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pour : "Perfectionnements aux procédés pour configurer ou conformer des tuyaux"
La présente invention a pour objet un procédé de configuration ou de conformation de tuyaux et, plus particulièrement, un procédé pour configurer ou conformer des tuyaux et pour régler l'épaisseur de leurs parois.
Conformément à l'invention, le procédé perfectionné de configuration d'un tuyau ayant primitivement une section transversale uniforme consistes
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à appliquer, à une section de tuyau limitée avançant progressivement, 'uns pression déformante au moyen d'un outil occupant une position telle qu'il déplace la paroi du tuyau vers l'intérieur, en même temps que l'on provoque un mouvement relatif de rotation entre le tuyau et l'outil; à renforcer le tuyau immédiatement en avant de la section subissant la déformation de manière à obliger le métal du tuyau à s'écouler vers l'intérieur en arrière de la ligne de renforcement en produisant un épaulement formant une hélice à faible pas ;
enfin à faire avancer de manière continue l'outil conformateur par rapport à l'épaulement en formation et contre celui-ci, le taux d'avancement par cycle de rotation relative du tuyau étant sensiblement inférieur à la longueur de la section limitée du tuyau soumise d'une manière continue à la pression déformante afin d'empêcher la formation d'une rainure hélicoïdale no- table dans le tuyau en obligeant chaque partie de celui-ci à être soumise de manière répétée et progres- sive, pendant la rotation, à la pression de l'outil conformateur pendant qu'elle passe à travers la région de d éformation.
En renforçant le tuyau non déformé immédiatement en avant de l'épaulement ou sec- tion qui subit la déformation, on limite Inaction déformante à la région immédiatement voisine du bord et de la face avant de 1.outil conformateur. Comme -résultat de cette limitation et de l'avance concurrente de l'outil conformateur contre l'épaulement formé dans le tuyau en rotation, la ligne d'attaque de la surface active de l'outil conformateur se trouve le long d'une hélice à très faible pas, ce qui fait qu'à chaque
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instant une très petite quantité de métal seulement subit effectivement la déformation et est obligée de s'écouler le long de la surface active de l'outil conformateur depuis le bords:
de l'épaulement jusquà, la base de celui-ci, point où Inaction déformante est achevée et où la configuration externe désirée a été donnée à l'extérieur du tuyau.
Pour l'obtention de ces résultats il est nécessaire que la vitesse d'avancement de l'ou- til conformateur soit relativement faible par rapport à la vitesse de rotation du tuyau, de telle manière que chaque section du tuyau, lorsqu'elle passe à travers la-zone de déformation,soit mise en contact de manière répétée mais progressive avec la surface active de l'outil conformateur pendant le déplacement de ce dernier à travers la zone de déformation que chaque section du tuyau doit traverser.
En limitant ainsi la ligne d'attaque à une région nettement restreinte, à chaque instant, et en limitant la région dans laquelle les efforts de déformation s'exercent, on a la possibilité de soumettre le tuyau à un degré extrême de déforma- tion, ce qui se traduit, dans le tuyau résultant, par une réduction profonde de diamètre,bien que le degré de cette réduction soit contrôle à tout moment par la position radiale de l'outil conformateur par rapport à l'axe du tuyau, position qui, dans le cas actuel, est déterminée par la configuration d'un calibre ou gabarit allongé dont le bord actif représente le contour ou profil que l'on désire donner à l'exté- rieur de la section déformée du tuyau.
L'opération de déformation, avec
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la diminution résultante de diamètre,donne lieu à une redistribution du métal, ce qui de toute nécessité doit avoir pour conséquence soit un allongement du tuyau soit un épaississement des parois, soit encore diverses combinaisons de ces deux résultantes, pour compenser la réduction de diamètre à laquelle le tuyau est soumis.
La présente invention prévoit des moyens pour le contrôle prédéterminé de ces fac- teurs entre des limites convenablesde telle manière qu'il soit possible, non seulement de donner la confi- guration externe désirée à chaque portion de la sec- tion déformée du tuyau, mais encore de régler l'épais- seur de sa paroi en dirigeant ou.en réglant convenable- ment, en direction et en volume, l'écoulement du métal d'une manière qui correspond, à chaque instant, aux efforts de déformation, ainsi que cela sera décrit ci-après en détail.
Par un réglage convenable des divers facteurs intervenant dans la redistribution du métal, il est possible non seulement de donner rapidement et avec précision la configuration et 1=épaisseur de paroi désirées à des métaux relative- ment mous et ductilesp comme le cuivre et l'aluminium, mais encore de déformer profondément le contour et de régler l'épaisseur de paroi de tuyaux en acier relativement dur et de leur donner des formes compor- tant un degré de déformation dépassant tout ce qui avait été essayé jusqu'ici à la connaissance de la demanderesse
Les tuyaux ainsi conformés peu² vent être utilisés pour de hombreuses applications
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comprenant des éléments de construction pour les meubles ou l'ameublement de types divers,
de même que pour la réalisation de tiges de forme convenable pour la trans- mission de l'énergie dans les machines ou ailleurs ; procédé peut également être utilisé pour conformer des éléments formant d'abord une seule longueur de tuyau et coupés ensuite pour la réalisation de produits de lon'- gueur, de forme et dépaisseur de paroi égales.
On comprend diaprés la description précédente des diverses opérations que comporte le procédé objet de l'invention que lorsque des mouvements sont définis comme se produisant entre l'outil conforma- teur et le tuyau, on entend se référer aux mouvements relatifs plutôt qu'aux mouvements absolus, bien que, pour la clarté de la description, on préfère se référer à des machines ou à des appereils dans lesquels des mouvements absolus radiaux et longitudinaux sont imprimés à l'outil ou aux outils conformateurs plutôt qu'au tuyau et dans lesquels un mouvement de rotation est imprimé au tuyau plutôt qu'à l'outil.
Il est entendu également que dans la détermination des divers facteurs qui vont être décrits maintenant, cette détermination peut être avanta- geusement et rationnellement contrôlée entre des limites très écartées, ce qui fait qu'il n'est pas possible de définir en détail chaque combinaison possible de conditions pouvant se présenter;
toutefois la descrip- tion donner ci-après concerne un procédé qui a été appli- qué avec succès pour un très grand nombre de configura- tions possibles et pour des tuyaux en acier, en cuivre, en laiton et en aluminium ayant des diamètres divers et des valeurs diverses dépaisseur de paroi, lesquels sont
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tous susceptibles de subir les opérations actuellement définies entre des limites écartées de déformation et d'épaisseur de paroi, avec un choix convenable d'outils conformateurs pour répondre aux besoins particuliers conformément aux principes qui seront plus complètement précisés ci-après.
Pour rendre plus claire la nature du procédé objet de l'invention et pour mettre en lumière les divers facteurs qui interviennent, on se référera au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple seulement, un mode de réalisation approprié d'une machine et de divers outils conformateurs pouvant être avantageusement utilisés avec ladite machine.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe longi- tudinale de la machine avec arrachement partiel de sa partie centrale;
La figure 2 est une coupe hori- zontale des principales parties actives de ladite machine, coupe faite par 2-2 de la figure 1 ;
La figure 3 est une coupe de détail montrant la surface active d'un outil conforma- teur présentant un angle relativement grand d'obliquité faciale et un rayon relativement grand de courbure sur son bord, outil servant à augmenter l'épaisseur de paroi du tuyau;
La figure 4 est une vue semblable montrant la surface active d'un outil conformateur présentant un angle nul ou négligeable d'obliquité faciale et un rayon de courbure relativement petit, pour la réduction de l'épaisseur de paroi du tuyau ;
La figure 5 ést une vue semblable
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montrant un outil qui comporte en partie une surface marginale droite pour unir ou pour lisser toutes rainures ou nervures qui pourraient subsister dans le tuyau après son passage dans la région de déformation la plus active;
La figure 6 est une vue en élevai tion latérale d'arrière d'un outil conformateur présen- tant un bord actif droi'G-6F-a-n-s'la direction longitudinales la figure montrant-en pointillé diverses formes possi- bles du bord s'écartant de la forme rectiligne précitée';
La figure 7, enfin, est une vue de face d'arrière d'un outil affectant la forme d'un galet, ou molette, et non d'une barre fixe, en vue de la réduction du frottement lorsqu'une telle réduction est désirable.
Sur le dessin, X désigne l'état primitif, ou état avant déformation, du tuyau et Y ; le tuyau dans son état fihal, ou état déformée Z étant ; la zone de déformation active dans laquelle le métal s'écoule en formant un épaulement qui avance constam- ment et qui mesure la réduction de diamètre avant et après les opérations décrites ici.
L'extrémité déformée du tuyau est saisie dans un mandrin 10 qui, comme le montre le dessin, n'a pas besoin désire commandé positivement (bien qu'il puisse l'être) mais qui doit serrer et maintenir l'extrémité du tuyau avec une force suffisan- te pour l'empêcher de se dégager et de se déplacer d'une seule pièce longitudinalement lorsqu'il est sou- mis à la tension produite par l'avancement de l'outil conformateur contre' 11 épaulement se produisant dans la zone de déformationo L'extrémité opposée du tuyau
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(extrémité de la section non déformée X) est saisie et maintenue par le mandrin 11 avec une force suffi- sante pour qu'un mouvement rapide de rotation soit imprimé au tuyau, ledit mouvement de rotation étant:
, bien entendu, communiqué à toutes les parties du tuyau et au mandrin 10.Pour l'adaptation aux variations dans la longueur du tuyau qui sont la conséquence de sa réduotion de diamètre pendant le processus de défor- mation, on fait porter le mandrin 11 par un arbre rainuré 12 qui est libre de se mouvoir longitudinalement mais sur lequel sont montées au moyen de clavettes une série de poulies 13 destinées à être commandées par des courroies et par une source de force motrice qui nont pas besoin d'être décrites en détail. L'ou- til conformateur 14 est monté sur une plaque coulis- sante 15 supportée à son tour par un chariot 16 monté de manière qu'il puisse sedéplacer longitudinalement par rapport à l'axe du tuyau.
Dans certains cas il est désirable de prévoir un jeu de deux ou plusieurs outils conformateurs qui peuvent soit agir simultané- ment sur des cotés opposés de la partie formant épau- lement du tuyau, soit, si on le désire, être réglés pour agir successivement sur la marne partie du tuyau ou encore successivement ou simultanément sur des sections différentes du tuyau ; une telle disposition multiple des organes est représentée sur la figure 2, mais il est bien entendu que la description de l'un de ces outils avec ses annexes est applicable à tous les autres.
Les outils représentés sur la figure 2 affectent la forme de barres droites fixes présentant des bords actifs arrondis et des faces avant disposées obliquement ; un outil en forme de
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galet ou de molette, semblable à celui représenté sur la figure 7, peut toutefois être utilisé.
Le chariot est mobile longitudi- nalement par rapport à un calibre ou gabarit fixe 17 dont le bord interne a une configuration représentant par son contour la configuration externe que l'on désire donner au tuyau; pour transmettre à l'outil les mouvements radiaux convenables vers l'intérieur et vers l'extérieur correspondant au dessin du gabarit, on a monté un galet 18 sur la plaque coulissante et on le maintient en contact avec le bord contourné du calibre sous l'action d'un ressort 19 qui pousse constamment la ou les plaques coulissantes vers l'extérieur.
Pour permettre l'utilisation d'un gabarit relativement mince ou léger, pouvant être facilement mis en place ou enlevé lorsqu'on désire le remplacer, et pour maintenir avec certitude sa dis- tance exacte à l'axe du tuyau dans la région soumise à la poussée de l'outil conformateur, ou au voisinage de cette région, on a prévu sur le chariot un galet 20 qui porte contre le bord rectiligne arrière du calibre, bord qui est parallèle à l'axe du tuyau; dans ces conditions, lorsque le chariot avance, le calibre est maintenu dans la relation exacte d'espacement par rapport à l'axe du tuyau, indépendamment des autres moyens qui peuvent être prévus pour maintenir ledit oalibre en place.
L'Evancement du chariot est pro- duit par l'action d'une vis 21 qui est reliée par des engrenages réducteurs 21' au mécanisme de commande de la rotation du tuyau, de telle manière que le tuyau reçoit un mouvement de rotation à vitesse relativement
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élevée par rapport à l'avancement du chariot; toute- fois le rapport des vitesses peut être modifié par remplacement des différents engrenagesdu train réduc- teur ou par variation du pas de la vis, ce qui permet de réaliser un rapport désiré de la vitesse de rotation du tuyau à la vitesse d'avancement du chariot.
Dans tous les cas, toutefois, le rapport choisi doit être tel qu'il amène chaque portion du tuyau tournant en contact répété avec la surface active de l'outil confor- mateur pendant la période au cours de laquelle le métal du tuyau s'écoule dans l'épaulement et en progres- sant le long de la zone de déformation; en d'autres termes la largeur de la zone de déformation sera mesurée longitudinalement depuis la crête de l'épaule- ment jusqu'au point extrême de sa base, ce dernier représentant le point d'extrême réduction de diamètre.
Pour dos tuyaux d'un diamètre allant jusqu'à 38 mm environ, la largeur précitée mesure d'habitude longitudinalement environ 6,4 mm ou 9,6 mm, tandis que la largeur ou pas de la ligne hélicoïdale d'attaque qui représente la quantité de métal soumise à la déformation en un moment particulier quelconque est ordinairement de 0,8 mm environ. Des tuyaux plus gros nécessitent cependant habituellement une zone plus large mesurant ordinairement environ 15 à 30 % du diamètre originel du tuyau.
Dans la plu- part des cas un rapport convenable serait d'un tour du tuyau pour chaque avance de 0,8 mm de l'outil conformateur, ce qui correspond à huit tours du tuyau à faire passer à travers une zone de déformation de 6,4 mm de large ou à douze tours à travers une zone de 9,6 mm.
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Avec certaines qualités de métal, un pas quelque peu plus rapide pour la ligne hélicoï- dale d'attaque peut être adopté avec avantage mais la demanderesse ne croit pas qu'un nombre de tours du tuyau inférieur à quatre pendant son passage à travers la zone de d éformation puisse être avantageu- sement utilisée notamment dans les cas où l'onse sert d'un seul outil conformateur, et pour des métaux plus durs, tels que 1?'acier, une ligne d'attaque de pas, relativement petit;: semble nécessaire ou hautement désirable.
Lorsqu'on utilise deux ou plusieurs outils conformateurs agissant concurremment et sous des angles circonférentiels différents contre l'épaulement, la vitesse de déformation peut être accrue de manière correspondante; une telle organisation peut être trouvée désirable pour résister plus efficacement à toute tendance du tuyau à se cintrer ou à fléchir pen- dant Inaction de déformation :en effet lorsqu on utilise deux ou plusieurs outils conformateurs ils coopèrent pour maintenir le tuyau exactement centré.
' En raison du fait qu'il est nécessaire de localiser et de limiter toute l'action déformante entre la crte et la base de l'épaulement en formation, il est nécessaire de renforcer la sec- tion non déformée du tuyau immédiatement à l'endroit de la crête de l'épaulement de manière que l'écoulement du métal commence en ce point et qu'il se poursuive vers l'intérieur jusqu'à ce qu'il passe sous la partie la plus avancée du bord de l'outil conformateur.
A cet effet la demanderesse a prévu un manchon 22 affec- tant la forme d'une bague tournante montée à l'inté- rieur de roulements à billes que porte un bloc ou
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support 23 du chariot, ladite bague entourant exacte- ment et embrassant le tuyau en un point correspondant réellement ou pratiquement à la face avant de l'outil conformateur, de telle manière que le seul chemin possible pour le métal, lorsque l'oeil conformateur avance , soit l'écoulement en avant de la face avant et sous le bord interne de l'outil conformateur.
La déformation commence ainsi brusquement en ce point et ne se trouve pas distribuée en avant de celui-ci ; d'autre part l'extrémité déformée du tuyau saisit par le mandrin 10 résiste à la poussée de l'outil confor- mateur avançant contre l'épaulement en formation et empêche le tuyau, dans son ensemble, d'être tiré en avant avec l'outil ;
c'estlà un facteur entièrement indépendant du mouvement compensateur du mandrin 11 produit par la variation de longueur du tuyau résul- tant, de la réduction de son diamètre,
Dans le procédé tel qu'il est décrit jusqu'ici, il n'a pas été question des facteurs particuliers qui contrôlent l'épaisseur résultante d e paroi dans le tuyau déformé, épaisseur résultante qui peut être contrôlée si l'on donne au métal s'écoulant dans l'épaulement en formation soit une ligne brusque, soit'une ligne aisée d'écoulement, suivant la configu- ration de l'outil conformateur utilisé.
On peut contrôler aussi l'épaisseur de paroi, entre certaines limites, soit en s'opposant à la tendance naturelle du tuyau à s'allonger pendant la réduction de son diamètre si l'on désire augmenter l'épaisseur de la paroi, soit en aidant la tendance naturelle à l'allon- gement si l'on désire un amincissement de la paroi.
Par une combinaison convenable
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de ces deux facteurs, à savoir l'application d'un effort longitudinal réglé sur le tuyau dans son en- semble et la détermination de l'angle d'écoulement du métal dans l'épaulement en formation, il est possi- ble d'obtenir une épaisseur de paroi désirée entre des limites écartées, indépendamment de la configura- tion donnée à l'extérieur du tuyau, ce qui fait que 'l'on peut donner à chaque partie du tuyau non seule- ment une configuration désirée quelconque mais aussi l'épaisseur de paroi voulue.
Quel que soit le moyen permet- tant d'obtenir ce résultat, on constate que le réglage de l'épaisseur de paroi résultante est la conséquence du contrôle exercé sur le taux d'écoulement en volume du métal dans l'épaulement en formation par unité d'avancement de l'outil conformateur, que ce résultat soit obtenu par la forme de ]!outil ou qu'il le soit par l'application d'un effort réglé au tuyau dans son ensemble, ou encore qu'il résulte d'une combinaison de ces deux facteurs.
La vitesse d'avancement de l'outil mesure la vitesse de production de la section déformée par l'outil et l'épaisseur de paroi dépend de la quantité de métal passant à travers la zone de déformation et qui, par suite, se trouve distribuée dans la paroi du tuyau résultant@. Bien entendu ces facteurs dépendent à leur tour du diamètre donné à la section de tuyau, à un instant particulier quel- conque, par la,-position radiale de l'outil conforma- teur mais, par une coordination appropriée du taux d'écoulement en volume du métal pour un diamètre résultant quelconque, tous les facteurs doivent être soumis au contrôle de manière que l'épaisseur de paroi
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puisse être réglée entre des limites écartées.
On a constaté, lorsque la réduc- tion de diamètre est faible, ou en d'autres termes lorsque l'écoulement du métal est limité à des propor- tions relativement faibles, que les facteurs gouvernant la détermination de l'épaisseur de paroi sont relati- vement impuissants mais que, lorsqu'on désire une réduc- tion considérable de diamètre, ces facteurs prennent
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'de immédiatementritimportancet étant donné que le volumie de métal, actif ou en écoulement, en un instant parti- culier quelconque, dévient considérable, ce qui fait que les forces régulatrices sont concentrées sur le métal s'écoulaht activement et deviennent efficaces en ce qui concerne l'écoulement actif du métal ;
a une importance particulière lorsqu'un effort longi- tudinal est appliqué au tuyau dans son ensemble et n'a d'effet que dans la région où le métal est actif. En d'autres termes, une compression ne tend pas à épais- sir la paroi tout le long du tuyau ; son effet est seulement concentré en totalité dans la région dans laquelle le métal subit activement la déformation; des résultats analogues correspondent à l'application d'une tension au tuyau dans son ensemble.
Il doit être entendu, toutefois, que l'application d'efforts longitudinaux au tuyau, soit en compression, soit en tension, est un facteur qui dans beaucoup de cas n'a pas besoin d'être utilisé, étant donné que des résultats très avantageux ont été obtenus dans la déformation de tuyaux de qualités très diverses de métal par utilisation d'outils conforma- teurs de configuration convenable dans les cas où on permettait au tuyau de se dilater ou de se contracter
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naturellement à la suite de sa diminution de diamètre sans qu'aucune tentative soit faite pour contrôler ce facteur.
Toutefois lorsque la nature du tuyau exige que tous les facteurs disponibles soient mis en jeu pour la détermination de l'épaisseur de paroi, l'appli- cation d'un effort longitudinal peut être utilisée aveco grand avantage pour s'ajouter aux effets normaux de la configuration par l'outil, ou même pour contrarier ou pour compenser de tels effets.
Lorsquon désire appliquer un effort longitudinal au tuyau pendant sa déformation, on peut utiliser à cet effet tous moyens appropriés; dans le cas présent, à titre d*illustration, on a utilisé un piston 24 monté à l'extrémité de l'arbre rainuré; 12 qui porte le mandrin 11 saisissant l'extré- mité non déformée du tuyau; ledi piston travaille dans un cylindre 25 dans lequel un fluide sous pres- sion peut être introduit par des orifices 26 et 27 munis de soupapes.
Les soupapes peuvent être automati- -28 quement actionnées par un calibre/de forme appropriée et fixé au chariotavançant avec lui de telle manière que le fluide sous pression, agissant dans le sens désiré et avec l'intensité voulue, puisse être admis à l'extrémité convenable du cylindre pour appliquer la compression ou la tension requises à l'extrémité du tuyau. Ce-ci constitue une gène à la dilatation (ou à la contraction) normale du tuyau;
lorsqu'une compres- sion est appliquée, elle tend à presser le tuyau vers l'arrière et à accélérer ainsi l'écoulement de métal dans l'épaulement en formation ce qui fait que la quantité de métal déplacée par unité d'avancement de l'outil conformateur est augmentée et qu'il en résulte
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un épaississement de la paroi dans la section défor- mée. Inversement une traction exercée sur l'extrémité du tuyau retarde l'écoulement en volume du métal dans l'épaulement par unité d'avancement de l'outil, ce qui fait qu'une quantité moindre de métal est fournie à la paroi résultante et que l'épaisseur de celle-ci est en conséquence diminuée.
En donnant au calibre fixe 17 une forme correspondant à la configuration externe désirée et en donnant une forme appropriée au calibre mobile 28 pour accélérer ou retarder l'écoulement du métal, on peut calculer et obtenir l'épaisseur désirée de paroi et la configuration voulue pour chaque sec- tion du tuyau entre des limites relativement écartées, indépendamment de l'angle d'écoulement du métal dans l'épaulement en formation, ce qui, toutefois, consti- tue un facteur important que l'on peut harmoniser avec l'application d'un effort longitudinal de la manière décrite, laquelle sera exposée ci-après avec plus de détails.
L'outil conformateur 14 peut avoir des formes très diverses, comme on l'a indiqué sur les figures 3 à 7. La surface active de l'outil conformateur 14 comprend la face avant 29 disposée le long du bord de l'outil ou autour dudit bord, en combinaison avec la partie, dirigée vers l'avant, du bord arrondi 30. Ces surfaces se raccordent nécessai- rement en formant une surface unieen avant de laquelle et sous laquelle le métal est obligé de s'écouler pendant la période de déformation. En donnant à ces surfaces la configuration convenable on peut retarder ou accélérer entre des limites
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écartées l'écoulement 'du métal et réduire ou augmenter en conséquence l'épaisseur résultante de la paroi.
La figure 4 montre un outil comportant une face avant 29 abrupte, représentée sous la forme d'une face plane sans aucune obliquité; cette face se raccorde à un bord arrondi à rayon de courbure relativement faible. En raison de cette configuration, le métal est obligé de s'écouler en formant un épaulement très abrupt, qui peut être à angle droit ou sous un angle quelconque plus petdtt et qui est obligé de passer autour du bord interne de l'outil conformateur suivant une courbe de faible rayon. En conséquence le métal est soumis, dans cet exemple, à une poussée vers 1'l'avant ayant une grande composante longitudinale; il s'ensuit que l'écoulement est retardé et que le métal est allongé lorsqu'il s'écoule dans l'épaulement; il en résulte un amincis- sement de la paroi.
La figure 3 représente la série opposée de conditions en ce sens que l'on donne à la face avant un grand angle d'obliquité et que l'on donne au bord un grand rayon de courbure, avec ce ,résultat que l'écoulement de métal dans l'épaulement en formation est facilité, que le taux d'écoulement en volume est accéléré et qu'une quantité plus grande de métal passe dans l'épaulement par unité d'avance- ment de l'outil conformateur : il en résulte un épaississement de la paroi par rapport aux conditions exposéesantérieurement.
L'angle d'obliquité représenté sur la figure 3 n'est pas nécessairement l'angle limite, bien qu'il soit sensiblement égal à 45 ;
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habituellement on choisit un angle aussi grand que cela est possible avec avantagea Dans l'autre cas extrême, que montre la figure 4; l'angle d'obliquité est égal à zéro et il est bien entendu qu'entre ces limites il est possible de faire varier ledit angle et de combiner les divers angles de la face précitée avec des rayons variables de courbure du bord, suivant les conditions qui se présentent, lesquelles compren- nent, parmi d'autres facteurs, l'importance de la réduco tion de diamètre à laquelle le tuyau est soumis à un instant quelconque au cours de la déformation.
Il est bien entendu que l'angle d'obliquité dont il a été parlé ci-dessus est l'angle sous-tendu entre la partie médiane plane de la face avant et le plan oblique de la partie marginale incli- née qui se raccordeau bord courbe. Habituellement l'outil avance avec sa face médiane avant dans un plan coïncidant avec le plan transversal perpendicu- laire passant par l'axe du tuyau bien qu'il puisse être désirable, pour certaines applications, de faire varier l'angle de l'outil dans son ensemble par rapport à ce plan. Toutefois, pour la plupart des cas, le plan d'avancement de l'outil coïncidera avec le plan transversal du tuyau; si l'on s'écarte de cette condition, cela peut introduire des facteurs modifica- teurs qui, cependant, ne font pas varier les particu- larités essentielles du procédé décrit ici.
Dans certains cas il peut être désirable d'augmenter la largeur du bord actif de l'outil en ménageant une surface aplatie 31, comme le montre la figure 5, ce qui augpente l'étendue du bord actif de l'outil avec la pièce travaillée : cela peut
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être désirable dans les cas où une conicité ou amin- cissement relativement uniformes doivent être obtenus et où l'on désire former une surface plus parfaitement unie par suppression de toutes rides ou nervures perceptibles pouvant rester à la surface du tuyau après que le processus de déformation a été essentiellement achevé.
Habituellement les rainures sont trop faibles pour être facilement perceptibles ou pour être nuisi- bles, en raison du très faible pas de la ligne héli- coïdale d'attaque, mais si l'on désire une surface extrêmement unie, et dans des conditions appropriées, un outil du genre,de celui de la figure 5 peut être utilisé avec avantage
Les contours facial et marginal ci-dessus décrits peuvent être appliqués à un outil ayant la forme d'une barre droite semblable à celle représentée en particulier sur la figure 6. Ces configu- rations peuvent aussi être appliquées au galet ou molette plus particulièrement représenté sur la figure 7.
Pour plusieurs applications la forme de barre de l'outil conformateur, ou la forme de galet ou molette, peuvent être utilisées de manière interchangeable bien que les facteurs tendant à retarder l'écoulement du métal aient leur action habituellement accentuée si l'on utilise la forme de barre ce qui fait que le remplacement d'un galet ou molette par une barre ayant un bord de même forme, ou vice-versa, peut donner lieu à des variations dans l'épaisseur de la paroi.
Toute- fois lorsqu'on désire obtenir une déformation extrême de tuyaux lourds et épais, par exemple de tuyaux en acier, on cohstatea généralement que la forme de galet est préférable parce que le frottement est réduit et que les quantités de lubrifiant nécessaire sont égale- ment réduites.
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Comme illustration des résultats obtenus par l'utilisation des différents outils d'une série, chacun d'eux agissant sur un tuyau de métal de même qualité, les outils différant les uns des autres par l'angle d'obliquité et (ou) par leur. bord actif. , on a établi le tableau suivant :
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<tb> Essai <SEP> Epaissir <SEP> Angle <SEP> et <SEP> rayon <SEP> de <SEP> l'outil
<tb> de <SEP> paroi <SEP> conformateur
<tb> résultante
<tb>
<tb> 1 <SEP> 2,21 <SEP> mm <SEP> 60 <SEP> de <SEP> face <SEP> 4,762 <SEP> mm <SEP> de <SEP> rayon
<tb>
<tb> 2 <SEP> 1,77 <SEP> 30 <SEP> " <SEP> 7,937 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> 3 <SEP> 1,77 <SEP> 00 <SEP> " <SEP> " <SEP> 11,112 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> 4 <SEP> 1,67 <SEP> 00 <SEP> " <SEP> 9,528 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> 5 <SEP> 1,57 <SEP> 00 <SEP> " <SEP> " <SEP> 7,937 <SEP> "
<tb>
<tb> 6 <SEP> 1,39 <SEP> 00 <SEP> " <SEP> 5556 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> 7 <SEP> 1,16 <SEP> 00 <SEP> " <SEP> " <SEP> 3,968 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> 8 <SEP> 0,91 <SEP> 00 <SEP> " <SEP> " <SEP> 3,174 <SEP> "
<tb>
<tb> 9 <SEP> 0,45 <SEP> 00 <SEP> " <SEP> " <SEP> 3,
174 <SEP> " <SEP> "
<tb>
Les échantillons 1 et 2 montrent l'effet d'un angle de face dans l'accroissement de l'épaisseur de paroi;, On remarquera que, bien que pour l'échantillon 2 on ait utilisé un plus petit rayon que pour l'échantillon 3, l'addition de l'effet d'un angle positif pour la face a eu pour conséquence une épaisseur de paroi égale. Les échantillons 3 à 9 montrent des parois d'épaisseur progressivement dé- croissante à mesure que les rayons des outils conforma- teurs décroissent et le métal a été progressivement soumis aux plus grands efforts occasionnés par le retournement plus abrupt nécessité pour passer sous le bord del'outil conformateur.
Sur la figure 2 on a représenté un dispositif commode pour l'utilisation d'outils
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ayant des configurations différentes et agissant successivement sur différentes sections du tuyau métallique. Ceci montre comment les différents outils peuvent être successivement mis en action au moment convenable grâce à la configuration des calibres qui agissent sur les outils correspondants. Sur la figure, l'outil supérieur se trouve en fonction, étant dpnné que le contour ondulé du calibre tend à ce moment à forcer le'outil supérieur vers l'intérieur, tandis qu'au même instant l'outil inférieur est retiré et rendu inactif, étant donné qu'il se trouve sur une partie uniformément en creux du calibre.
Toutefois lorsque le chariot avance, le calibre supérieur est retiré, tandis que le calibre inférieur est déplacé vers l'in- térieur au même moment, ce qui fait que l'outil infé- rieur continue'sans interruption le travail en donnant au tuyau l'épaisseur de paroi différente caractéris- tique de Inaction dudit outil inférieuro De cette manière lépaisseur de paroi peut être automatiquement réglée par l'action successive des outils, l'effet des dits outils pouvant, si on le désire, être complété par Inapplication d'un effort longitudinal approprié à chaque instant au but poursuivi.
On voit par la description pré- cédente que 12'invention contrôle et utilise certains facteurs qui déterminent l'écoulement en volume du métal dans l'épaulement en formation, lequel, de quelque manière qu'il soit contrôlé, est le facteur qui' détermine en dernière analyse l'épaisseur de paroi résultante de la section de tuyau en un point de diamètre donné quelconque.
Bien entendu le caractère ou la texture du métal du tuyau constituent un facteur
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qui influe sur les conditions dans lesquelles le métal répond à une série particulière quelconque de condi- tions mais, sous cette réserve, le contrôle des di- vers facteurs, réalisé de la manière ci-dessus indiqué, permet de modifier entre des limites écartées la configuration donnée à la section déformée du tuyau et permet, également entre des limites écartées, d'obtenir des épaisseurs variables de paroi si on le désire ; ledit contrôle permet au contraire la produc- tion d'une épaisseur uniforme de paroi tout le long d'une section de tuyau qui présente un contour exté- rieur différent en divers points.
Bien que, dans la plupart des cas, il soit désirable de renforcer la section non déformée du tuyau par l'utilisation d'un manchon, ou organe équivalentdans un plan immédiatement adjacent à la créte de l'épaulement produit lors de l'avancement de l'outil conformateur (ou dans un plan coïncidant avec ladite crête) ou que, en d'autrestermes,il soit désirable d'amener le manchon en contact réel avec la face de l'outil conformateur, un faible jeu peut néanmoins être toléré dans certains cas pourvu qu'il ne soit pas de largeur suffisante pour permettre au métal de se répandre ou de former des nervures dans une mesure quelconque vers l'extérieur dans le jeu précité :
il est en effet nécessaire, dans tous les cas, que le métal soit suffisamment maintenu en ce point pour que son écoulement soit réglé de manière uniforme autour dtune crête ou angle nettement et uniformément définis et pour empêcher tout déplacement du métal en un point situé en avant.
Il doit être entendup par suite, que, lorsqu'il est question ici
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d'un renforcement du tuyau au voisinage immédiat de l'outil conformateur, la demanderesse entend exprimer l'idée soit du contact réel entre l'outil conformateur et le manchon (ou organe équivalent)soit une proximi- té suffisante entre ces éléments coopérants pour assurer la production uniforme dun épaulement nette- ment défini exempt d'irrégularités qui pourraient gêner l'écoulement uniforme du métal dans l'épaulement 7 et dans la section déformée de moindre diamètre.