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On sait que, pour fabriquer des tubulures dans une paroi plane ou cylindrique, il a déjà été proposé de se servir d'un poinçon qui tra- verse la paroi métallique convenablement chauffée, et étire le métal de la paroi dans l'intervalle compris entre ledit poinçon et une matrice pla- cée de l'autre côté de la paroi,
Les tubulures que l'on obtient ainsi peuvent présenter de lé- gères irrégularités et, d'autre part ne se prêtent en général pas, dans la forme qu'elles ont ainsi prise, à la soudure immédiate d'un tube de raccord sur l'extrémité de la tubulure. Elles nécessitent en général un usinage ultérieur à leur obtention..
La présente invention a pour objet un procédé et une forme de poinçon permettant d'obtenir, éventuellement en une seule opération, des tubulures finies ne nécessitant pas d'usinage avant la soudure du tube à raccorder.
Selon la présente invention,.on se sert d'un poinçon dont la tête, de type habituel, ogival ou conique, adaptée pour percer et traverser le métal, est prolongée par une partie, tronconique ou galbée, qui prend appui sur la face interne de l'ébauche de tubulure obtenue au milieu de l'opération, de manière à soulever et appliquer le métal dans le fond de la matrice, fond convenablement conformé pour donner à la tubulure sa forme extérieure finaleo Pour obtenir ce résultat, il faut que le poin- çon pénètre en fin de course dans le fond, à dessein évidé de la matrice, plus profondément que cela n'avait lieu dans les dispositifs antérieurement utilisés.
Une partie de,préférence cylindrique est prévue sur le poin- çon entre la tête ogivale et les flancs tronconiques de manière que cette partie, qui se trouvera en fin de course à hauteur du bord supérieur de la tubulure, donne à cette tubulure une forme cylindrique à cet endroit, en même temps que se trouve éventuellement cisaillé l'excès de métal qui ne trouverait pas place dans l'intervalle compris en fin de course entre matrice et poinçon.
D'autre part, pour obtenir des tubulures correctes, dans le cas de cette course prolongée du poinçon, il est nécessaire qu'en fin de course le poinçon et la matrice soient parfaitement axés. Un guidage du poinçon est moins bien assuré par le seul vérin en fin de course, aussi prévoit-on, conformément à l'invention, dans le fond de la matrice, une tige cylindrique qui s'engage dans un évidement correspondant à la tête du poinçon pour assurer la co-axialité du poinçon et de la matrice.
Il est aussi prévu que, conformément à l'invention, l'intérieur de la matrice est chauffé pendant l'opération de manière à maintenir la température du métal pendant le travail du poinçon.
On obtient ainsi une tubulure à lèvres effilées, c'est-à-dire s'écartant davantage de la paroi initiale et le métal étant comprimé à refus dans l'intervalle compris entre poinçon et matrice, le bord de la tubulure, qui résulte de l'application du métal contre le fond de la matrice, peut être convenablement chanfreiné par le fond de la matrice, ce qui permet alors la soudure directe du tube à raccorder sur ladite tubulure, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un usinage supplémentaire.
Dans le cas où on ne dispose pas à l'intérieur du collecteur d'un espace suffisant pour loger un poinçon de la hauteur de celui qui vient d'être décrit, la tubulure peu être exécutée en deux opérations: la première ayant lieu avec un poinçon de type habituel qui assure la formation d'une ébauche de tubulure; et la seconde, avec un poinçon consti-
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tué par le collet cylindrique suivi d'une partie, tronconique ou galbée, qui prend appui sur les flancs internes de la tubulure ébauchée.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera mieux comprendre la façon dont l'inven- tion peut être réalisée,
La figure 1 représente en coupe le poinçon et le vérin disposés à l'intérieur du collecteur dans lequel on désira ménager une tubulure avant l'opération.
La fig. 2 est une vue de détail, en coupe, représentant la tê- te du poinçon engagée dans le collecteur, pendant l'opération pour la for- mation de l'ébauche de tubulure.
La fig. 3 montre, en fin d'opération, le poinçon ayant traversé le collecteur et ayant constitué en une seule opération une tubulure dans sa forme finale.
Les fig. 4 à 7 sont relatives à une variante dans laquelle on utilise deux coinçons.
Sur la fig. 4, on a représenté le poinçon ordinaire ayant tra- versé le collecteur et constitué une ébauche de tubulure.
La fig. 5 montre, au début de l'opération, le second poinçon destiné à conformer la tubulure finale.
La fig. 6 est une variante de la fig. 5.
La fig. 7 montre la tubulure finale constituée par l'enfonce- ment du second poinçon
Pour ménager une tubulure conforme à l'invention, dans le col- lecteur a, on dispose, à la manière connue, à l'intérieur de ce collec- teur un vérin portant le poinçon.2.. Le vérin est disposé en regard d'un trouai qui peut être ménagé dans la paroi du collecteur a, à l'en- droit où on veut obtenir la tubulure.
De l'autre côté du collecteur a est disposée la matrice d qui est conformée, comme on le voit en e, de manière à donner à l'extérieur de la tubulure sa forme finale. Cette matrice comporte un fond évidé f.
Le poinçon conforme à l'invention est constitué par une tête de type ordinaire, ogivée, ou éventuellement conique, ± , qui traverse la pa- roi métallique et relève les bords de la tubulure. Cette tête ± est sui- vie d'un collet cylindrique h dont le rôle sera indiqué ci-dessous, puis d'une partie tronconique, ou galbée, i, qui assure, comme on le verra,la compression finale du métal dans le fond de la matrice.
Dans le fond f de la matrice d est prévue une tige 1 qui peut pénétrer dans un évidement de forme correspondante 1 axialement prévu dans le poinçon, de manière à assurer le guidage de ce poinçon en fin de course, comme il sera exposé ci-dessous.
Dars la matrice d sont prévus des canaux dl pour l'amenée des gaz chauds produits par un brûleur et des évents pour l'évacuation des gaz, d2. Cette disposition permet d'assurer le chauffage du métal pen- dant l'opération ainsi qu'il sera expliqué ci-dessous.
Eventuellement, ce chauffage, s'il rend la paroi du métal a plus ductile, peut être substitué 'au guidage du poinçon en .¯'.fin de cour-
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se à l'aide de la tige j.
Cela étant, la région dans laquelle on veut effectuer la tubu- lure ayant été préalablement portée à la température voulue, et l'ensem- ble: poinçon-matrice ayant été mis en place comme représenté fig. 1, le vérin soulève le poinçon dont la tête ± traverse la paroi, relevant les bords de la tubulure 1, de manière qu'on obtienne, comme on le voit sur la fig. 2, une ébauche de tubulure dans laquelle les lèvres de la tubulure n'ont pas encore atteint tout à fait le fond de la matrice d. Cette premiè- re opération correspond à l'opération habituelle de forgeage d'une tubulure.
Pour obtenir directement la tubulure dans sa forme finale, la course du poinçon ± est prolongée c'est-à-dire que, au lieu de s'arrêter dans la position de la fig. 2, qui correspond à peu près à la position ha- bituelle, la tête ± du poinçon va pénétrer dans le fond évidé 1 de la ma- trice, jusqu'à la position représentée sur la figo 3. Au cours de ce pro- longement de course du poinçon, les flancs de la partie tronconique i du poinçon prennent appui sur les parois internes de l'ébauche de tubulure, dans les régions A et B, et remontent le métal de ces régions, de manière que ce métal vienne s'appliquer dans le fond de la matrice d, comme on le voit fig. 3. Ce fond, qui est chanfreiné en m, assure la formation d'un chanfrein sur le bord supérieur des lèvres de la tubulure .
Dans cette dernière position, le collet circulaire h prévu sur le poinçon se trouve à hauteur de la partie supérieure de la tubulure, en sorte que cette région interne de la tubulure sera cylindrique, et se prê- tera à la disposition de l'anneau de soudure utilisé ultérieurement pour souder sur l'extrémité chanfreinée m de la tubulure le tube à raccorder avec ladite tubulure.
A la fin du mouvement de compression du métal, il se peut qu'un excès de métal se présente sous forme de copeaux coupés par le bord supérieur,plus ou moins tranchant, du collet cylindrique h ou par les bords d'évidements, non représentés, prévus sur ce collet approximativement cylindrique. Ces copeaux se rassemblent alors dans l'espace compris entre la tête g du poinçon et le fond évidé,± de la matrice; il peut être prévu, dans le fond de la matrice, un dispositif évacuateur, sous forme d'un double fond extracteur, qui évapuera les copeaux après l'opération.
On remarquera que, normalement, le guidage du poinçon en fin de course n'est effectué que par le guidage du piston n, porteur du poinggn, dans le cylindre du vérin.,2. Dans le cas actuel de course prolongée du poinçon, il peut être nécessaire, pour assurer un centrage complémentaire, de prévoir en tête du poinçon un dispositif de guidage. Ce guidage est assuré par la tige.1 de la matrice qui s'engage dans l'évidement k du poinçon. On centre ainsi la tête du poinçon et le poinçon lui-même pendant la fin de la course. Après quoi, l'engagement du collet circulaire h dans le fond évidé de la matrice 1 confirme ce centrage.
Pendant l'opération de formation de la tubulure, des gaz chauds peuvent être envoyés à l'intérieur de la matrice d par les canaux µ1, pour chauffer le métal. Si le métal est porté à une température suffisante par ces moyens, le guidage de la tête du poinçon n'est pas essentiel et on peut supprimer la tigej.
La mise en oeuvre du chauffage par l'intérieur de la matrice peut s'effectuer automatiquement lors de la mise en marche du poinçon, ou à partir d'un certain moment de la course du poinçon, et s'arrête automatiquement dès que la tubulure est obtenue.
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Des moyens de refroidissement, non représentés, et constitués par exemple par des canaux parcourus par un fluide réfrigérant, peuvent être prévus pour assurer à tout moment convenable le refroidissement du poinçon et de la matrice.
L'utilisation d'un poinçon, tel que représenté sur les figs. 1 à 3, plus haut que le poinçon courant, avec une course prolongée, peut ne pas être toujours possible dans le cas où le collecteur est d'un dia- mètre trop faible pour permettre d'y loger l'ensemble d'un tel poinçon avec son vérin. Dans ce cas, on peut avoir recours à une double opération, Au cours d'une première opération, effectuée avec le poinçon ordinaire tel que représenté fig. 4, on constitue l'ébauche de tubulure 11 représentée sur ladite figure.
Après quoi, on substitue au poinçon ordinaire un poin- çon fl dont la tête est constituée directement par le collet cylindrique hl suivi d'une embase tronconique il plus large que celle du premier poin- çon, comme on l'a représenté fig. 5. Après réchauffage de la tubulure, de préférence à l'intérieur, ce poinçon, en passant de la position de la fig.
5 à la position de la fig. 7, provoque alors, comme dans le cas précé- dent, la compression de métal dans les régions A et B et le refoulement de ce métal dans le fond de la matrice d. Au cours de la seconde opéra- tion représentée sur les fig. 5 et 7, l'intérieur de la matrice peut être chauffé comme dans le cas des figo 1 à 3.
Au lieu de ne prévoir qu'un seul chanfrein m sur le bord de la tubulure, on peut obtenir un double chanfrein et, dans ce cas, le fond de la matrice d est taillé, comme on le voit fig. 6, de manière à présenter un petit redan n qui provoquera la formation d'un second chanfrein, en sens inverse du premier. La formation de ce second chanfrein aide à loger l'an- neau de soudure sur les lèvres de la tubulure finale.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour fabriquer dans une paroi métallique, plane ou cylindrique, des tubulures à l'aide d'un poinçon pénétrant dans la paroi préalablement chauffée et refoulant le métal dans l'intervalle compris entre le poinçon et une matrice placée de l'autre côté de la paroi, carac- térisé en ce qu'une prolongation de la course dupoinçon à base tronconi- que ou galbée, ou encore une seconde opération exécutée avec un second ' poinçon à base tronconique ou galbée, plus large que celle du poinçon uti- lisé pour une première opération, provoque la compression du métal consti- tuant l'ébauche de tubulure obtenue lors du début de l'opération, ou lors de la première opération, dans le fond de la matrice convenablement con- formé pour donner à la tubulure son aspect final.
2. Procédé spécifié sous 1 caractérisé par le chauffage pen- dant l'opération et par l'intérieur de la matrice, de la portion de métal travaillée.
3. Un poinçon pour fabriquer dans une paroi métallique des tu- bulures par le procédé spécifié sous 1 ) caractérisé en ce qu'il comporte une tête ogivale ou conique suivie d'une embase tronconique, ou galbée, dont le diamètre correspond au diamètre interne de la tubulure finale que l'on désire obtenir, ces deux parties étant séparées par une portion cylin- drique destinée à venir à hauteur de l'extrémité des lèvres de la tubulu- re en fin d'opération.
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