un détail de la forme ou matrice au-
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tour de laquelle le tube peut être cintré ou coudé;
Fig. 10 représente une longueur de tube avec plusieurs coudes y formés.
L'appareil peut, bien entendu, être utilisé pour cintrer ou couder du tube dans un but quelconque. L'un de ces buts est la fabrication d'un échangeur de chaleur comme, par exemple, un condenseur pour un réfrigérant ou refroidisseur. Sur la Fig. 10, on a représenté une longueur de tube 1, façonné avec des coudes 2 en offrant ainsi plusieurs cours de tube 3, entre les coudes,et des ailettes de transfert de chaleur convenables 4 peuvent être situées sur les cours 3, comme représenté. L'appareil comprend une table convenable 2 d'où s'étend un prolongement 6 auquel est assujetti, par l'une de ses extrémités, un mandrin dont l'autre extrémité peut être libre, de façon qu'on puisse enfiler un tube dessus.
Le montage de l'une des extrémités du mandrin est, comme c'est représenté en 9, de préférence tel, qu'il permet un réglage longitudinal de ce mandrin afin de situer convenablement son extrémité opposée par rapport à une forme ou matrice. Cette extrémité opposée du mandrin, représentée en 8 sur la Fig. 4, présente une courbure convenable puisque le tube doit être cintré en un point adjacent à cette extrémité, le métal du tube s'incurvant par-dessus l'extrémité courbe du mandrin. Sur le mandrin on enfile une longueur désirable de tube 1 sur lequel peuvent se trouver des ailettes, comme c'est représenté. Ces ailettes sont représentées disposées en groupes espacés les uns des autres et c'est aux endroits situés entre les groupes d'ailettes que le tube doit être cintré.
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Il est prévu pour l'extrémité libre du tube, comme c'est représenté sur les Fig. 3, 5 et 6, un moyen de serrage ou de fixation qui peut comprendre une mâchoire relativement fixe 10, rainée pour recevoir le tube, comme c'est représenté sur la Fig. 5, et une mâchoire mobile 11 rainée d'une façon similaire et capable d'un mouvement glissant dans lequel elle est guidée par des galets 12 travaillant dans une fente allongée de la mâchoire. Des ressorts 13, disposés dans des logements forés dans la mâchoire 11 et s'appuyant sur la mâchoire 10, agissent pour écarter normalement ces deux mâchoires l'une de l'autre.
On peut faire avancer la mâchoire 11 à la position de serrage par un moyen convenable représenté ici sous la forme d'un excentrique 14 pourvu d'une poignée de manoeuvre convenable 15 et agissant sur le dos de lamâchoire 11. Lorsqu'on fait tourner l'excentrique dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, sur la Fig. 3, le moyen de serrage, ou tenaille, s'ouvre, et on peut introduire le tube; lorsqu'on fait tourner l'excentrique en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre, les mâchoires se rapprochent et serrent le tube entre elles. On peut utiliser cette tenaille pour faire le premier cintre ou coude dans une longueur de tube.
Il existe, sur la machine, une broche 17 autour de laquelle un coude de tube peut être placé, comme c'est représenté sur la Fig. 8, pour prendre des coudes subséquents dans le tube, comme on le verra plus en détail ci-après.
La tenaille et la broche sont montées sur un support convenable 18 qui est pourvu d'une poignée de manoeuvre
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19 et qui, portant la forme ou matrice autour de laquelle le tube est cintré ou coudé, pivote sur la table 5. Comme dest représenté sur la Fig. 2, un rond de portée 20 est, à cet effet, logé dans une ouverture convenable de la table 5, de façon à pouvoir tourner dedans, un plateau 21 est situé sur le dessous de la table et des vis à tête 22 traversent ce plateau et le rond 20 et se vissent dans le support 18.
La forme ou matrice est montée sur l'axe de rotation du support 18 et est disposée pour tourner avec lui.
Elle possède un tenon 24 situé sur l'axe et passant à travers des ouvertures du support 18, du rond de portée 20 et du plateau 21. Elle peut posséder un rebord 25 pour reposer sur le support 18. Cette matrice possède un corps vertical 26 avec extrémité supérieure réduite et à gorge 27 (voir Fig. 9), la gorge étant suivant une courbe telle qu'elle épouse sensiblement la périphérie d'un tube à cintrer et la formation courbe constituant approximativement un quart de cercle. On notera, en se reportant à la Fig. 4, que le corps 26, qui est partie de la matrice, est de forme quelque peu allongée, présentant une surface courbe 28 qui se trouve sensiblement sur l'axe et autour de laquelle le tube doit être cintré, et qu'il s'étend à partir de l'axe comme en 29.
Un goujon 23 peut passer à travers le rebord 25 pour obliger le corps de matrice 26 à tourner avec le support 18. >
La matrice est divisée en deux moitiés, le corps 26 constituant la moitié inférieure. La moitié supérieure de la matrice est mobile et comprend une tête 30 (Fig. 9)
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qui peut être de forme allongée correspondant à celle du corps 26 et présente, comme celui-ci, une gorge 31 à peu près en quart de cercle; lorsque le corps 26 et la tête 30 sont appliqués l'un contre l'autre, les surfaces curvilignes coopérantes gz et 31 forment une gorge sensiblement semi-circulaire. La tête 30 est montée de telle sorte qu'on peut rapidement la soulever du corps 26 ou l'abaisser sur celui-ci. A cet effet, cette tête 30 est montée sur un bras 32 pivotant en 33 et possédant une surface de came 34.
Une pièce de commande faisant office de came 35. qui possède une surface de came coopérante 36, pivote en 37 et est pourvue d'une poignée 38 au moyen de laquelle on peut la faire pivoter sur son pivot 37.A mesure qu'on manoeuvre la poignée dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, sur la Fig. 9, les surfaces de came agissent pour faire osciller le bras 32 en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre, ce qui a pour effet de serrer ainsi l'une contre l'autre les deux moitiés de la matrice. Lorsqu'on manoeuvre la poignée 38 en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre, la pression de retenue est relâchée et une continuation du mouvement fait que le bras 32 oscille dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre pour soulever la tête 30 du corps 26.
Cela est accompli par une liaison à mouvement perdu entre la pièce 35 et le bras 32. Cette liaison peut affecter la forme d'une coulisse 40 montée sur des chevilles 41 et 42 prévues sur ledit bras et sur la came 35, respectivement.
Dans la position fermée de la matrice, la coulisse peut être lâche sur les chevilles, comme c'est représenté en
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traits continus sur la Fig. 9. A mesure qu'on fait osciller la came en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre sur son pivot, la coulisse, agissant comme un élément de tension, fait osciller le bras 32 pour ouvrir la matrice, comme c'est indiqué par la position en lignes ponctuées sur la Fig. 9. Le bras oscillant 32 et sa came de commande sont montés pour un mouvement d'ensemble sur le support 18 comme, par exemple, entre des guides 44 et 45 portés par ce dernier.
Pour stabiliser les deux moitiés de matrice lorsqu'elles sont appliquées l'une contre l'autre, il existe une cheville-pilote, ou cheville stabilisatrice, de préférence située sur l'axe. Cette cheville est montée dans l'une des moitiés de matrice et disposée pour s'engager dans un trou de l'autre moitié. Elle est représentée ici en 46 et peut être simplement enfoncée à force dans le corps 26 et présenter une partie, s'élevant verticalement, capable de glisser dans un trou 48 de la tête 30, Bien que la tête 30 descende en contact avec le corps 26 en parcourant un arc, la partie saillante 47 n'a pas besoin d'être longue et la cheville s'adaptera assez étroitement dans le trou pour aider efficacement à maintenir les deux moitiés de matrice dans la position voulue l'une par rapport à l'autre.
Il existe un sabot 50 pour prendre sur le tube du côté opposé à celui qui s'adapte dans la force de la matrice, comme c'est représenté sur les Fig. 1 et 4. Ce sabot peut avoir une certaine étendue dans le sens longitudinal pour prendre sur une longueur considérable du tube, comme représenté. Dans le cas où le tube est muni d'ailettes, le
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sabot est construit de préférence de façon à pouvoir se mouvoir à mesure que le tube est cintré. A cet effet le sabot peut être monté sur une barre 51 tenue rappelée en arrière par un ressort 52 (Fig. 7). La barre peut être munie de galets 53 pour rouler sur une pièce d'appui 54.
Le fonctionnement est le suivant:
On monte le mandrin ¯7 dans une position réglée, de manière que sa surface courbe 8 se trouve convenablement située pour le cintrage du tube autour d'elle. La tête 30 de la matrice étant relevée, on enfile sur le mandrin une longueur de tube qui, comme c'est représenté sur la Fig. 1, peut être munie de groupes d'ailettes avec des espaces, entre les groupes, où les coudes doivent être faits. A ce moment, le support 18 est dans la position représentée sur la Fig. 1. On saisit ensuite l'extrémité saillante du tube entre les mâchoires 10 et Il et on abaisse en position la tête 30 de la matrice. On fait alors, à l'aide de la poignée 19, tourner le support 18 sur son pivot dans le sens inverse de celui du mouvement des aiguilles d'une montre.
Dans cette action, la matrice tourne avec le support. A mesure que le mouvement du support progresse, le tube est cintré autour de la matrice et, dans cette action, la longueur du tube qui se trouve en arrière de la matrice, c'est-à-dire la portion du tube qui se trouve sur le mandrin, est tirée en avant sur ce dernier. Le sabot 50 empêche que le tube oscille hors d'alignement sur le mandrin. Fig. 7 représente la position relative des parties lorsque le support 18 a été tourné de sensiblement 180 , en formant un cintre ou coude à sensiblement 180 dans le tube.
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Dans le cintrage du tube, la paroi de celui-ci qui devient la paroi extérieure du coude, se forme pardessus la surface courbe du mandrin. Cette surface courbe est convenablement conformée à cet effet. A mesure que le tube est tiré le long du mandrin, dans cette action, l'ailette avant d'un groupe d'ailettes peut buter contre le sabot 50; mais il est permis à celui-ci, par le ressort 52, de se déplacer en avant en tendant le ressort comme c'est indiqué sur la Fig. 7. Naturellement, on peut cintrer un tube dépourvu d'ailettes, auquel cas le sabot peut, ou non, être monté pour se mouvoir avec le tube. Après que le coude a été formé et que les parties sont dans la position représentée sur la Fig. 7, on desserre la tenaille 10-11, on relève la moitié supérieure, ou tête, 30 de la matrice et l'on ramène ensuite le support 18 à la position de Fig. 1.
Maintenant, dans le cas où l'on a à faire plusieurs coudes dans une longueur de tube, comme c'est représenté sur la Fig. 10, on peut ne pas se servir de la tenaille 10-11 lors d'opérations de cintrage suivantes. Au lieu de cela, on peut placer autour de la broche 17 le coude précédemment formé, comme c'est représenté sur la Fig. 8. Ainsi, la broche sert à tirer le tube dans les opérations de cintrage suivantes.
On notera que, dans ces opérations de cintrage, le corps du tube n'est pas empêché de se mouvoir mais qu'il lui est permis, au contraire, de se déplacer ou d'être en- , traîné en avant, sur le mandrin, à mesure que l'opération de cintrage s'effectue. De cette façon, il y a un minimum de compression ou de refoulement du métal du tube sur la paroi intérieure, car le tube est plus ou moins étiré autour
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de la matrice. Il y a, naturellement, un amincissement du métal constituant la paroi extérieure du coude, car ce mé- tal est sous tension et est diminué d'épaisseur. Par cette invention, tant la paroi intérieure que la paroi extérieu- re d'un coude dans un tube, présentent une surface très lisse.
La section du tube, prise à travers un tel coude peut être quelque peu aplatie, mais il y a, en tout cas, un aspect uniforme, sans renfoncements brusques, qui pour- raient être de la nature d'un affaissement partiel. Il n'est pas appliqué de forces au tube ou à la partie de celui-ci qui devient la paroi extérieure du coude. Ainsi, l'affaissement, ou affaissement partiel, de la paroi du tube, à l'extérieur d'un coude, par une force quelconque de ce genre, se trouve supprimé. Comme cela a été dit pré- cédemment, on peut cintrer du tube sur des rayons beaucoup plus courts que cela a été faisable jusqu'à présent et ob- tenir cependant un article commercial et pratique.