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PROCEDE ET APPAREIL PERFECTIONNES POUR COUDER DES TUBES OU TUYAUX.
Cette invention concerne un procédé et un appareil perfectionnés pour couder ou cintrer des tubes ou des tuyauxo Lorsqu'un tronçon de tube ou de tuyau présente une rigidité telle qu'il ne peut pas être facilement coudé à froid, on a recours au travail à chaud, en remplissant le tube ou le tuyau de sable ou d'une autre substance pour l'empêcher de s'affaisser ou de se réformer intérieuremento Ensuite on chauffe le tube ou le tuyau sur la longueur à couder et on y exerce une traction pour le cintrer à l'angle voulu au moyen d'un palan treuil ou cabestan ou par pression ou traction, autour d'un mandrin ou d'une forme. Un but de l'invention est de permettre le cintrage du coude sans remplissage du tube ou du tuyau.
Un autre but est de permettre un réglage exact de la limite de la température du métal pendant le cintrage du coudeo
La présente invention comprend le procédé pour couder à chaud un tube ou tuyau métalliques caractérisé en ce qu'on fait varier progressivement l'emplacement sur une certaine longueur du tube à couder., d'une courte'section où le tube est chauffé à une température appropriée et cintréo
L'invention comprend aussi un appareil pour couder à chaud un tube ou tuyau métallique,
caractérisé par un dispositif de chauffage destiné à chauffer le tube sur une courte section de la longueur à couder et agencé de façon qu'il y ait un mouvement relatif progressif entre le tube et le dispositif de chauffage sur cette longueur du tube et un dispositif cintreur destiné à cintrer le tube à l'endroit de la section chaufféeo
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple avec référen- ce aux dessins plus ou moins schématiques annexés, dans lesquels :
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Figo 1 est une vue en plan montrant partiellement en coupe les parties les plus importantes d'un appareil pour couder à chaud un tube qui y est représenté dans la position convenant pour le cintrage.
Figa 2 est une vue en coupe d'un mandrin rotatif et d'un galet de réaction, suivant la ligne II-II de la Figo 1 ;
Figo 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la Fig. 1 ;
Figo 4 montre une partie de l'appareil de la Fig. 1, à plus grande échelle., dans la position occupée à un moment intermédiaire pendant l'opération de cintrage;
Figa 5 montre une autre-position d'un dispositif de chauffage par induction., et
Figo 6 représente un appareil pour freiner de façon réglable le mandrin rotatif.
Comme on le voit sur les Figs. 1 à 4 des dessins, un tube 1 est monté dans un appareil destiné à couder en arc de cercle une partie de sa longueurde façon qu'on puisse le faire avancer axialement à l'aide d'un palonnier 2 portant en son milieu contre une extrémité du tube. Aux extrémités du palonnier sont articulés des plongeurs 3 qui coulissent à frottement doux dans des cylindres correspondants 7+ et font avancer le palonnier lorsqu'un fluide hydraulique sous pression est amené, par un tuyau branché 5, aux extrémités des cylindres situées du côté opposé au palonnier.
L'extrémité du tube sur laquelle porte le;palonnier est supportée par une collerette annulaire 6 qui est engagée dans l'extrémité du tube et s'y ajuste convenablement. Entre cette extrémité du tube et le point où ce dernier doit être coudésle tube est supporté par un patin coulissant 7 qui comprend une pièce 8 maintenue de façon à pouvoir coulisser sur une glissière fixe 10 présentant des nervures 9 en saillie vers l'intérieur et s'engageant dans des rainures complémentaires ménagées dans les faces en regard du patin, et qui comprendaaussi une pièce llo Les pièces 8 et 11 du patin sont conformées de manière à saisir fermement le tube entre elles, et il est prévu des dispositifs de fixation appropriés (non représentés), de préférence d'un type permettant d'attacher le tube rapidement au patin et de l'en dégager rapidement.
L'arc de courbure est déterminé par une gorge 12 formée dans un mandrin rotatif 13 pouvant tourner autour d'un axe fixe 31, la gorge présentant la forme d'un cercle ayant cet axe 31 comme centre. Le tube est fixé au mandrin rotatif, à une extrémité de la gorge, par un dispositif de préhension approprié (dont une partie est représentée en 32) et des dispositifs de fixation appropriés (non représentés), de préférence d'un type permettant d'attacher le tube rapidement au mandrin rotatif et de l'en dégager rapidement, tandis que le mandrin rotatif, la glissière et le palonnier sont disposés les uns par rapport aux autres de telle façon que lorsqu'on fait avancer le tube et tourner le mandrin rotatif, le tube se trouve dans la gorge 12 au point où;se fait le cintrage et aux points où le cintrage a eu lieu.
La forme de la gorge 12 en coupe transversale est telle que le tube vient en contact avec la surface interne de la gorge sur les côtés de celle-ciprincipalement vers les bords sans qu'il y ait contact avec le fond de la gorge.
De l'autre côté du tuyau, au point où se fait le cintrage, se trouve un galet de réaction lisse en acier coulé 14 pouvant tourner autour d'un axe fixe 33 et présentant une gorge 15 ayant en coupe transversale une forme semblable à celle de la gorge 12 du mandrin 13 et ne venant en contact avec le tube que sur les côtés de la surface interne de la gorge, près des bords de celle-cio
De préférence,le mandrin rotatif 13, le galet de réaction 14,
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la glissière 10 et les cylindres 4 des plongeurs sont montés sur une pla- que d'assise unique (non représentée) et les cylindres des plongeurs., par exemple,
peuvent être disposés de manière que leur position par rapport à cette base puisse être modifiée pour permettre d'introduire dans l'appa- reil des tubes qui doivent présenter des parties droites de longueurs dif- férentes, entre l'extrémité portant contre le palonnier et le coudeo
Pour couder le tuben on le chauffe par un dispositif de chauf- fage électrique par induction 16 maintenu centré dans le tube par une pièce d'écartement isolante en forme de disque 17 à l'extrémité d'une lance 18 qui s'étend à l'intérieur du tube dont elle est espacée par une ou plusieurs pièces d'écartement isolantes en forme de disques 19 et qui passe dans une ouverture 20 du palonnier 2 pour aboutir à une tête extérieure 21 qui peut être fixée de telle manière que le dispositif de chauffage par induction occupe une position fixe par rapport au mandrin rotatif et au galet
de réaction pendant l'opération de cintrageo Le dispositif de chauffage par induction est destiné à chauffer le tube sur une courte section annulaire et consiste par exemple en quelques spires de tube de cuivre auxquelles un courant électrique à haute fréquence est amené par la lance, et dans les- quels on fait circuler un courant d'eau de refroidissement continu, cette eau de circulation étant également amenée par la lanceo Celle-ci, pour as- surer l'arrivée et le retour de l'eau et pour former les deux conducteurs électriques nécessaires, consiste de préférence en deux tubes de cuivre concentriques espacés l'un de l'autre par des isolateurso
A proximité du galet de réaction, du côté opposé à celui tourné vers la palonnier,,
se trouve un ajutage 22 auquel de l'air est amené sous pression pour refroidir le tube lorsqu'il quitte le point où il a été cintré entre le mandrin rotatif et le galet de réaction.. dans le plan commun à l'axe du mandrin et à celui du galeto L'axe de l'ajutage est incliné sur l'axe du tube de telle sorte que'l'air qui frappe celui-ci tend à s'éloigner de l'endroit où se fait le cintrage.
Près du galet de réaction, du côté tourné vers le palonnier se trouve un pyromètre à rayonnement 23 dirigé de manière à recevoir le rayon:nement de la surface extérieure du tube à l'endroit ou tout près de l'endroit où se fait le cintrage du coude. Le rayonnement de la surface du tube est une mesure de la température de celle-ci,, qui est portée sur un cadran indicateur 24.
En fonctionnement, un tube droit 1 à couder est introduit dans 1?espace entre les gorges situées en regard l'une de l'autre 12 et 15 du mandrin rotatif 13 et du galet de réaction 14, le dispositif de chauffage par induction 16 étant placé à l'intérieur, et l'extrémité du tube est adaptée sur la collerette annulaire 6 du palonnier 2 les plongeurs 3 occupant la position entièrement effacéeo Lorsque le patin 7 se trouve à l'extrémité de la glissière 10 la plus rapprochée du palonnier, on fixe le tube au patin et on le fixe également au mandrin rotatif.
La tête extérieure 21 à l'extrémité de la lance 18 est ajustée et fixée en place de telle façon que le dispositif de chauffage par induction se trouve à l'intérieur du tube, prêt à chauffer une courte section annulaire de ce dernier dans le plan commun à l'axe 31 du mandrin rotatif et à l'axe 33 du galet de réaction.
Le fluide de refroidissement étant mis en circulation, on met en circuit le dispositif de chauffage par induction et lorsque la courte section annulaire chauffée du tuyau atteint juste une température appropriée, comme le montre le cadran indicateur du pyromètre, on exerce une pression longitudinale sur le tuyau en admettant le fluide hydraulique sous pression dans les cylindres des plongeurs par le tuyau 5,
de telle sorte qu'il se produit une légère rotation du mandrin provoquant un cintrage correspondant du tube à l'endroit de la courte section annulaire chaufféeo La rotation du mandrin permet au tube de se déplacer par rapport au dispositif de chauf-
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fage par induction et amène une nouvelle partie du métal du tube dans la position voulue pour être chauffée et cette nouvelle partie est chauffée à son tour par le dispositif de chauffage et un nouveau cintrage est alors produit dans le court secteur annulaire chauffé dans le plan commun aux axes du mandrin rotatif et du galet de réaction.,
L'opération est poursuivie ïusqu'à ce que la somme des cintrages successifs forme le coude voulue Après l'exécution du coude le métal du tube est refroidi par le courant d'air éjecté de l'ajutage
Pendant le cintrage d'un coude, le galet de réaction et le patin maintiennent le tube tangent à la gorge du mandrin rotatif.
La section chauffée du tube soumise au cintrage est supportée de chaque côté par une section de tube dont la température est plus basse et dont la résistance à la déformation est donc plus élevée,, de telle sorte que le cintrage du coude s'opère sans affaissement du tubeo
Les gorges ménagées dans le mandrin rotatif et dans le galet de réaction ont des configurations propres à réduire la tendance de chaque section chauffée à s'aplatir pendant le cintrage du coudecar., comme la section ne vient en contact avec les côtés que près des bords des gorges,
celles-ci offrent une résistance à un accroissement des dimensions du tube perpendiculairement au plan de l'arc suivant lequel la section de tube est cintrée et aucune réaction du fond des gorges ne tend à réduire les dimensions au tube parallèlement au plan de cet arco
Le contrôle précis qui est exercé sur la température du métal pendant le cintrage est particulièrement important pour certains aciers spéciaux.
De préférence le cintrage sur toute l'étendue du coude est effectué d'une façon continue et pendant le cintrage continu le dispositif de chauffage par induction est de préférence placé plus près du palonnier qu'exactement dans le plan commun à l'axe du mandrin rotatif et à celui du rouleau de réaction, par exemple, comme c'est indiqué sur la fig. 5, vu que le métal du tube qui se déplace continuellement devant le dispositif de chauffage par induction n'atteint sa température maximum que lorsqu'il arrive au milieu de son parcours le long de ce dispositif.
Pendant cette opération continue,on augmente l'admission de fluide hydraulique sous pression aux cylindres des plongeurs si le cadran indicateur du pyromètre commence à indiquer une température plus élevée que celle qui a été reconnue par les essais comme dépassant L'optimum et on réduit l'admission de fluide hydraulique sous pression si le-cadran du pyromètre commence à indiquer une température inférieure à cet optimum.
Pendant qu'on cintre le coude d'un tube, les conditions du métal du côté intérieur de l'arc suivant lequel l'axe du tube est cintré sont différentes de celles du métal du côté extérieur de l'arco Il peut être désirable de s'arranger pour chauffer un côté du tube plus fortement que l'autre et ceci peut être obtenu en plaçant le dispositif de chauffage par induction excentriquement sur la pièce d'écartement isolante en forme de disque 17 de manière qu'il soit plus rapproché d'un côté de la paroi du tube que de l'autre.
Le mandrin rotatif n'est commandé que par le tube soumis au cintrage, mais en variante le mandrin rotatif peut être freiné pour ralentir le mouvement de rotation qui lui est imprimé pendant le cintrage ou bien on peut lui appliquer un couple dans le même sens, ou un couple suffisant pour effectuer le cintrage sans appliquer un entraînement au tube et des dispositions diverses peuvent être employées pour régler et ajuster l'épaisseur de la paroi du tube pendant le cintrage. Le mandrin rotatif est supposé être fixé à un arbre rotatif portant un pignon 41, en prise avec une crémaillère 42 qui lorsque le mandrin rotatif tourne dans le sens du déplacement du tube pendant le cintrage, repousse un plongeur 43 dans son cylindre 44, dont l'échappement du fluide hydraulique est réglé par une van-
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ne 45.
Cette dernière est commandée par l'opérateur qui commande aussi unevanne 46 montée dans le tuyau d'amenée du fluide hydraulique 5 relié aux cy,- lindres des plongeurs 4. On commande l'opération de cintrage en réglant l'ouverture des vannes 45 et 46 pour maintenir un rapport optimum déterminé par des essais préalables, entre les pressions dans les cylindres de plongeurs 4 et 44, qui donne l'épaisseur désirée des parois et assure un avancement continu du tube 1 à la vitesse voulue pour maintenir l'indication de la température optimum sur le cadran 24 du pyromètre. En vue de faciliter la comparaison des pressions, des aiguilles de manomètre pour les deux pressions peuvent donner leurs indications sur un cadran unique 47.
REVENDICATIONS.