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PROCEDE ET MACHINE POUR FABRIQUER DES BULBES SUR DES TUBES DE
GROS DIAMETRE.
On sait que l'on appelle "bulbe" un gonflement généralement sy- métrique obtenu dans la paroi d'un tube. Lorsqu'il s'agit de tubes de dia- mètre relativement faible, par exemple de l'ordre de 5 cm. et au-dessous, avec une épaisseur de paroi en rapport, de l'ordre de 3 à 4 mm., on peut obtenir une bulbe symétrique par le procédé qui consiste à chauffer la ré- gion du tube où l'on désire obtenir ce bulbe, puis à opérer une compression du tube dans le sens de son axe pour rapprocher les deux extrémités restées froides du tube. La paroi du tube prend alors la forme souhaitée dans la région chauffée.
Cette manière de faire présente des difficultés dans le cas où. l'on a à traiter des tubes de diamètres plus forts par exemple de l'or- dre de 10 cm. et au-dessus, avec des épaisseurs de parois en rapport, qui dépassent le centimètre. En effet, si l'on veut obtenir une bulbe, on ne peut pas augmenter indéfiniment la température de la région chauffée, laquel- le doit être maintenue entre certaines limites qui dépendent dé l'épaisseur du tube et de la qualité de l'acier. Dans ces conditions, on serait amené à exercer sur les extrémités du tube, pour obtenir la formation du bulbe, des pressions trop élevées pour les moyens dont on peut disposer.
G'est pour obtenir aisément des bulbes sur des tubes de ce genre dits " de gros diamètre" que le Demandeur a imaginé le procédé ob- jet de la présente invention dont la particularité consiste en ce que, en combinaison ou non avec la compression axiale ci-dessus rappelée agis- sant sur le tube, on exerce sur la région chauffée, une poussée interne à partir de l'intérieur du tube et en direction générale perpendiculaire à l'axe de ce tube.
Cette poussée interne peut être effectuée par des moyens méca- niques constitués par exemple par des matrices ou des galets, qui s'écartent
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les unes des autres à l'intérieur du tube, sous l'effet d'un dispositif ar- ticulé commandé par des moyens hydrauliques ou autres.
Ce dispositif peut exercer soit une poussée continue à l'inté- rieur du tube, soit une série de poussées discontinues ou même de chocs sur la paroi interne.
Il est prévu qu'on peut substituer à ces moyens mécaniques des moyens de pression dus à la force centrifuge, et constitués par exemple par une ou plusieurs masses animées à l'intérieur du tube d'une force centrifu- ge suffisante, soit par une rotation propre à ces masses, soit par une ro- tation du tube lui-mème.
Enfin, les deux moyens ci-dessus peuvent être combinés et les galets d'écartement peuvent être montés sur un dispositif rotatif, permet- tant à ces galets d'exercer sous l'effet de la force centrifuge, la pres- sion ou les chocs voulus.
La combinaison de ces moyens permet d'obtenir un bulbe symé- trique, ou dissymétrique si on fait varier l'effort de pression en diffé- rents points de la région travaillée. On peut même parvenir à donner à la paroi du tube toute forme voulue, par exemple une forme allant en s'éva- sant régulièrement, une forme ondulée, etc...
La pression exercée de l'intérieur du tube sur la paroi, prise seule ou en combinaison avec une compression axiale, ou même éventuellement une traction axiale, permet de régler l'épaisseur du métal dans la région travaillée, suivant que l'on désire obtenir une augmentation de cette épais- seur, ou sa diminution, ou encore sa conservation.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera mieux comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée.
La fig. 1 représente en coupe axiale un premier mode de réa- lisation de l'appareil disposé à l'intérieur du tube pour la formation mé- canique d'un bulbe.
La fig. 2 est une coupe par II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe schématique verticale d'une variante de réalisation d'un appareil agissant par force centrifuge.
La fig. 4 est une coupe verticale d'une autre variante de réa- lisation d'un appareil agissant par force centrifuge.
Sur les fig. 1 et 2, la formation du bulbe par pression inter- ne résulte de l'écartement de matrices convenables.
Pour traiter le tube a, on commence par chauffer la région cy- lindrique de ce tube comprise entre A et B, où l'on veut former un bulbe, pour la porter à une température permettant la déformation du métal. On introduit ensuite, à l'intérieur du tube a, l'appareil d'écartement, cons- titué par un tube b, à grand moment d'inertie et résistant au flambage, à l'intérieur duquel peut coulisser une tige axiale c, résistant à la trac- tion et qui est éventuellement guidée par des manchons d. De mème; des manchons de guidage, tels que c, peuvent éventuellement être prévus entre le tube b et l'intérieur du tube à traiter a.
La tige axiale c se termine par une tète f. Des matrices g par exemple au nombre de quatre sur la figure, mais qui pourraient n'être qu'au nombre de 2, ou au contraire de 8, sont articulées par de fortes bielles h sur la tète f et l'extrémité du tube b. Chaque matrice g porte deux bielles articulées en i. Une de ces bielles est articulée en k sur la tête f, et l'autre bielle est articulée en 1 sur le tube b. On réa- lise ainsi une sorte de genou tel que, lorsque la tige axiale .± se dé- placera dans le sens de la flèche F de la fige l, par rapport au reste du dispositif restant immobile, le rapprochement des axes k et 1provoque-
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ra l'écartement des matrices g.
Celles-ci exerceront alors à l'intérieur du tube une poussée interne dirigée perpendiculairement à l'axe X X du tube a.
Pour effectuer le déplacement de la tige c, on se sert d'un vé- rin, par exemple hydraulique, non représenté, et prenant appui sur la tran- che extérieure du tube b pour tirer sur la tige c dans le sens de la flèche F.
Il est prévu que, concurremment avec cette pression interne des matrices, une compression axiale peut être exercée sur le tube dans le sens de la flèche G de manière à faciliter la formation du bulbe. Cette compression est effectuée par exemple à l'aide d'une presse hydraulique ou organe similaire 1 prenant appui sur une tranche du tube a, dont l'autre tranche bute contre une paroi fixe m. En conjuguant ces deux efforts, à savoir la compression axiale exercée par la presse 1 dans le sens de la flèche G et, d'autre part, la pression interne des matrices g résultant du déplacement de la tige .± dans le sens de la flèche F, on provoque la forma- tion d'un bulbe. Le tube a prend la forme représentée en traits interrompus sur la fig. 1. L'épaisseur de la paroi du tube peut rester constante sur toute la longueur du bulbe.
Si on accentue la pression exercée par la pres- se 1 dans le sens de la flèche G, on peut obtenir un gonflement de la pa- roi du bulbe qui présentera alors une surépaisseur, ou,au contraire, en diminuant la pression exercée par la presse 1, ou même en la remplaçant éventuellement par un effort de traction, on provoquera un amincissement de la paroi du bulbe.
La poussée exercée de l'intérieur du tube par les matrices g est surtout importante au début de l'opération pour amorcer le bulbe. Au lieu d'effectuer cette poussée d'une façon continue, on peut l'effectuer d'une façon discontinue ou même par chocs. Il peut également être néces- saire entre deux opérations successives, de faire tourner à l'intérieur du tube d'un certain angle, par exemple de 45 dans le cas des figures 1 et 2, l'appareil d'écartement de façon que la poussée des matrices g soit ré- partie sur toute la périphérie interne du cylindre a. Le gonflement s'exer- ce alors par une série de poussées successives., avec rotation intercalaire de l'appareil.
On notera que la poussée interne est effectuée par un appareil très simple et très robuste et que les forces mises en jeu s'annulent à 1' intérieur du tube, l'appareil ne nécessitant ni châssis, ni bâti. D'autre part, en exerçant la compression dans le sens axial par la presse hydrau- lique 1 appliquant l'autre tranche,du tube contre la butée m, il n'est plus nécessaire de faire usage de mors encerclant le tube pour provoquer la compression.
Eventuellement, on disposera autour du tube a une matrice n extérieure en deux pièces par exemple, représentée en traits ponctués sur la fig. 1 et dont la cavité correspondra à la forme extérieure que l'on désire donner au bulbe.
Il est indiqué, pendant l'opération de gonflement du bulbe, de refroidir l'appareil d'écartement et l'intérieur du tube a par un jet d' air dans lequel on pulvérisera utilement de l'eau pour empêcher les échauf- fements dangereux.
On peut utiliser également la force centrifuge pour créer la pression interne dirigée perpendiculairement à l'axe du tube.
Un premier mode de réalisation de ce cas est schématiquement représenté en coupe verticale fig. 3. Un galet ou boulet o est porté par une bielle p articulée au bout d'une tige .!1 pouvant être animée d'un rapi- de mouvement de rotation dans le sens de la flèche H. Des manchons tels que e1 peuvent être prévus pour maintenir la tige q dans l'axe du tube à traiter.
Sous l'effet de la rotation, le ou les boulets o montés à l'extrémité de la tige .!1 s'écartent et viennent exercer sur la paroi interne du tube a la
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pression voulue. Là encore, une matrice extérieur a1 peut être prévue pour conformer extérieurement le bulbe final.
Dans une variante,des boulets o1 sont placés simplement à 1' intérieur du tube et supportés par un fond r, pouvant éventuellement cou- lisser à l'intérieur du tube a. Le mouvement de rotation est communiqué à l'ensemble du tube autour de son axe X X , ce qui provoque l'action cen- trifuge des boulets ,21 pour exercer la pression interne voulue. Pendant 1' opération, à mesure que le bulbe se forme, le fond 1: est légèrement déplacé pour que l'action des boulets s'exerce dans l'axe du bulbe.
Avec les deux appareils des fig. 3 et 4, on peut combiner éven- tuellement une compression du tube à traiter .!il. dans le sens de l'axe X X , cette compression étant réalisée comme précédemment, soit par pression à l'aide d'une presse hydraulique 1, soit par rapprochement de deux mors pla- cés de part et d'autre de la région traitée.
Il est également prévu qu'on peut combiner l'action de la force centrifuge avec l'appareil mécanique tel que décrit en regard des fig. 1 et 2. A cet effet, les matrices pourront être montées avec un certain jeu sur leurs axes! de manière à pouvoir s'écarter dans le sens radial et l'ensemble de l'appareil d'écartement b sera monté de façon à pouvoir être animé d'un rapide mouvement de rotation autour de l'axe X X du tube. Le même appareil pourra alors servir pour exercer soit l'action mécanique décrite en regard des fig. 1 et 2, soit l'action centrifuge, soit ces deux actions, l'une alternant avec l'autre.
Il va de soi que des modifications de détail peuvent être apportées à la réalisation de cette invention, sans pour cela sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1 ) Procédé pour fabriquer un bulbe sur un tube de grand dia- mètre, caractérisé en ce que l'on porte la région du tube où l'on veut obte- nir un bulbe à une température permettant la déformation du métal et que l'on exerce, de l'intérieur du tube, en direction perpendiculaire à l'axe de ce tube, une pression sur la paroi interne du tube.
2 ) Procédé comme spécifié sous 1 ) caractérisé en ce qu'on combine la pression interne avec une compression du tube dans le sens de son axe de part et d'autre de la région traitée.
3 ) Mode de réalisation du procédé spécifié sous 1 ) caracté- risé en ce que la pression interne est exercée par l'écartement de matrices disposées à l'intérieur du tube.
4 ) Mode de réalisation du procédé spécifié sous 1 ) caracté- risé en ce que la pression interne est exercée par la force centrifuge grâ- ce à des mouvements de rotation de masses à l'intérieur du tube.
5 ) Appareil pour la réalisation du procédé spécifié sous 3 ) caractérisé par un tube à l'intérieur duquel peut coulisser une tige axiale, des matrices montées de fagon articulée sur l'extrémité du tube d'une part et sur l'extrémité de la tige axiale d'autre part, des moyens étant prévus pour provoquer le coulissement de la tige axiale et assurer l'écartement desdites matrices.
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