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CINTRAGE DE TUBES, DE F'ORT DIAMETRE, PAR POINCONNAGE ET MATRICAGE
SUCCESSIFS.
On sait que, pour cintrer un tube, un procédé d'usage courant con- siste à enrouler ce tube sur un galet à gorge. Dans le cas où le tube est de fort diamètre, de 10 cm. et au-dessus par exemple, et lorsque l'épaisseur de paroi en est par suite plus importante, le procédé de cintrage par enroulement exige des machines d'une puissance exceptionnelle, difficiles à réaliser aussi bien qu'à manoeuvrer.
La présente invention a pour objet un procédé de cintrage d'un tu- be de relativement fort diamètre, par exemple de l'ordre de 10 cm. ou plus, procédé qui ne nécessite pas l'intervention de machines particulièrement lour- des et onéreuses et qui ne met en jeu que des efforts relativement réduits.
Ce procédé consiste essentiellement à appliquer contre le fond d'une matrice la portion de tube que l'on désire cintrer, par opérations suc- cessives, en appuyant au moyen d'un poinçon sur le milieu de la portion de tube que l'on désire cintrer, et en répétant l'opération sur chaque moitié, autant de fois qu'il est nécessaire, c'est ce que le Demandeur entend par poinçonnage et matriçage successifs.
Le procédé peut naturellement être pris en combinaison avec un chauffage de la portion de tube que l'on désire cintrer, chauffage différentiel, en ce sens que la région du tube qui correspondra à l'intérieur du cintre est chauffée plus que la région qui correspondra à l'extérieur.
Pendant l'opération de poinçonnage, il peut être en outre indiqué de comprimer la portion de tube que l'on traite entre deux pistons s'appliquant contre les extrémités libres du tube. En outre, le poinçon qui s'applique au milieu du tube est de préférence conformé de fagon à prendre appui sur des régions peu ou point chauffées du tube pour éviter les déformations.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés don- nés à titre d'exemple fera mieux comprendre comment l'invention peut être réa- lisée.
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La fig. 1 représente en coupe longitudinale le tube à traiter sur la matrice de cintrage.
La fig. 2 est une coupe par II de la fig. 1.
La fig. 3 représente schématiquement le tube de la fig. 1 après application du poinçon.,
Les fig. 4 et 5 représentent schématiquement les opérations de poinçonnage sur les deux moitiés non encore cintrées du tube de la fig. 3.
Soit par exemple à cintrer, conformément à l'invention, la por- tion de tube a suivant un quart de circonférence. On dispose le tube a dans une matrice b, dont le fond c correspond à la courbure finale que l'on dési- re obtenir pour le cintre. La matrice b comporte deux joues d1 d2 entre les- quelles peut coulisser le tube a.
Conformément à l'invention, on chauffe la région AB du tube a, hachurée sur la fig. 2 et qui correspondra à la région interne du cintre final. On peut aussi éventuellement chauffer, mais en la portant à une tem- pérature moins élevée, la région CD du tube., hachurée sur la fig. 2 et qui correspondra à la région extérieure du cintre.
La portion rectiligne à traiter du tube a étant dans la matrice comme représenté figo 1, et les extrémités de cette portion de tube étant éventuellement comprimées entre deux pistons (non figurés) qui exercent en sens inverse des efforts dans le sens des flèches E,F, on applique sur le milieu du tube a un poinçon e, dont la face d'appui est évidée de façon à ne venir s'appliquer que sur les régions relativement froides du tube a, de pari, et d'autre de la région AB comme on le voit fig. 2. La face d'appui est suffi- samment évidée pour qu'il subsiste dans le fond un espace pour un autoforgea- ge du métal, accroissant l'épaisseur du métal à cet endroit, sans diminution de la section libre intérieure du tube de sorte que dans le plan médian du cintre le diamètre extérieur du tube est accru.
Après quoi, en exerçant sur le poinçon e qui coulisse entre les joues d dê un effort dans le sens de la flèche G on provoque la flexion du tube a qui prend la forme représentée sur la fig. 3 dans laquelle la partie médiane du tube touche le fond de la ma- trice b. Grâce au chauffage différentiel et au point d'application médian du poingon e,, l'effort G à exercer est relativement minime et ne nécessite pas l'utilisation d'une presse de puissance exceptionnelle.
Après quoi, selon l'invention, la même opération est répétée sur chacune des deux moitiés non encore cintrées du tube a. A cet effet, le tube, tel qu'obtenu fig. 3, est placé dans la même matrice b comme ôn le voit en pointillés sur la fig. 4, et l'effort du poingon e, est appliqué en H sur la moitié du tube qui vient se cintrer sur le fond de la matrice com- me représenté en traits pleins. Puis, le tube de la fige 4 est placé comme on le voit fig. 5 dans la'matrice,et l'effort du poinçon suivant I assure le cintrage final de la portion de tube a suivant le quart de circonférence que l'on voulait obtenir.
L'avantage du procédé réside, ainsi qu'il a été dit ci-dessus, dans l'économie de moyens et de puissance qu'il met en jeu, aussi bien que dans les possibilités de réglage qu'il permet en cours de fabrication du cintre, la forme du fond de la matrice c, ainsi que les efforts successifs des pressions exercées par le poinçon e pouvant varier et être réglés pour s'adapter aux résultats à obtenir.
On peut utiliser des matrices b plus ou moins creuses et cin- trées pour réaliser l'opération par paliers successifs, qui assurent chaque fois un cintrage plus accusé de la portion du tube a, cintrée par exemple d'abord sur 60 , puis sur 90 , puis sur 120 , etc..
Il est prévu que le déplacement relatif du poinçon et de la ma- trice pourrait être inversé, et que le poinçon fût fixe et la matrice mobile.
On pourrait aussi utiliser des matrices basculantes animées d'un mouvement de rotation autour de l'axe final du cintre que l'on désire obtenir, le tube restant immobile pendant les opérations des fig. 4 et 50
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BENDING OF TUBES, OF F'ORT DIAMETER, BY PUNCHING AND DIE
SUCCESSIVE.
It is known that, in order to bend a tube, a method in common use consists in winding this tube on a grooved roller. In the case where the tube is of large diameter, 10 cm. and above, for example, and when the wall thickness is consequently greater, the coil bending process requires machines of exceptional power, difficult to produce as well as to maneuver.
The present invention relates to a process for bending a tube of relatively large diameter, for example of the order of 10 cm. or more, a process which does not require the intervention of particularly heavy and expensive machines and which only involves relatively small forces.
This process consists essentially in applying against the bottom of a die the portion of tube which is to be bent, by successive operations, by pressing with a punch on the middle of the portion of tube which is to be bent. wishes to bend, and by repeating the operation on each half as many times as necessary, this is what the Applicant means by successive punching and stamping.
The process can of course be taken in combination with heating the portion of tube to be bent, differential heating, in that the region of the tube which will correspond to the inside of the hanger is heated more than the region which will correspond. outside.
During the punching operation, it may also be advisable to compress the portion of tube which is being treated between two pistons pressing against the free ends of the tube. In addition, the punch which applies to the middle of the tube is preferably shaped so as to bear on slightly or not heated regions of the tube in order to avoid deformations.
The description which will follow, with reference to the accompanying drawings given by way of example, will make it easier to understand how the invention can be carried out.
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Fig. 1 shows in longitudinal section the tube to be treated on the bending die.
Fig. 2 is a section through II of FIG. 1.
Fig. 3 schematically represents the tube of FIG. 1 after application of the punch.,
Figs. 4 and 5 schematically represent the punching operations on the two not yet bent halves of the tube of FIG. 3.
Or for example to bend, in accordance with the invention, the portion of tube a according to a quarter of a circumference. The tube a is placed in a matrix b, the bottom c of which corresponds to the final curvature which it is desired to obtain for the hanger. The die b has two cheeks d1 d2 between which the tube a can slide.
According to the invention, the region AB of the tube a, hatched in FIG. 2 and which will correspond to the internal region of the final hanger. It is also possible, if necessary, to heat, but by bringing it to a lower temperature, the CD region of the tube, hatched in FIG. 2 and which will correspond to the outer region of the hanger.
The rectilinear portion to be treated of the tube a being in the die as shown in Fig. 1, and the ends of this portion of tube being optionally compressed between two pistons (not shown) which exert forces in the opposite direction in the direction of arrows E, F , a punch e is applied to the middle of the tube, the bearing face of which is hollowed out so as to apply only to the relatively cold regions of the tube a, of bet, on the other side of the region AB as seen in fig. 2. The bearing face is sufficiently hollowed out so that there remains a space in the bottom for self-drilling of the metal, increasing the thickness of the metal at this location, without reducing the internal free section of the tube. so that in the middle plane of the hanger the outer diameter of the tube is increased.
After which, by exerting on the punch e which slides between the cheeks of a force in the direction of the arrow G one causes the bending of the tube a which takes the form shown in FIG. 3 in which the middle part of the tube touches the bottom of the matrix b. Thanks to the differential heating and the mid point of application of the fist e ,, the force G to be exerted is relatively minimal and does not require the use of a press of exceptional power.
After which, according to the invention, the same operation is repeated on each of the two not yet bent halves of the tube a. For this purpose, the tube, as obtained in FIG. 3, is placed in the same matrix b as can be seen in dotted lines in FIG. 4, and the force of the fist e, is applied at H on half of the tube which is bent on the bottom of the die as shown in solid lines. Then, the tube of the pin 4 is placed as seen in fig. 5 in the matrix, and the force of the following punch I ensures the final bending of the tube portion a according to the quarter of circumference that we wanted to obtain.
The advantage of the process lies, as has been said above, in the economy of means and power which it brings into play, as well as in the possibilities of adjustment which it allows during manufacture. of the hanger, the shape of the bottom of the die c, as well as the successive forces of the pressures exerted by the punch e which can vary and be adjusted to adapt to the results to be obtained.
More or less hollow and bent dies b can be used to carry out the operation in successive stages, which each time ensure a more pronounced bending of the portion of the tube a, bent for example first on 60, then on 90. , then on 120, etc.
It is expected that the relative displacement of the punch and the die could be reversed, and that the punch was fixed and the die movable.
One could also use tilting dies animated by a rotational movement around the final axis of the hanger that it is desired to obtain, the tube remaining stationary during the operations of FIGS. 4 and 50