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"Procédé et moyen pour fabriquer des raccords en métal façonné"
La présente invention se rapporte à un pro- cédé et à un moyen perfectionnés pour fabriquer des raccords en métal façonné et en particulier, constitue un perfectionnement par rapport à l'objet des brevets des Etats-Unis d'Amérique N 2.111.695 du 22 Mars 1938 et N 2.557.403 du 19 Juin 1951.
La présente invention a pour but de fourni: : - un procédé et un moyen permettant de former facilement, avec précision et d'une façon peu coûteuse, un raccord en métal façonné comportant un corps tubulaire et une ou plusieurs branches s'étendant
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depuis le corps suivant une configuration différente do celle d'une branche simplement perpendiculaire. un procédé permettant de refaçonner un raccord d'un tuyau en métal façonné comportant au moins une branche latérale pour lui donner une con- figuration voulue, suivant laquelle cett branche est mise en forme de façon à présenter une partie dont l'axe est incurvé.
- un procédé pour refaçonner un raccord en tuyau en un métal façonné comportant une branche s'é- tendant latéralement permettant d'agrandir la dimen- sion en section droite de la branche et d'en modifier la configuration en la dilatant à l'intérieur de la cavité d'une matrice.
- un procède suivant lequel on introduit dans la branche latérale d'un raccord de tuyau en mé- tal façonne, ainsi que dans une partie du restant du corps de celui-ci qui est voisin de la branche, une matière de remplissage capable d'être déformée sous pression, le raccord étant introduit dans la cavité d'une matrice dans laquelle la branche latérale s'a- juste avec un certain jeu et dans laquelle la matière de remplissage est déformée d'une façon et dans une direction permettant de refaçonner le raccord et de faire dilater la branche suivant une forme s'adap- tant à celle de la cavité de la matrice...
- un procédé pour refaçonner un raccord de tuyau en métal façonné comportant une branche tubulaire latérale afin d'agrandir la section droite et de modifier la forme de cette branche, de raccord étant enfermé dans la cavité d'une matrice
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dont les dimensions et la forme sont conformes à celles' du raccord voulu et dans laquelle cette branche s'ajuste avea un jeu latéral et en venant buter en bout, une matière de remplissage étant façonnée sous pression pendant qu'elle est emprisonnée dans cette branche par le contact de l'extrémité de cette branche avec la matrice.
- un procédé pour former un raccord de tuyau façonné comportant une branche tubulaire laté- rale présentant une configuration particulière en formant à froid un raccord tubulaire façonné comportant une branche tubulaire latérale simple plus petite que la branche latérale voulue, en recuisant ce raccord et ensuite, en formant à froid la branche tubulaire latérale et les parties voisina de ce raccord en di- latant et en façonnant cette branche.
un appareil pour former un raccord de tuyau en métal façonné dans lequel une matrice présente une cavité de dimensions et de forme voulue comportant une partie destinée à recevoir une branche latérale, cette partie étant plus grande que la branche tubu- laire d'un ouvrage à refaçonner et présentant une surface venant continuellement buter contre le bord d'extrémité de cette branche et dans lequel des plongeurs opposée peuvent être introduits dans les extrémités opposées du corps tubulaire de l'ouvrage afin de venir en contact et de venir buter contre une matière de remplissage capable d'être refaçonnée sous pres- sion pour refaçonner l'ouvrage se trouvant dans la cavité de la matrice à l'endroit de la br nche et à la
jonction de la branche avec. le corps de l'ouvrage
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pendant que cette matière de remplissage est emprison- née dans la branche par le contact du bord extrême de la branche avec la surface de la cavité de la ma- trice.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif mais nullement limitatif plusieurs formes de réalis'ation conformes à l'invention.
Sur ces dessins,
La figure 1 est une vue latérale d'un tube formant l'ouvrage de départ utilisé pour le procédé
La figure 2 est une vue en bout du tube ;
La figure 3 est une vue de l'appareil uti- lisé pour effectuer d'une façon pratique l'opération initiale du procédé, suivant la ligne 3-3 de la figure 4;
La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3 ;
La figure 5 est une vue en perspective d'un ouvrage réalisé à l'aide de l'appareil représenté sur les figaros 3 et 4 ;
La figure 6 est une vue de face d'une par- tie de l'appareil utilisé pendant l'opération de formage final du raccord du procédé, représentant l'ou- vrage en section transversale ;
La figure '7 est une vue semblable à celle de la figure 6, mais représentant les positions relatives des éléments à la fin de l'opération de formage effectuée sur l'ouvrage ;
La fagure 8 est une vue latérale de l'ouvrage
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terminé ;
La figure 9 est une vue de face partielle d'une variante de l'appareil utilisé au cours de la seconde opération du procédé, l'ouvrage et la matière de remplissage étant représentés en coupe ; et
La figure 10 est une vue de face partielle d'une autre variante d'appareil utilisé pour la seconde opération du procédé, l'ouvrage étant représenté en coupe.
En se reportant aux dessins, les figurés 1 à 5 représentent la mise en pratique du procédé solon le brevet des Etats-Unis d'Amérieuqe N 2.111.695 précité et du brevet des Etats-Unis d'Amérique N
2.557.403 précité pour former un raccord à partir d'un tube dd métal 10. Le tute de métal 10 est de préférence réalisé en ur métal façonné présentant des caractéris- tiques.de qualité qui conviennent pour l'étirer, tel que par exemple un tube en cuivre, aluminium, métal
Monel, zinc ou magnesium.
De préférence, le tube 10 est un tube étiré sans soudure d'un diamètre choisi, dont le diamètre et l'épaisseur de paroi correspondent . de préférence sensiblement à ceux de la partie prin- . cipale du raccord devant être formé, à partir de ce tube, tel que le corps 12 d'un raccord en forme de T, comme on le voit sur la figure 5, d'où s'étend laté- ralement une branche 14.
L'appareil utilisé pour former le raccord représenté sur la figure 5 à partir du tube 10, est représenté à peu près complètement sur les figwres
3 et 4, et il utilise deux éléments de matrice 16 mon- tés dans une presse.ou dans un autre support (non
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représenté) qui est capable de déplacer un élément ou les deux éléments de la matrice afin de les séparer et qui est capable de les maintenir en position fonc- tionnelle, leurs faces se trouvant dans le plan de sé- paration 18 étant en contact.
Chacun des éléments 16 de la matrice présente une cavité sur sa face de séparation et un élément de cette cavité de la matrice constitue une partie semi-cylindrique 20 s'étendant d'une extrémité à l'autre de celui-ci et présentant un diamètre lui permettant de recevoir étroitement l'ouvrage tubulaire 10. L'élément de branche par- tant de la partie 20 de la cavité de chaque élément de matrice constitue une seconde partie 22 de la cavi- té qui présente également une forme ou contour semi- cylindrique dont l'axe se trouve dans le plan de se*. paration 18 et dont le diamètre est de préférence inférieur au diamètre de la partie 20 de la cavité.
Un élément rapporté 24 tubulaire ou cylindrique est mon- té à l'intérieur de la cavité 22 afin de former un é- paulement brusque 26, cet élément rapporté présentant un alésage 28 sensiblement plus petit que la cavité 22. L'épaulement 26 sert de moyen pour délimiter et mettre en forme l'extrémité de la branche 14 du raccord.
Des plongeurs 30 s'ajustent étroitement et peuvent coulisser aux extrémités opposées de la partie 20 de la cavité, lesquels plongeurs sont pour- vus d'extrémités intérieures de disamècre réduit 32 qui s'ajustent étroitement à l'intérieur du tube 10 et qui forment des épaulements 34 s'étendant d'une façon annulaire autour de celui-ci, lesquels épaulements
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sont espacés des extrémités intérieures de ces plon- geurs et sont destinés à venir buter contre les extré- mités du tube ouvrage 10. Chacun des plongeurs 30 comporte un alésage ou évidement 36 axial.
L'ouvrage 10 comporte une matière de remplis- sage 38 en matière plastique ou en une autre matière déformable, par exemple de la nature décrite dans le bre- vet des Etats-Unis d'Amé4rique N 2.111.695 précité, qui se termine à un certain espacement des extréuites opposées de l'ouvrage, comme on le vuit sur la figure l. L'ouvrage dans lequel se trouve la matière de rem- plissage 38 est monté dans la cavité 20 de la natrice, on ferme les matrices dans lesquelles l'ouvrage est centré par rapport à la cavité transversale 22, et on pousse alors les plongeurs 30 @ers l'intérieur vers l'ouvrage à l'aide de moyens appropriés tels qu'une pression hydraulique, des éléments actionnés par la pression d'un fluide, etc...(non représentés).
Les extrémités d'attaque des parties de dimensions réduites des plongeurs 30 viennent de prà- férence en contact avec la matière de remplissage 38 avant que les épaulements 34 des plongeurs viennent en prise avec les extrémités de la pièce tubulaire à refaçonner. De cett6 façon, la réaction initiale due à la poussée ou aux mouvements simultanés vers .l'intérieur des plongeurs 30 l'un vers l'autre sert à comprimer la matière de remplissage 38 et à en refou- ler une certaine quantité dans les cavités ou évidements 36 des plongeurs.
On donne aux cavités 36 une fome telle, par exemple en leur donnant une conicité lon- gitudinale et en réglant leur volume, qu'elles s'op-
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posent à l'écoulement de la matière de remplissage 38 au moment où les épaulements 34 des plongeurs viennent en contact avec les extrémités du tube 10. Ensuite, la poursuite de l'application d'une pression longitu- dinale à la fois sur la matière de remplissage 38 et sur le tube 10 se traduit simultanément par un raccour- cissement du tube 10 et'par un refaçonnage d'une par- tie de celui-ci à l'intérieur de la branche 22 de la cavité afin de former une branche tubulaire 14 sur le tube ouvrage.
L'application de pression sur les plongeurs 30 se poursuit jusqu'à ce que la partie tubulaire déformée de la branche 14 du tube ouvrage vienne buter sur la fce d'extrémité 26 de l'élément rapporté 24 et se mette en forme d'elle-même contre cet élément, ce qui se traduit d''habitude par une expulsion de la matière de remplissage par l'alésage 28 de l'élément rapporté 24 en 39 et par la poursuite de l'extrusion de la matière de remplissage dans les évi- demnts 36 des plongeurs 30, en 37.
A la fin de la course de travail des plon- geurs 30, la longueur du tube 10 se trouve réduite, la branche 14 tubulaire est formée d'une façon solidai- re avec le corps par suite d'un écoulement du métal du tube, et l'épaisseur de paroi de l'ouvrage résultant est sensiblement uniforme dans tout celui-ci, sauf peut être une légère variation d'épaisseur au voisi- nage de son centre qui est opposé diamétralement à la branche 14, dans le cas d'un raccord en forme de T, comme représenté sur la figure 5.
On fait alors reculer ou on retire les plongeurs 30 dû façon à les dégager de l'ouvrage et
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des parties 37 de la matière de remplissage extrudée, on sépare les éléments 16 de la matrice et on retire l'ouvrage. On chauffe alors l'ouvrage afin de faire fondre la matière de remplissage si c'est une matière plastique.
On coupe alors la branche tubulaire 14 à la longueur voulue et on peut la recuira à volonté, On remplit alors à nouveau l'ouvrage de sorte que la ma- tière de remplissage, si c'est de la matière plastique, prend la forme représentée en 68, sur la figure 6 qui est Caractérisée par un corps qui remplit complètement le corps principal 12 de l'ouvrage au voisinage de la branche 14, et par une partie 69 qui remplit complète- ment la branche 14 de l'ouvrage.
En variante, on peut introduire au centre du corps tubulaire 12 et dans la branche tubulaire 14 de l'ouvrage un certain nombre de disques élastiques préformés 70, 72 en caoutchouc, en caoutchouc synthétique ou en résine synthétique, comme on le voit sur la figure 9.
La seconde et nouvelle opération de formage délicate du procédé est mise en pratique en utilisant l'appareil représenté sur les figures 6 et 7 ou sur la figure 9. Ainsi, en se reportant aux fibres 6 et 7, on utilise des éléments de matrice 40 qui sont montés sur une presse ou sur une machine (non repré- sentée) semblable à celle qui a été décrite précédem- ment et qui est capable de maintenir les éléments de matrice en contact fonctionnel face sur face sur leurs faces de séparation ou de les séparer. Chacun des éléments de matrice 40 comporte une cavité semi- cylindrique 42 qui s'étend complètement en travers de l'élément et qui présente un diamètre lui permettant
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de recevoir étroitement l'élément 12 de l'ouvrage par... tiellemont terminé.
Les axes de ces cavités 42 se trouvent dans le plan de séparation des éléments de Motrice. Une cavité ou un évidement 44 de la branche estformé sur la matrice et, de préférence, chaque élé- ment de matrice présente une cavité de branche semi- cylindrique dont l'axe se trouve de préférence dans le plan du séparation des éléments de matrice. Les cavités associées 44 présentent une forme qui est con- forme à la configuration voulue de la partie 46 de la branche du raccord fini 48 à fabriquer) par exemple du typo représenté sur la figure 8.
Comme représenté, les parties 44 de la cavité de la branche présentent des axes courbes et s'épanouissent en 49 sur leur partie qui se raccorde aux parties 42 de la cavité des matrices, les dimensions transversales dessparties 44 de la ca- vité ce la bronche étunt plus grandes que la dimension en ction droite de la partie tubulaire transversale 14 de l'ouvrage partiellement formé représenté sur la figure 5.
En d'autres termes, l'ouvrage partielle- ment terminé, comme on le voit sur la figure 5, comporte une branche tubulaire transversale 14, dont la dimension transversale ou en section droite est telle qu'elle peut être introduite dans les ca- vités transversales 44 des éléments de matrice 40, cornue on le voit sur la figure 6, pour préparer l'exé- oution de l'opération de finition de cet ouvrage.
Les cavités transversales 44 de la matrice se terminent à un certain espacement des bords voisins des éléments de matrice 40, et comme on le voit, elles peuvent être délimitées par un bouchon 50 pontant les parties 44
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de la cavité de la branche ut disposé en 1' appuyant sur une partie ou nervure annulaire agrandie 52 de celles-ci,
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à l'intérieur d' une gorge ".:t';J.ndié 54 î'orm6±: sur chaque élément de matrice 40. Dans la forme préférée de l'ap- pareil, la face intérieure 54 du bouchon 50 qui forme
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la paroi d'extr5nit,e.
de la orvi Gr..!1svQrs8,lfj 4L4 (1.: la matrice est de préférence espacée de la parti 42
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de celle-ci d'une distance 4rale à la lor:.,.::uç'1.I' de la saillie de la branche tubulaire 46 de l'ouvr1gc 4E qui doit être formé, de sorte (1.UC IL, bOlv1 l'J' ('Y.tl"1 il,, de cette branche tubulaire 46 se trouve oen cnncact. con- tinu avec la fi'ce 51 lorsque ."auvr.acâ: est lor/1 à, 1'intérieur de la matrice.
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Deux plongeurs OP1)C"'S 60 s'ajustent étroi"' teuient à l'intérieur des extrénités opposscz dc lu -ci- vité 42 de la matrice et ilJ sont rclit' 0 un soyon approprié, tel qu'une pr(:::;0 hydl'a.uliqu(' ou d'autres dispositifs de coulrimde animés par une force MotrIce, afin de les fair0 avancer vers l'intérieur, dai:^ la direction l'un de 1 t l'utre, à .' intr. ur r p 7. cavité 42 de la matrice. ' extz.'¯miter int.Sri'':''llrC' 62 de cfmquo plongeur 60, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 6 et ?, présente en section droit).- une dimension plus faible que l'élément 12 de l'ouvrage; et de préférence, elle est centrée à l'intérieur de celui-ci.
Une partie, de guidage 64 de chaque plongeur présente un diamètre ou une dimension en section droite
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lui permettant de s'ajuster troitcm! llt à .' .x.tricur de l'extrémité du corps tubulaire 12 de l'ouvrage et, de préférence, la partie extérieure de chaque plongour s'ajuste étroitement dans la cavité 42 de la motrice.
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Lorsque les matrices 40 ont été refermées sur l'ouvrage partiellement mis en forme représenté sur la figure 5, disposé comme décrit plus haut, on fait avancer longitudinalement les plongeurs 60 vers l'intérieur dans la cavité 42 de la matrice et vers les extrémités opposées du corps tubulaire 12 de l'ou- vrage.
L'action initiale qui se produit dans le mode de réalisation représenté sur les figures 6 et ? est constitué par une compression de la masse 68 de la matière de remplissage plastique qui se trouve entre les extrémités de dimension réduite 62 des plongeurs qui tendent à faire refazçonner la matière de remplissage d'elle-même à ses part.es qui ne sont pas emprisonnées, telles que les espaces ce trouvait autour des extrémi- tés 62 des plongeurs et où l'ouvrage n'est pas supporté, c'est-à-dire à la branche tubulaire 14 de l'ouvrage et à la partie 12 du corps qui est voisine de la jonction de la branche tubulaire 14 sur le corps.
La poursuite de l'avance des plongeurs 60 a pour effet de comprimer la matière de remplissage 68,69 dans le cas où il existe des vides quelconques à l'intérieur de celle-ci$ afin d'exercer une pression interne de dilatation et de refaçonnage sur l'ouvrage dans toutes les parties où celui-ci présente un jeu à l'intérieur do la cavité 42, 44 des matrices.
Lorsque cette dilatation de la matière de remplissage plastique 68,69 se produit, le bord d'extrémité de la branche tubulaire 14 de l'ouvrage reste en contact avec la surface 51 de la cavité de la matrice et empêche d'une façon étanche la matière de remplissage de s'échapper de la branche 14, c'est-à-dire de p6nàtrer dans la partie 44 de la cavité de la matrice
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qui se trouve autour de celle-ci. L'application de cette pression se poursuit jusqu'à ce que la-matière de remplie- 'sage ait dilaté et refaçonné l'ouvrage pour lui donner une forme s'adaptant à la forme de la cavité 42,44 non-, me on le voit zur les figures 7 et 8.
Dans le mode de réalisation représenté, ceci a entraîne une dilata- tion de la branche 14 de l'ouvrage à une dimension en section droite supérieure et à un refaçonnae de l'ou- vrage suivant une forme différente, telle qu'une cour- bure longitudinale de la branche 14 et son épanouissement autour de la cavité 49 de la matrice à la jonction de la partie principale du corps et de la partie de la branche tubulaire de l'ouvrage. Le refaçonnate pour s'adapter à la courbure 49 de la avté de la matrice peut compor- ter une dilatation radiale d'une partie de la partie 12 du corps principal de l'ouvrage ainsi qu'un refaçonnage de la branche.
Après que l'ouvrage a été refaçonné lui- vant la forme voulue, on sépare les matrices, on en- lève l'ouvrage et on le chauffe pour faire fondre la ma- tière de remplissage et libérer le raccord de celle-ci.
Bion qu'il soit préférable d'utiliser des plongeurs présentant des extrémités d'attaque de section droite réduite, en particulier avec des ouveages rem- plis avec du métal de "Wood" et des matières de remplis- sage plastiques semblables, ceci n'est pas essentiel. et des plongeurs présentant des extrémités émoussées d'une dimension en section droite s'ajustant étroitement dans les extrémités du corps tubulaire 12 de l'ouvrage peuvent être utilisés à volonté, comme on le voit en 74, sur la figure 9.
L'utilisation de plongeurs 74 présen- tant des extrémités .ayant sensiblement la même section
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droite que l'alésage de la partie 12 de 1'ouvrage dans lequel elles s'ajustent est préférable dans les cas où l'on utilise den blocs de remplissage préformés 70 et 72 en une matière élastique dans l'ouvrage 9 comme on le voit sur la figure 9. De tels blocs 70, 72
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préac'ntent l'avrmtage de revenir à leur forme normale après avoir été soulagea de la pression, et par suite on pout les enlever facilement de l'ouvrage et rapide-
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monh, pr3 avoir termine celui-oï.
De même, on in- troduit les blocs dans l'ouvrage, de sorte que komnte l'opération peut être effectuée rapidement
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Ruiv1l une succession simple d'opdrationst au lieu d'ttre obliC,', de remplir, de reàgonner et d'enlever le par fusion, sous la forme d'opérations
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s6prGas oxécutéos à des moments différents, 00=0 cela est la plus pratique dans les cas où l'on utilise une matière de remplissage plastique qui est coulée.
Bien qu'on ait décrit les formes de cavités
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d<;ù plrnçicui,a et peut -8tre d'autres élémen te à l'aide iiw tt,"lL'I,IQS "oyiindrique", eto,.., il va de soi que ces '(.\':I:I,i1ÙI.1 aonb utilisés d'une façon eut non pour limiter la. présente invention. C'est ainsi que len raccords peuvent avoir une tome en section
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droltu non circulaire, qu'ils peuvent otre oveloo, ellip- tiquer, en forme d'oeuf, carrésw, ou présenter n'im- porte quelle autre configuration voulue sur des par- ties choisies do ceux-ai ou sur leur enmble.
Il va de soi qu'on peut utiliser à volonté un lubrifiant en liaison avec une matière de remplis- sage d'ouvrage, comme expliqué dans le brèves des
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E'tw;ba-Un13 d'ÁméI'iqu Il* 2.557,403 précite. De mome,
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il va de soi que les cavités 44 de la branche destinées à recevoir les parties tubulaires de la branche de l'ouvrage n'ont pas besoin d'être formées sur les faces de séparation des matrices et peuvent être formées de façon à ne s'étendre que dans l'un des éléments de ma- trice seulement, auquel cas la forme de la branche doit être telle qu'elle assure que l'ouvrage ne se trouvera pas bloqué dans la cavité de la matrice, à la suite de sa mise en forme.
En variante, la matrice peut être constituée de plus de deux éléments lorsque la forme de l'ouvrage à mettre en forme est telle qu'elle le nécessite, afin de recevoir l'ouvrage à refaçonner sui- vant sa forme finie voulue et de permettre de le libérer des matrices après qu'il y a été formé. Il va également de soi qu'à volonté l'élément de butée 50 peut compor- ter un passage permettant l'extrusion d'une ,atière de remplissage coulée, d'une façon semblable à l'extru- sion de cette matière de remplissage par le passage
28 sur la figure 3.
Dans le mode de réalisation de la prsente invention qui est représenté sur la figure 10, la pas- sage 80 de la branche dans la matrice est fermé à son extrémité extérieure et présente une gorge annulaire
82 formée près de son extrémité fermée, destinée à recevoir une bague d'étanchéité élastique 84, telle , qu'une bague torique. , La branche 14.de 1'ouvrage s'ajuste étroitement et d'une façon étanche à l'inté- rieur du passage de la branche.
Les plongeurs (non représentés) qui sont massifs comme les plongeurs 74 de la figure 9, s'ajustent étroitement dans les ex- trémités du corps 12 de l'ouvrage 'afin de réaliser
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l'étanchéité de ses extrémités. Les matrices sont plon- gées dans un fluide incompressible, tel que de l'eau et elles sont fermées après avoir rempli l'ouvrage avec le fluide. De cette façon, le fluide sert de matière de remplissage supportant l'intérieur de l'ouvrage. Lors- que la pression est appliquée au fluide par les plongeurs, le fluide est retenu dans l'ouvrage par l'ajustage étan- che des plongeurs à l'intérieur de celui-ci et par l'a- justae étanche de la bague 84 autour de la branche 14.
Par suite, la pression appliquée fait dilater l'ou- vrage pour lui faire prendre la forme de la cavité 80 de la branche.
Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif mais nulle- ment limitatif, et que l'on pourra lui apporter toutes .variantes rentrant dans son cadre.