Procédé pour l'assemblage de pièces à bout tubulaire. L'iriveniioii concerne principalement un procédé rapide et économique pour l'assem- blage clé pièces tubulaires ou présentant. au moins un bout tubulaire.
On connaît, en dehors de la soudure, des inovens nombreux visant au même but.
Les uns utilisent des éléments de fixation on d'aecrocliage tels que boulons, manchons, vis, jnotilures et/ou autres éléments rapportés équivalents. Les autres font intervenir un effort (le pression produisant 1'accroeliage d'éléments saillants solidaires clé l'un des tubes dans des creux prévus à cette fin dans l'antre tube.
D'antre part, on sait qu'il est possible de renforcer la résistance d'un tube, notant- nient. à l'éclatement, en le soumettant préala blement à- une sollicitation intérieure telle que la utile intérieure subit une déformation per- nianente, tandis que la zone extérieure subit seulement une déformation élastique.
Il en résulte que, d'une part, la texture clé la zone intérieure se trouve renforcée par une plus grande interpénétration moléculaire clé la ma tière et que, d'autre part, ,cette même zone renforcée se trouve automatiquement frettée par le J'ait due la zone extérieure du tube se trouve sous tension permanente en raison de sa déformation élastique.
1dais ce procédé n'a pour but que de réaliser une augmentation de la résistance des tubes monoblocs, c'est- à -dire réalisés en une seule pièce.
lie procédé clé l'invention réalise l'a.sseni- blage et la solidarisation définitive clé pièces à. bout. tubulaire, par l'application de ce même procédé, connu, mais seulement appliqué pour le renforcement de pièces tubulaires.
Le procédé, objet de l'invention, a pour but non pas d'augmenter une résistance, mais d'assembler des pièces à bout tubulaire par tiellement introduites l'une dans l'autre. Ce procédé consiste à ajuster l'un dans l'autre les bouts desdites pièces et à appliquer à l'in térieur desdites pièces ainsi superposées une pression telle qu'elle provoque une déforma tion permanente dans le bout tubulaire inté rieur et une déformation élastique dans le bout tubulaire extérieur, de façon à créer ainsi une tension appliquant fermement l'un contre l'autre les bouts tubulaires superpo sés, les pièces, lors de l'assemblage, étant.
sou tenues par un support extérieur ménageant des espaces libres au droit clés bouts tubu laires à déformer. Par ce moyen, on ne recher che nullement l'éventuel renforcement de l'un ou de l'autre tronçon tubulaire comme dans l'autofrettage usuel, mais seulement le développement, entre les deux tronçons tubu laires superposés, d'une tension élastique per manente considérable. La. tension développée entre -les surfaces en contact étant directe nient. proportionnelle à la. pression appliquée à. l'intérieur des éléments creux, on pourra. régler et approprier le résultat final avec grande précision.
La pression introduite dans les pièces peut être produite par l'applica tion de moyens mécaniques, électriques, pneu matiques, hydrauliques ou autres, ou une combinaison de ces moyens. Les pièces qui peuvent ainsi être assemblées sont absolument quelconques pour autant qu'elles comportent un bout tubulaire et pour autant évidemment que les matières soient capables de subir des déformations élastiques et des déformations permanentes sous l'effet d'une pression inté rieure. L'application la plus générale se fera néanmoins sur des pièces tubulaires ou par tiellement tubulaires en acier, en aluminium ou en alliages légers.
Surtout l'application du procédé sera intéressante dans le cas de pièces difficilement soudables, soit par la nature des matières, soit par la complication des pièces ou des objets à réaliser.
L'invention s'étend aussi à un ensemble de pièces à bout tubulaire, obtenu moyen nant ce procédé.
Le dessin illustre, à titre d'exemple, quel ques formes d'exécution du procédé selon l'in vention- et des moyens pour la mise en prati que dudit procédé.
La fig. 1 est une coupe transversale par deux éléments tubulaires 1 et 2 partiellement emboîtés et représentés par moitié avant l'ap plication .du procédé et par moitié après l'application du procédé.
Le conditionnement des éléments tubulaires 1 et 2 est tel que leurs bouts adjacents doivent pouvoir s'ajuster cor rectement l'un dans l'autre et se recouvrir sur une certaine longueur. A l'intérieur de ces éléments creux est développée une pression généralement hydraulique, et cette pression est, réglée selon les dimensions des pièces, de leur forme et de la nature de la matière dont elles sont formées, et .cette pression est en tout.
cas établie ,dans de telles conditions que les deux tronçons de tube, se recouvrant mutuel lement, se déforment et que .cette déformation soit supérieure à la limite élastique au moins pour certaines zones dans le tube intérieur et inférieure à la limite élastique au moins pour certaines zones dans le tube extérieur. Il en résulte, comme schématisé par moitié à la fig. 1, que le tronçon de tube intérieur 1. accuse une déformation permanente, tandis que le tronçon correspondant du tube 2 accuse une déformation élastique.
Il subsiste donc, entre ces deux tronçons de tube superposés, une tension considérable qui réalise un moyen d'assemblage de très grande efficacité.
La fig. 2 schématise en coupe longitudi nale les mêmes éléments tubulaires 1 et 2 avant application du procédé, et la fig. 3 schématise le profil accusé par les tronçons de tube superposés après application du procédé.
Les pièces soumises à, une pression inté rieure seront fermement soutenues par un sup port extérieur 3 ménageant des espaces libres au droit des parties de tube devant. se défor mer élasstiquement. Ainsi, dans les fi-. 2 et<B>3,</B> on remarquera qu'au droit des tronçons Su- perposés, le support 3 présente un espace libre 4 permettant à la matière de se défor mer librement sous l'effet de la pression inté rieure.
Il suffira donc, dans chaque cas, de condi tionner exactement la pression intérieure pour assurer les déformations permanentes et élas tiques aux endroits voulus.
Une application particulière est, décrite ci- après avec références au dessin, dans lequel La. fig. d est une coupe longitudinale schématique par un .cadre pour cycle aménagé en vue d'y appliquer le procédé de l'inven tion.
Les fig. 5, 6 et 7 représentent en coupe longitudinale les trois phases successives d'un exemple d'exécution du procédé de l'inven tion.
La fig. 8 représente en élévation un cadre exécuté d'après le procédé selon l'invention. Les fig. 9, 10 et 11 schématisent en coupe longitudinale respectivement les raccords du guidon, du pied de selle et du braquet, tels qu'ils se présentent après l'application du procédé selon l'invention, c'est-à-dire à la sor tie de la matrice et avant finition.
La fi-. 12 schématise en élévation, avec coupe partielle du cadre à mettre sous pres sion, le dispositif permettant de brancher le dit cadre sur la pompe. La fi-. 13 représente, en coupe radiale, le dispositif de remplissage préalable des cadres et. d'évacuation de l'air.
La fig. 1-I est une vue de face sehémati- que de l'ensemble de l'installation pour l'ap plication du procédé de l'invention.
Dans le cadre selon les fib. 4 à. 11, les tubes 5, 6 et 7 sont assemblés par simple emboîtement des raccords tels que 8, 9, 1.0, <B>Il.,</B> 1.2 et 13. Cet ensemble est réalisé en sorte qu'il, forme un passage continu pour le fluide. Il. faut, d'autre part, qu'au droit de chaque emboîtement soit assurée une étan chéité suffisante.
Dans ce but, les entrées des raccords sont usinées de telle manière que les bouts des tubes s'.- ajustent correctement. De plus (fig. 5, 6 et 7) avant emboîtement du tube 5 dans le raccord 8, une buselure ou joint. en une matière plastique ou autres 16 est introduite dans .le fond du raccord. Ce joint est tel qu'il ,présente un collier circon- férentiel 17 contre lequel vient buter le bord du tube emboîté 5.
L'embouchure 18 du rac- eord est préférablement intérieurement coni que et le bord présentant ainsi une réduction progressive d'épaisseur est rabattu mécanique ment contre le tube 5. Cette réalisation donne plus de fini au raccord et évite une augmen tation brusque de diamètre, ce qui serait. non seulement disgracieux, mais cause de bles sures.
Tous les raccords étant ainsi préparés (fi-. 6), le cadre tubulaire est placé dans un demi-moule formé en substance d'une plaque creusée dans laquelle ledit cadre se loge à mi-épaisseur et sur laquelle se place l'autre demi-moule, semblable au premier, en sorte que le cadre se trouve entièrement enfermé dans le moule.
Toutefois, il peut avantageu sement être prévu que les parties en creux dans les deux demi-matrices reproduisent les formes réelles et définitives du cadre, en sorte que les boots des raccords soient ainsi automatiquement refoulés contre les éléments tubulaires sous-jacents, par le fait même que les deux demi-matrices soient appliquées cor rectement l'une sur l'autre. La matrice ainsi réalisée s'applique donc sur toute la surface extérieure du cadre, sauf au droit de chaque raccord où est prévu un espace libre 19 qui doit permettre la déformation transversale des parties superposées de raccord et de tube disposés en regard desdits espaces libres 19.
Lorsque 1e cadre est enfermé dans le moule ou matrice, le fluide sous pression z est ad mis et. réglé, en sorte que les tronçons de tube se trouvant en face des espaces libres 19 (fig. 7) se déforment au-delà de la limite élastique de la. matière, tandis que les tron çons de raccord correspondants intérieurs ne se déforment qu'en deçà de ladite limite élas tique. Evidemment, :
dans l'épaisseur de tous les éléments tubulaires superposés ou emboî tés, des zones peuvent. être déformées élasti- quement et d'autres en permanence.
On obtient finalement la, conformation de la fil. 7 et, entre les tronçons emboîtés, res pectivement des raccords et {les tubes, agit. une tension considérable qui subsiste évidem ment après retrait. du fluide et dégagement du cadre hors de la matrice.
Dans la réalisation des fig. 5, 6 et 7, on a encore prévu, dans les raccords 15, des ouvertures ?0 .dans lesquelles se déforme la partie correspondante des tronçons intérieurs des tubes en réalisant des protubérances 21. Celles;ci remplissent lesdits orifices 20 en for mant des éléments d'accrochage.
La pression nécessaire sera produite par tout appareil ou dispositif approprié.
Le -cadre tubulaire sera, de préférence, préalablement rempli de fluide, cette opéra tion aura, de plus, pour but d'expulser l'air dont la présence pourrait rendre dangereuse l'opération. L'opération de remplissage du cadre se fera par gravité ou sous faible pres sion. Le cadre étant rempli, la quantité du fluide à ajouter après mise sous haute pres sion est ainsi réduite à l'augmentation de volume venant des augmentations de diamètre au .droit. des raccords, soit donc seulement une fraction de centimètre cube.
La pression nécessaire pour réaliser l'assemblage peut être de l'ordre de 2000 kg;'em=. Il sera donc néces saire de .disposer d'une installation résistante d'autant plus que le travail doit se faire ra pidement pour des raisons d'économie. A titre d'exemple, une telle installation est représen tée à la fig. 14.
Elle est constituée par lui socle 22 formant table et portant le demi moule ou demi-matrice 23; quatre colonnes 24 capables clé supporter, par exemple, près de 2000 tonnes et sur lesquelles peut coulisser un sommier 25 sous lequel est fixée la seconde demi-matrice 26. Cette dernière, avec le som mier dont elle fait partie, peut être déplacée rapidement par un système cinématique approprié.
I<B>l</B> est nécessaire de pouvoir rapi dement brancher et débrancher le générateur de .pression sur la matrice, afin de ne pas freiner la succession des opérations. A cet effet, on peut prévoir un dispositif spécial schématisé à la fig. 12. Ce dispositif est, en principe, formé d'un vérin hydraulique 27 portant un ajutage 28 en liaison directe avec le circuit haute pression.
Quand les deux demi-matrices ont été verrouillées, le vérin applique dans un logement approprié de la matrice l'ajutage de forme conique. La pres sion hydraulique, prise sur le circuit haute pression, l'y maintient pendant l'opéra.tion avec une pression suffisante pour assurer l'étanchéité. Les mouvements de l'ajutage ne subissent aucune contrariété, car tin serpen tin 30 ou autre disposition équivalente lui donne la souplesse nécessaire tout en le main tenant branché en permanence sur l'arrivée de fluide haute pression.
En vue de faciliter le remplissage préalable du cadre et l'évaena- tion de l'air, on disposera avantamensement d'un raccord selon- la fig. 13, permettant lin travail rapide;
le dispositif est. formé d'un ajutage 29 dont l'élément. central 36 à canal de passage 37 comporte extérieurement- un passage longitudinal 31 débouchant. dans une chambre circonférentielle 32 clé laquelle est issu un canal 33 débouchant sur le côté du dit ajutage 29. La tête 34 de l'ajutage 29 comporte un joint élastique 35. L'élément central est à son extrémité inférieure garni d'un raccord 38 permettant son raccordement. au générateur de pression au moyen d'un ser pentin 30.
Il est. donc possible de remplir systématiquement d'un fluide approprié le cadre à assembler en laissant s'échapper l'air par les passages 31, 333, la, pression étant ulté rieurement appliquée suit le fluide à l'inté rieur des pièces à assembler. Tontes autres dispositions permettant d'atteindre les mêmes résultats peuvent évidemment être utilisées.