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"Perfectionnements aux procédés de production de corps métalliques"
La présente invention est relative à des per- fectionnements aux procédés de production de corps creux à l'aide d'une masse de métal en soumettant celle-ci à une pression dans des matrices appropriées, et ella a particulièrement trait à un procédé de fabrication- de corps creux comportant une ou plusieurs branches¯! tels que des corps de soupape* joints de tuyau, raa- corda et autres éléments ou organes utilisés en com- binaison avec des tuyauteries.
L'invention a pour objet un-procédé de produc-
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tion, à l'aide d'une masse ou ébauche de métal plein ou froid, d'un corps creux comportant une ou plusieurs branches qui en sont solidairea et s'étendent angu- lairement.
Suivant l'invention, on réalise un procédé de formation de corps métalliques creux d'une seule piè- ce en introduisant une ébauche dans des matrices ap- propriées, en la soumettant à une prose-ion-, et par déplacement de la masse, en transformant l'ébauche en un corps creux comportant plusieurs branches- 00.pièces: tubulaires s'étendant angulairement à partir de. ae corps et communiqueant avec l'intérieur de celui-ci-,
Dans le dessin annexé:
La fig. 1 est une vue en bout montrant une matrice pour la réalisation de l'invention, par exem- ple pour l'obtention d'un joint de tuyau, ou joint à T. la fig. 2 en est une vue de dessus...
La fig. 3 est une vue de face intérieure- d'une moitié ou partie d'une paire de matrices, cette vue montant une ébaucha tubulaire en place dans ces dernières-, et les poinçons en position et prts à. effectuer l'opération- intiiale.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig.3, montrant l'ébauche lors de l'achèvement, de la pre- mière opération, les poinçons agissant en sens. oppo- sés ayant formé le "manchon" du joint en T et ayant déplacé, une partie du métal latéralement., sous la forma d'une massepleine, partie quia été conformée.
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pour être ultérieurement travailléeafin de former la branche latérale du joint en T.
La fig. 5 est une vue analogue montrant 1''ébauche au cours de l'action de la seconde série de poinçons qui ont en principe terminé la partie longi- tudinale du joint en T, la masse de métal déplacée latéralement prenant déjà la forme d'une branche la- térale..
La fige. 6 est une vue analogue montrant la phase suivante de l'opération au cours de laquelle la paroi de la branche latérale reçoit sa longueur et son épaissue définitives
La fig. 7 est une vue en coupe montrant le joint en T, tel qu'il est jusqu'ici formé, placé dans un montage, et soumis à l'action d'un foret destiné à enlever la oloison transversale restant dans la partie longitudinale du joint en T.
La fig. 8 est une vue analogue montrant le joint en T soumis à l'action d'un alésoir et d'un foret combinés, destinés à enlever la cloison restant à la base de la branche latérale,
La fig. 9 est une vue de côté . montrant le joint en T terminé.
La fig. 10 est une vue analogue à la fig. 5, représentant une variante .
La fig.11 est une vue de coté montrant en coupe l'ébauche partiellement terminée et en posi- tion sur un mandrin afin d'être encore travaillée.
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La fig. 12 est une vue de coté détaillée, montrant le mandrin et les organes qui y sont ratta- chés, avec le joint en T partiellement formé en posi- tion sur ce mandrin et prêt à être placé à nouveau dans les matrices représentées fige 10, préalable- ment à l'achèvement de la branche ou pièce latérale.
La fig. 13 est une vue de cOté détaillée, partie en coupe, montrant une partie d'un joint en T avec l'alésoir et le foret combinés placés dans la dite partie.
Pour la compréhension de la présente inven- tion, on va la décrire dans son application à la pro- duotion d'un joint en T pour relier les extrémités de tuyaux, ou pour raccorder aux extrémités de tuyaux des organes ou éléments destinés à y être fixés.
Dans le dessin, fig. 1 et 2 , on voit que 10 désigne une matrice comprenant deux moitiés, ou parties 10a, de forme identique dans les cêtés de conformation intérieurs desquelles, sont- ménagés des. ouvertures. ou évidements qui, lorsque les deux parties 10a sont appliquées l'une contre l'autre, définis- sent le contour du joint en T ou article à produire..
Les parties 10..@-... de la matrice peuvent présenter des ouvertures 11, 11 destinées à recevoir les- broches 12 de la partie ou moitié opposée, afin de maintenir ces: parties exactement dans la position voulue l'une par rapport à l'autre pendant qu'elles sont intro- duites et maintenues¯ dans une presse,
Les contours des évidements des- deux parties. ou
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moitiés de la matrice, qui définissent conjointement la fore du joint en T, sont identiques, et il suffi: donc de donner une description d'une seule de ces. deux moitiés..
Chaque moitié 10a de la matrice présente un évidement longitudinal- semi-circulaire 13 qui s'étend à travers la totalité de la matrice d'une extrémité de celle-ci à l'autref Les extrémités extérieures 131 et la partie centrale intermédiaire 13a de l'évidement ont un diamètre uniforme, et entre les dites extrémités 131 et la périme centrale 13a le diamètre de l'évidement est légèrement plus grand en lb pour former le manchon du joint et les épaulements 13c, la différence de diamètre cor- respondant à l'épaisseur de la paroi des- manchons à former aux extrémités du- joint en T.
A mi-chemin entre les parties. 13b, 13b des. évidements, la moitié 10a de la matrice présente un évidment semi-circulaire 14 s'étendant latéralement et perpendiculairement à partir de l'évidement 13 jusqu'au coté extérieur de la moitié de la matrice.
La partie principale du dit évidement 14 corresponde comme diamètre* aux parties 13a de 1'évidement longi- tudinal 13. L'extrémité du dit évidement 14 a un diamètre plus faible en 14a pour former un épaule- ment ou arrêt 14,Le
Dans la fabrication d'un joint en T suivant le procédé faisant l'objet de la présente invention
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on prend une ébauche tubulaire 15, en cuivre, ou en tout autre métal ou alliage approprié, ayant l'épais- seur de paroi et la longueur voulues pour fournir la masse ou volume de métal nécessaire pour forcer le joint en T ou article terminé;
une ouverture 16 est alors ménagée dans l'ébauche au milieu, de sa longueur, afin de permettre 1'échappement de l'air qui se trou- verait autrement capté dans la dite ébauche tubulaire 15 lorsque celle-ci est soumise à une pression en bout,. et qui serait susceptible de forcer des cavités ou autres défauts dans l'article. L'ébauche 15 est alors plaoéa dans les deux moitiés 10a de la matri- ce, avec l'ouverture 16 communiquant centralement avec l'ouverture circulaire s'étendant latéralement et formée, par les évidements 14 des deux moitiés de la matrice.
Les deux moitiés 10a de la matrice sont ensuite rapprochées l'une de l'autre, et , étant so- lidement assujetties de toute manière convenables elles. sont placées,dans une presse- appropriée,et une pression est simultanément exercée sur les. extrémités extérieures, de poinçons 17, 17 présentant des. extré- mités intérieures coniques 17a, de sorte que l'ébauche tubulaire 15 se trouve ainsi comprimée- longitudinale- ment et qu'une partie 18 du métal est déplacée laté- ralement, comme représenté fig. 4.
Afin de maintenir et de conformer initialement la partie déplacée- 18 de la masse de métal., un élément obturateur ou da retenue 19, présentant un collier 20, est disposé dans l'évidement 14 s'étendant latérale ment,, le- . téton 21 de
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cet élément 19 s'étendant légèrement dans l'ouverture 16 pratiquée dans l'ébauche 15, comme représentée fige 3.
Les poinçons 17,17 sont alors rappelés et retirés,. l'élément d'arrêt ou de retenue 19 est éga- lement enlevé, et est remplacé par un organe obtura- teur ou de retenue 20x présentant une extrémité ar- rondie 20a,qui est introduite dans les parties. 10a, 10a, de la matrice; une seconde série de poinçons 21, 21 remplace les poinçons 17, 17, après quoi les deux parties de la matrice sont remises dans la pres- se, et une pression est exercée simultanément sur les extrémités extérieures des poinçons jusqu'à ce que leurs extrémités intérieures réduites 21a se rejoignent pratiquement, laissant seulement une, mince oloison verticale 22 de métal en excès dans la partie longitudinale de l'ébauche, comme représenté fig 5*.
Au cours de cette phase de l'opération, la masse de métal 18 qui a été déplacée latéralement sera chas- sée davantage dans l'ouverture circulaire formée par l'évidement 14 et viendra remplir partiellement l'espacecompris entre l'extrémité inférieure réduite de l'élément obturateur ou d'arrêt 20x et la paroi de l'évidement 14, formant ainsi partiellement la paroi tubulaire 15d de la branohe latérale du joint en T.
Au cours de la phase suivante de l'opération, l'organe obturateur ou d'arrêt 20x, représenté fig.5, a été enlevé et remplacé par un poinçon 24 qui est soumis à une pression. Etant donné que le diamètre du
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poinçon 24 est plus grand que celui de l'extrémité inférieure réduite de l'organe obturateur ou d'arrêt 20x,ce poinçon, lorsqu'il. est soumis à une pression chassera le métal constituant la paroi 15d de la branche latérale du joint en T davantage vers le haut dans l'espace compris entre le poinçon et la pa- roi de l'évidement 14, et en même temps il réduira l'épaisseur de cette paroi à oelle que doit présen- ter le joint en T terminé.
A l'achèvement de l'opéra- tion qui précède, une mince cloison horizontale 25 de métal en excès restera à la base de la branche latérale 15d, comme représenté fig.6.
Les poinçons 21 et 24- sont alors enlevés des. parties 10a de la matrice, ces dernières sont séparées. l'une de l'autre, le joint en T est enlevé et est placé dans la matrice comprenant les deux maitiés 10ai et la cloison 22 se trouvant dans la partie longitudi- nale du joint en T est enlevée par un foret 28, come représenté fig.7. La cloison 25 est ensuite enlevée par un foret et un alésoir combinés 29, qui servent également à former en même temps un épaule- ment ou arrêt 30 sur le côté intérieur de la partie tubulaire 15d.
Arec cette opération,, le joint en T est pratiquement terminé, sauf en ce qui concerne l'ébar- bage du bord- ou extrémité de la branche tubulaire 15d, après quoi le joint en T complètement terminé présen- tera la forme représentée en vue de côté dans la fig. 9.
Dans la variante représentée fig.. 10 et 11
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les opérations préliminaires décrites et représentées fig. 1à5 sont effectuées, et, à l'achèvement de. l'opération montrée fig. 5 ,les poinçons 21 et l'élément obturateur ou d'arrêt 20 sont retirés,, et la cloison 22 de métal en excès restant dans la par- tie longitudinale du joint en T est enlevée par le foret 28. ses deux moitiés 10a de la matrice sont alors séparées l'une de l'autre, et l'ébauche est placée sur un mandrin 32 présentant une partie cy- lindriqu.e intermédiaire 33, de plus grand diamètre, qui remplit pratiquement tout l'espaoe occupé par la partie longitudinale du joint en T, à 1'exception des extrémités qui forment les manchons du joint en T terminé.
Après que le mandrin 32 a été placé dans l'ébauche, des manchons 24x,24x, présentant des.colliers 25x, sont alors- glissés sur les extrémi- tés du mandrin jusqu'à ce que leurs extrémités inté- rieures butent contre les extrémités opposées de la partie intermédiaire 33 de plus grand diamètre Le mandrin 32 ainsi que l'ébauche sont alors placés en position dans une moitié 10a de la matrice, la dite partie 33 du mandrin 32 étant disposée directement au- dessous de la partie 18, déplacée latéralement,de la masse de métal de l'ébauche 15, .et les colliers 25x des manchons 24x sont placés dans les évidements 12d.
Les deux moitiés 10a de la matrice sont ensuite. assemblées, fixées ensemble et placées dans la pres- se horizontalement, au lieu de verticalement, comme précédemment, et soumises à l'action du poinçon- 26 présentant une extrémité effilée 27 qui oblige la.
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masse déplacée à prendre la forme montrée fig. 10, dans laquelle les parties constituant la paroi du man- chon de la branche latérale du joint en T sont par- tiellement formées.
Dans l'opération suivante, le poinçon 26 est tout d'abord retiré, et la partie latérale 18, partiellement formée, est soumise. à l'action d'au poinçon supplémentaire 26a, comme représenté fige.. 12, et la paroi du manchon de la branche latérale 15d est complètement formée.
A l'achèvement de cette opé- ration, une cloison assez, mince 25 de métal en excès reste à l'endroit où l'extrémité intérieure de la branche latérale 15d vient rejoindre la partie longi- tudinale du joint en T.- Les deux parties 10a de la matrice sont alors à nouveau enlevées de la presse et séparées l'une de l'autre le joint en T est enlevé, et le mandrin 32 ainsi que les manchons 24x sont retirés du joint en T.Le foret et l'alésoir combinés 29, représentés fig. 8 sont ensuite intro- duits dans l'extrémité extérieure ouverte de la branche latérale du joint en T, la cloison 25 de métal en excès se trouvant à l'extrémité de cette branche laté- rale est enlevée,et l'épaulement ou arrêt 30 est formé sur le côté intérieur de la dite branche latérale le long de sa base.
le joint en T terminé, compre- nant la partie longitudinale 15a, les manchons !5b, et la branche latérale 15c avec son manchon 15d, présen tera la forme montrée fig.9 et sera prêt à âtre utilisé.
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"Improvements to the production processes of metallic bodies"
The present invention relates to improvements in methods of producing hollow bodies using a mass of metal by subjecting the latter to a pressure in suitable dies, and it particularly relates to a method of manufacture. - a hollow body comprising one or more branches! such as valve bodies * pipe gaskets, fittings and other items or components used in combination with piping.
The invention relates to a production process
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tion, using a mass or blank of solid or cold metal, a hollow body comprising one or more branches which are integral with it and extend angularly.
According to the invention, a method is carried out for forming hollow metal bodies in a single piece by introducing a blank into suitable dies, by subjecting it to a prose-ion-, and by displacement of the mass, by transforming the blank into a hollow body comprising several branches- 00.pièces: tubular extending angularly from. ae body and communicating with the interior of it-,
In the attached drawing:
Fig. 1 is an end view showing a die for carrying out the invention, for example for obtaining a pipe joint, or joined to T. FIG. 2 is a top view ...
Fig. 3 is an interior front view of one half or part of a pair of dies, this view showing a tubular blank in place therein, and the punches in position and ready to. perform the initial operation.
Fig. 4 is a view similar to FIG. 3, showing the blank during the completion of the first operation, the punches acting in direction. opposites having formed the "sleeve" of the T-joint and having displaced part of the metal laterally, in the form of a solid mass, part of which was shaped.
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to be subsequently worked to form the side branch of the T-joint.
Fig. 5 is a similar view showing the blank during the action of the second series of punches which have in principle completed the longitudinal part of the T-joint, the mass of metal displaced laterally already taking the form of a side branch ..
The freeze. 6 is a similar view showing the next phase of the operation during which the wall of the side branch receives its final length and thickness
Fig. 7 is a sectional view showing the T-joint, as hitherto formed, placed in a fixture, and subjected to the action of a drill intended to remove the transverse oloison remaining in the longitudinal part of the joint in T.
Fig. 8 is a similar view showing the T-joint subjected to the action of a combined reamer and drill, intended to remove the partition remaining at the base of the side branch,
Fig. 9 is a side view. showing the completed T-joint.
Fig. 10 is a view similar to FIG. 5, showing a variant.
Fig. 11 is a side view showing in section the partially completed blank and in position on a mandrel for further processing.
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Fig. 12 is a detailed side view, showing the mandrel and the members attached to it, with the T-joint partially formed in position on this mandrel and ready to be placed again in the dies shown fig 10, prior - ment upon completion of the branch or side piece.
Fig. 13 is a detailed side view, partly in section, showing part of a T-joint with the combined reamer and drill placed in said part.
For the understanding of the present invention, it will be described in its application to the production of a T-joint for connecting the ends of pipes, or for connecting to the ends of pipes members or elements intended to be there. fixed.
In the drawing, fig. 1 and 2, it can be seen that 10 denotes a matrix comprising two halves, or parts 10a, of identical shape in the interior conformation sides of which, are formed. openings. or recesses which, when the two parts 10a are pressed against each other, define the contour of the T-joint or article to be produced.
The parts 10 .. @ -... of the die may have openings 11, 11 intended to receive the pins 12 of the opposite part or half, in order to keep these parts in exactly the desired position with respect to each other. to the other while they are introduced and maintained ¯ in a press,
The contours of the recesses of the two parts. or
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halves of the die, which jointly define the drilling of the T-joint, are identical, and it suffices: therefore to give a description of only one of these. two halves.
Each half 10a of the die has a semi-circular longitudinal recess 13 which extends through the entire die from one end thereof to the other. The outer ends 131 and the intermediate central portion 13a of the die. 'recess have a uniform diameter, and between said ends 131 and central perimeter 13a the diameter of the recess is slightly larger in lb to form the joint sleeve and the shoulders 13c, the difference in diameter corresponding to the wall thickness of the sleeves to be formed at the ends of the T-joint.
Halfway between the parties. 13b, 13b of. recesses, half 10a of the die has a semi-circular recess 14 extending laterally and perpendicularly from recess 13 to the outer side of half of the die.
The main part of said recess 14 corresponds in diameter * to parts 13a of the longitudinal recess 13. The end of said recess 14 has a smaller diameter at 14a to form a shoulder or stop 14.
In the manufacture of a T-joint according to the method forming the subject of the present invention
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taking a tubular blank 15, of copper, or any other suitable metal or alloy, having the desired wall thickness and length to provide the mass or volume of metal necessary to force the T-joint or finished article;
an opening 16 is then formed in the blank in the middle, of its length, in order to allow the escape of the air which would otherwise be found in said tubular blank 15 when the latter is subjected to a pressure in end,. and which would be likely to force cavities or other defects into the article. The blank 15 is then placed in the two halves 10a of the die, with the opening 16 communicating centrally with the circular opening extending laterally and formed by the recesses 14 of the two halves of the die.
The two halves 10a of the die are then brought together, and, being firmly secured in any suitable manner, they. are placed in a suitable press, and pressure is simultaneously exerted on them. outer ends, of punches 17, 17 having. tapered inner ends 17a, so that the tubular blank 15 is thus compressed longitudinally and part 18 of the metal is displaced laterally, as shown in FIG. 4.
In order to initially maintain and shape the displaced portion 18 of the mass of metal, a shutter or retainer 19, having a collar 20, is disposed in the laterally extending recess 14. nipple 21 of
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this element 19 extending slightly in the opening 16 made in the blank 15, as shown in fig 3.
The punches 17,17 are then recalled and withdrawn. the stopper or retainer 19 is also removed, and is replaced by a shutter or retainer 20x having a rounded end 20a, which is inserted into the parts. 10a, 10a, of the matrix; a second series of punches 21, 21 replace punches 17, 17, after which the two parts of the die are put back into the press, and pressure is exerted simultaneously on the outer ends of the punches until their ends reduced interiors 21a practically meet, leaving only a thin vertical wall 22 of excess metal in the longitudinal part of the blank, as shown in fig 5 *.
During this phase of the operation, the mass of metal 18 which has been moved laterally will be driven further into the circular opening formed by the recess 14 and will partially fill the space between the reduced lower end of the shutter or stopper element 20x and the wall of the recess 14, thus partially forming the tubular wall 15d of the lateral branch of the T-joint.
During the next phase of the operation, the obturator or stopper 20x, shown in fig.5, was removed and replaced by a punch 24 which is subjected to pressure. Since the diameter of the
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punch 24 is larger than that of the reduced lower end of the obturator or stop member 20x, this punch, when. is subjected to pressure will drive the metal constituting the wall 15d of the side branch of the T-joint further up into the space between the punch and the wall of the recess 14, and at the same time it will reduce the the thickness of this wall to be seen by the finished T-joint.
Upon completion of the foregoing operation, a thin horizontal partition 25 of excess metal will remain at the base of the side branch 15d, as shown in Fig. 6.
The punches 21 and 24- are then removed from. parts 10a of the matrix, the latter are separated. from each other the T-joint is removed and is placed in the die comprising the two halves 10ai and the partition 22 in the longitudinal part of the T-joint is removed by a drill 28, as shown. fig.7. The partition 25 is then removed by a combined drill and reamer 29, which also simultaneously serve to form a shoulder or stop 30 on the inner side of the tubular portion 15d.
With this operation, the T-joint is substantially completed, except for the deburring of the edge or end of the tubular branch 15d, after which the fully completed T-joint will present the shape shown in view. sideways in fig. 9.
In the variant shown in fig. 10 and 11
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the preliminary operations described and shown in fig. 1 to 5 are performed, and, upon completion of. the operation shown in fig. 5, the punches 21 and the shutter or stopper 20 are removed, and the bulkhead 22 of excess metal remaining in the longitudinal portion of the T-joint is removed by the drill 28. its two halves 10a of the die are then separated from each other, and the blank is placed on a mandrel 32 having an intermediate cylindrical part 33, of larger diameter, which fills practically all the space occupied by the part. length of the T-joint, except for the ends which form the sleeves of the completed T-joint.
After the mandrel 32 has been placed in the blank, 24x, 24x sleeves, having 25x collars, are then slid over the ends of the mandrel until their inner ends abut the ends. opposites of the intermediate part 33 of larger diameter The mandrel 32 as well as the blank are then placed in position in one half 10a of the die, said part 33 of the mandrel 32 being disposed directly below the part 18, displaced laterally, from the mass of metal of the blank 15,. and the collars 25x of the sleeves 24x are placed in the recesses 12d.
The two halves 10a of the die are next. assembled, fixed together and placed in the press horizontally, instead of vertically, as before, and subjected to the action of the punch 26 having a tapered end 27 which forces the.
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mass moved to take the form shown in fig. 10, in which the portions constituting the sleeve wall of the side branch of the T-joint are partially formed.
In the next operation, the punch 26 is first withdrawn, and the side part 18, partially formed, is subjected. to the action of the additional punch 26a, as shown freezes .. 12, and the sleeve wall of the side branch 15d is completely formed.
Upon completion of this operation, a fairly thin partition 25 of excess metal remains where the inner end of side branch 15d meets the longitudinal portion of the T-joint. Parts 10a of the die are then again removed from the press and separated from each other the T-joint is removed, and the mandrel 32 together with the sleeves 24x are withdrawn from the T-joint. combined reamer 29, shown in fig. 8 are then introduced into the open outer end of the side branch of the T-joint, the excess metal partition 25 at the end of this side branch is removed, and the shoulder or stopper 30 is formed on the inner side of said side branch along its base.
the completed T-joint, comprising the longitudinal part 15a, the sleeves! 5b, and the side branch 15c with its sleeve 15d, will have the shape shown in fig.9 and will be ready for use.