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PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DES TUBES COUDES
Dans leur demande de brevet déposée le 17-5-1949, - pour PROCEDE ET DISPOSITIFS DE FABRICATION DE TUBES COUDES, les Demandeurs ont décrit un procédé de fabrica- tion de coude, ou cintre, dont le rayon de courbe interne est très réduit par rapport au diamètre du tube, la parti- cularité du procédé résidant dans la différence des tem- pératures auxquelles on porte la région extérieure du cou- de et la région intérieure du coude avant ou pendant l'o- pération de cintrage.
La région située au voisinage de la génératrice
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extérieure du coude est maintenue à une température infé- rieure à celle de la région située autour de la génératrice interne, ou entre-jambe, soit du fait d'un chauffage plus accentué de l'entre-jambe, soit au contraire par refroidis- sement, éventuellement en cours d'exécution du cintrage, de la région extérieure du coude. On obtient alors ce ré- sultat que le cintrage, au lieu de s'effectuer autour de l'axe moyen du coude ou cintre, comme dans les procédés connus, s'effectue autour ou au voisinage de la génératrice la plus extérieure du coude, en sorte que le rayon de la courbe du cintre final peut être réduit bien davantage.
La présente invention a pour objet un perfection- nement de ce procédé, grâce auquel il est possible de ré- duire encore le rayon de la courbe intérieure du coude, et même d'obtenir des coudes dont les branches deviennent pra- tiquement jointives.
A cet effet, conformément à l'invention, le coude à rayon de courbe déjà réduit, obtenu comme il vient d'être rappelé, est soumis à un chauffage intéressant une zone dé- limitée, située dans l'entre-jambe ainsi que dans la région extérieure du coude, après quoi les deux moitiés du coude restées froides sont soumises à une opération de rapproche- ment qui refoule sur lui-même le métal ramolli produisant l'accroissement de l'épaisseur des parois en ces endroits du coude, sans diminution de la section de passage intérieur dudit cou de.
La zone de chauffage dont il vient d'être question et l'importance du chauffage, sont déterminées par l'épais- seur des parois du coude, la distance dont on veut refouler l'une vers l'autre les deux branches du coude, et la portée
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des efforts de refoulement, c'est à dire la distance entre l'axe de symétrie du coude et le point d'application de 1' effort de refoulement. Il est entendu que cette portée est toujours relativement grande par rapport à la distance sur laquelle sera refoulé le métal, c'est pourquoi l'on appli- que le présent procédé non pas à un coude à grand rayon de courbe interne mais à un coude à petit rayon, obtenu comme dans le brevet précité.
Pendant l'opération de chauffage, les portions la- térales du coude qui doivent rester froides, ou à une tem- pérature inférieure, peuvent être protégées contre l'action du chauffage par des écrans, ou caches, qui limitent la zone de chaleur définie plus haut.
Le coude est ensuite porté dans un appareil dans lequel les régions froides du coude sont prises dans deux mâchoires, ou deux demi-matrices, que l'on rapproche pro- gressivement pour exercer deux poussées exactement opposées sur la partie centrale chauffée, en sorte que l'on produit un refoulement du métal dans la région chauffée, tandis que les deux portions de tubes rectilignes, ou branches, qui sortent du coude sont rapprochées l'une de l'autre.
Le même résultat peut être aussi obtenu, sans appa- reil de refoulement, en martelant à petits coups précipi- tés pour les rapprocher l'une de l'autre, les deux branches ou portions de tubes rectilignes, restées froides du cintre
Finalement, on obtient un coude dont les parois sont renforcées progressivement en raison du refoulement provoqué dans la région ramollie et dont les branches peu- vent être pratiquement jointives, tandis que les parois dudit coude sont renforcées, c'est-à-dire comportent une
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une surépaisseur, tant dans l'entre-jambe que dans la région extérieure du coude, sans qu'il y ait réduction de la section intérieure de passage dans le coude.
Suivant un perfectionnement du procédé, on peut por- ter à une température supérieure au reste du coude des régions du coude situées de part et d'autre d'une région centrale qu'or laisse à une température inférieure de façon que, lors du pres- sage subséquent durant lequel les deux branches du coude sont soumises à deux poussées opposées l'une à l'autre pour être rap- prochées, la compression du cintre s'effectue entre chaque bran- che froide et la zone médiane centrale elle-même relativement froide, en sorte qu'il se produit comme un fléchissement des branches du coude pour conduire finalement à obtenir le coude de rayon interne très réduit.
Le procédé et les dispositifs qui font l'objet de l'invention, peuvent s'appliquer à des tubes de section quelcon- que, par exemple à des tubes de section ovale, ou à des tubes dont le contour est plus ou moins compliqué et présente des ai- lettes creuses, tangentielles ou non.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée.
La fig. I représente en coupe un cintre à rayon de courbe déjà réduit, et sur lequel on a indicué la zone oui sera soumise au chauffage.
La. fige 2 représente ce coude disposé dans des é- crans qui assurent la délimitation de la zone de chauffage.
La fig. 3 représente en plan partiellement coupé le tube à rayon de courbure réduit et chauffé, disposé dans l'ap- pareil qui assure le refoulement des deux côtés restés froids du
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coude.
La fig. 4 est analogue à la fig. 3 après rapprochement des matrices.
La fig. 5 est une vue en bout de la fig. 3.
La fig. 6 représente en coupe le coude à rayon de courbe interne pratiquement nul, obtenu conformément à la présente invention.
La fig. 7 montre en plan, partiellement coupé, une va- riante de réalisation des deux matrices. La Fig. 8 représente la position du cintre et des matrices, après rapprochement de ces dernières, à la fin de l' opération.
Les fige 9 et 10 représentent en coupe, des cintres de tubes, de section circulaire, obtenus à l'aide des matrices de la fig. 7.
La fige II représente, en coupe horizontale, un coude disposé dans l'appareil avec indication de zones particulières de chauffage.
La fig. 12 est une coupe de la fig. II suivant un plan perpendiculaire 12-12.
La fig. 13 est analogue à la figure II après rapproche- ment des mâchoires ou matrices, montant le tube à son rayon de courbure final.
Les fig. 14 à 17 concernent le cintrage d'un tube dont la section de forme circulaire aplatie, se prolonge par deux ailettes creuses tangentielles.
Les fig. 14 et 15 représentent respectivement le cintre en coupe tranversale, et en coupe suivant 15-15 fig. 14, le cintra.ge étant réalisé dans un plan approximstivement parallèle à celui des ailettes.
Les fig. 16 et 17 sont relatives au cintrage du même
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tube, mais dans un plan perpendiculaire.
Les fig. 18 à 21 sont relatives au cintrage d'un tube de section ovale; les fig. 18 et 19 concernant plus spécialement le cintrage dans le plan ou le tube est ovalisé; et les fig. 20 et 21, le cintrage dans le plan perpendiculaire
Ainsi qu'on le voit sur la fig. I, un coude à rayon interne déjà réduit, c'est-à-dire inférieure à environ une fois et quart le diamètre extérieur du tube, et obtenu par exemple conformément au procédé décrit dans la demande de brc vet précitée, est soumis à un chauffage dans la région délimi tée par le rectangle A en traite interrompus grâce auauel on ramollit l'entre-jambe du coude et la région extérieure du coude. Il peut être indiqué que l'entre-jambe interne soit chauffé sur une plus grande longueur que la région extérieure du coude ou inversement.
Pour protéger contre l'action de la chaleur les par ties du coude qui doivent rester froides, on peut le disposer comme on le voit fig. 2, dans des écrans a1 a2 de forme con- venable, et dont l'intervalle laisse passer la région A du coude a qui doit être soumise au chauffage.
Lorsque la température voulue est atteinte, le coude est alors porté dans un appareil du genre de celui Qui a été décrit dans la demande de brevet précitée, et constitué par deux plaques b et c ( fig. 5 ), maintenues à une distance cor- respondant au diamètre extérieur du tube a, et comportant deux mâchoires ou demi-matrices f1 f2 qui peuvent être rappro- chées d'un mouvement de translation suivant le sens des flè- ches B de façon à exercer sur la partie centrale du coude deux poussées exactement opposées.
On produit alors un refou- lement du métal dans la région chauffée, ce refoulement pro-
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duisant d'une part une surépaisseur de la paroi des tubes, tant pour la paroi de l'intérieur ou entre-jambe, que pour la paroi de l'extérieur du coude et assurant en même temps, au lieu d'un aplatissement un gonflement du tube c'est à dire une augmenta- tion de la section interne du coude. En effet, le chauffage et la poussée exercée sont réglés, en fonction de la portée sur la- quelle s'exerce la poussée, de façon que le refoulement du métal s'opère vers l'extérieur, aussi bien en ce .qui concerne la ré- gion extérieure que la région de l'entre-jambe.
Finalement, ces. me on le voit fig. 6 en coupe, on obtient un tube dont les bran ches de sortie il i 2 sont presque jointives, c'est-à-dire dont le rayon de courbe du coude est pratiquement inexistant et dont les parois tant du côté de l'entre- jambe que du côté de la ré- gion extérieure, comportent des surépaisseurs i3.
Le processus peut être appliqué à des tubes en acier spécie
Pour assurer le gonflement, ou élargissement, de la sectio- de passage intérieur du tube dans le coude, il peut être indi- qué, au cours de l'opération, de refroidir la partie extérieu- re du coude de façon que le refoulement du métal s'opère tou- jours vers l'extérieur.
Au lieu de disposer le coude dans un appareil, de refoule- ment comportant des demi-matrices, ont peut se contenter de mar teler à petits coups les deux côtés il i2 restés froids du terer petits coups les deux côtés 1 1 restés froids du ci@@@
Ainsi qu'on le voit sur la fige 7, les contours A1 B1 et A2 B des matrices f1 f2 entre lesquelles est pressé le cintre peuvent ne pas s'appliquer au début de l'opération contre toute la région extérieure du coude, mais laissant subsister un intervalle à la partie supérieure, intervalle qui permet au métal de la région extérieure, pendant l'opération de compres- sion d'être repoussé vers l'extérieur, de façon à ne pas diminue
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section interne de passade à l'intérieur du coude.
1 1 2-2 Lorsque ces contours A1 B1, A2 B2 s'écartent davan- tage encore du cintre, on peut obtenir finalement un cintre de contour ogival, tel que celui représenté sur la fig. 10.
Durant cette opération, on provoaue un refoulement sur lui-même du métal du cintre dans la région G ramollie par le chauffage et les branches de sortie du coude peuvent deve- nir pratiquement jointives, comme on le voit fig. 9 3t 10.
Au cours de l'opération, les parois du coude, comme on le voit fig. 9 et 10, se renforcent, c'est à dire prennent une surépaisseur, tant dans l'entre-jambe en ± que dans la zone extérieure en h, et cela sans Que la section interne de passa- ge du coude soit sensiblement diminuée. Le cintre peur être de forme arrondie (fig. 9) ou ogivale (fig. 10) suivant la forme des matrices f1 f2. . On remarquera que la surépaisseur de 1' entre- jambe ± va s'étendant le long des branches du coude jusqu'en i, ce qui a pour effet d'assurer au coude une solidi- té et une résistance des plus satisfaisantes.
Le chauffage de la région G, et la pression des poinçons ou matrices f1 f2 peuvent être réglés de façon à ob- tenir soit un simple tassement de métal dans les régions et h, soit un glissement du métal de la région 1± vers les bran- ches jusqu'en i, ainsi qu'il a été représenté sur les figures et cela sans qu'il y ait une suré.-aisseur excessive des parois; soit enfin une combinaison de ces deux effets de tassement et de glissement.
Dans certains cas, comme on le voit fig. II, la ré- gion médiane du coude délimitée par exemple par le contour A' B'C'D' peut rester froide ou à une température moins élevée que les régions ombrées E Qui sont portées par tout moyen
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convenable, par exemple chauffage au chalumeau, à une tempé- rature supérieure. Cela étant, lrosqu'on rapproche les mâ- choires f1 f2 dans le sens des flèches F, soit qu'une seule des mâchoires se déplace soit que les deux se déplacent en sens opposés, on obtient finalement un rapprochement des branches du cintre a qui prend alors la forme indiquée fig. 13 avec un rayon de courbure interne très réduit.
Cha- que branche restée froide du cintre a se trouve en quelque sorte comprimée contre la partie restée froide A'B'C'D', qui forme enclume, et le cintre fléchit pour prendre la for me finale de la fig. 13, ce fléchissement étaht facilité par le chauffage des régions E.
La zone de chauffage qui est indiquée sur la fig.
II n'est donnée qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'on pourrait se contenter de déménager une zone froide de forme approximativement triangulaire telle qu'elle est délimitée par le contour C'I'D' et chauffer, de part et d'autre de cette zone, les contours approximativement polygonaux A'I' D'G' d'une part et l'B'H'C' d'autre part, de façon à obte- nir une augmentation de température aussi bien dans la ré- gion interne du coude que dans la région externe du coude pour faciliter l'opération de pressage oui conduit à un cintre de rayon de courbure très réduit.
Un des avantages du procédé qui vient d'être dé- crit réside en ce que les matrices ou mâchoires f1 f2 n'ont plus besoin de présenter une forme cintrée ou ogivale cor- respondant à celle du coude final que l'on désire obtenir mais peuvent être rectilignes, comme on le voit sur la fi- gure et conçues de façon à emboîter simplement la partie droite des branches du coude. @
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Le procédé de fabrication peut s'appliquer à des coudes de section quelconque et non pas forcément à des cou- des de section circulaire. Sur les fig. 15 à 17, on a repré- senté le coude obtenu dans le cas d'un tube dont la section a la forme que l'on voit sur les fig. 15 ou 17, dans laquel- le le tube k se prolonge suivant deux ailettes creuses tan-
1 2 gentielles m m2.
Sur les fig. 14 et 15, le cintrage a été obtenu dans un plan approximativement parallèle à celui des ailettes m1 m2. Le cintrage peut également avoir lieu dans un plan perpendiculaire comme on le voit dans le cas du coude 1 de même section de tube, représenté sur les fig. 16 et 17.
Les fig. 18 à 21 représentent le coude dans le cas de section où le tube est un tube ovale/n. Dans le cas du coude repré- senté sur la fig. 18, le cintrage est obtenu dans un plan parallèle au plan d'ovalisation du tube. Dans le cas du cou- de o, représenté fig. 20 et 21, qui est obtenu à partir d'un tube de même section, le cintrage a. lieu dans un plan perpen- diculaire.
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