Procédé de fabrication d'un tube cylindrique et tube obtenu par ce procédé. L n problème qui se pose fréquemment clans la technique est d'obtenir un tube cylin drique présentant, localement et sur une por tion de sa périphérie, une surépaisseur, cette surépaisseur pouvant être destinée, après cou cïaâe du tube à cet endroit, à donner à l'exté rieur ou sommet du coude une épaisseur plus grande que celle des tronçons de tube droits adjacents.
La présente invention a pour objets un procédé de fabrication d'un tube cylindrique de section intérieure circulaire, présentant au moins une surépaisseur sur au moins un sec teur de sa périphérie, cette- région du tube pouvant ensuite être coudée et un tube ob tenu par ce procédé.
Celui-ci est caractérisé en ce qu'on part d'un tube initial dont l'épaisseur est égale à l'épaisseur minimum du tube que l'on désire obtenir mais dont le dia- iiiètre intérieur est supérieur à celui de ce tube, sur un tronçon de longueur déterminée, en ce qu'on chauffe le secteur .de ce tronçon sur lequel on désire former la surépaisseur, en ce qu'on déforme la partie non chauffée du tronçon, de manière à réduire le diamètre intérieur de ce tronçon jusqu'à sa valeur défi nitive et à accroître simultanément l'épaisseur de la partie chauffée du tronçon.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exem ple, plusieurs mises en oeuvre particulières du procédé et représente une forme d'exécution du tube, objets de la présente invention. La. fig. 1 représente deux tronçons de tube droits auxquels on se propose de rac corder un corde.
La fig. 2 est une vue en coupe transver sale du tube dont on part pour fabriquer le coude.
La fig. 2bis est une vue d'une variante du tube représenté à la fig. 2.
Les fig. 3 et 4 illustrent, en coupe trans versale, urne opération de matriçage -du tube représenté à .la fig. 2 ou à la fig. 2bis.
La fig. 5 est une vue en coupe axiale d'un coude terminé et raccordé à deux tronçons de tube droits.
Les fig. 5bis <B>et</B> 5ter sont des vues en coupe selon J-5bis et 5-5ter de la fig. 5.
La fig. 6 est une vue en coupe axiale d'un tronçon de tube élargi.
La fig. 7 est une vue schématique d'un élément comportant plusieurs coudes.
Les fig. 8 à 10 représentent schématique ment les diverses phases de matriçage d'un tube présentant deux surépaisseurs symé- triques, et les fig. 11 et 12 illustrent une variante de l'opération de matriçage représentée aux fig. 8 à 10.
On se propose de raccorder un coude à surépaisseur à deux tronçons de tube droits ai et a2 représentés à la fig. 1, comme repré senté à la fig. 5.
Pour la fabrication du coude, on part d'un tube b représenté en coupe transversale la fig. 2 et dont l'épaisseur est égale à celle des tronçons ai et a2, mais dont le diamètre intérieur est agrandi sur un tronçon de lon- gneur déterminée.
Pour fixer les idées, les tronçons de tube droits al et a2 présentent, par exemple, une épaisseur de 3,5 mm et un diamètre intérieur de 23 mm et le coude e est exécuté à partir d'un tube présentant une épaisseur de 3,5 mm, mais qui est élargi sur le tronçon longitudinal à traiter, son diamètre intérieur étant par exemple de 30 mm.
On chauffe un secteur<I>A B</I> hachuré en traits serrés à la fig. 2 du tronçon longitu dinal élargi du tube b. Le chauffage peut n'agir que sur une partie de l'épaisseur du tube, comme représenté à la fig. 2"'s. On introduit. ensuite le tronçon de tube dont un secteur a été chauffé dans une matrice c, comme le montre la fig. 3, et, à l'aide d'un poinçon d représenté en coupe à la même figure et qui prend appui sur des parties res tées froides du tube b de part et d'autre du secteur A B,
on exerce une pression dans le sens de la flèche F. La forme de la matrice c est telle que le secteur A C B du tube qui est resté relativement froid subit, en s'enfon çant dans la matrice, une déformation qui a pour effet de lui redonner, comme on le voit sur la fig. 4, le diamètre intérieur des tron çons de tube al et a2. Cette déformation a en outre pour effet d'exercer sur le secteur chauffé A B une pression qui provoque un gonflement de sa paroi, et produit une sur épaisseur de celle-ci.
Cette surépaisseur vient se loger dans un évidement pratiqué au bout du poinçon d, comme on peut le voir à la fig. 3. On obtient finalement un tube b pré sentant un secteur surépaissi b1 visible en coupe à la fig. 4. L'évidement où se loge la surépaisseur b1 pourrait aussi être pratiqué dans la .matrice à sa partie inférieure, le sec teur chauffé<I>A B</I> étant alors placé vers le bas, à 180 .de la position représentée aux fig. 3 et 4.
Dans ce cas, le poinçon ne prend appui que sur les parties les plus résistantes du tube et le renforcement de la paroi est produit dans la zone la moins directement soumise à l'action dynamique du matriçage.
Pendant l'opération de matriçage, on peut disposer à. l'intérieur du tube un man drin calorifugé ou refroidi, ou encore on peut faire passer dans le tube un courant de fluide froid, air ou eau, qui a pour effet d'aug nienter la rigidité de la partie froide A<I>C B.</I>
On peut également effectuer un recali- brage intérieur du tube v après matriçage, de façon que sa section intérieure soit circu laire.
Le tube à surépaisseur ainsi obtenu est alors coudé, de toute façon connue, de façon à obtenir finalement un coude e représenté à la fig. 5, et de diamètre correspondant. à celui des tronçons de tube al<I>et a2,</I> la. surépaisseur hl se trouvant dans la. région extérieure et au sommet du coude, comme on peut le voir aux fig. 5 et 5b's. Le coulage peut être effectué selon un angle inférieur à 180 .
Le chauffage du secteur 1I <I>B</I> peut être effectué à l'aide de chalumeaux ou, de préfé rence, par induction électrique, procédé qui permet d'obtenir un chauffage très rapide et très intense d'une région du tube délimitée tant en surface qu'en profondeur (fig. 2"'s). Le coude e ainsi obtenu doit encore être rac- eordé aux tronçons de tube droits al et a2.
On peut aussi obtenir un coude monobloc avec des tronçons de tube droits a, en agrandissant un tube aux endroits voulus, jusqu'aux dimensions extérieure et intérieure convenables, sans produire de ssurépaisseur, comme représenté à la fig. 6 et comme décrit dans le brevet suisse N 295159.
Par exemple, pour fabriquer un élément, de surchauffeur ou d'échangeur de chaleur constitué par une certaine longueur de tube présentant par exemple trois coudes en épingle à cheveux, comme représenté à la fig. 7, on élargit d'abord le tube a aux en droits voulus<B><I>f l, f2, f s,</I></B> puis on soumet ces endroits aux opérations décrites ci-dessus, de façon à obtenir finalement un élément. mono bloc présentant trois coudes<B>f l,</B><I>f2,</I> f3. <I>On</I> remarquera en effet. que le procédé décrit. peut être appliqué à n'importe quel point de la longueur d'un tube droit.
La mise en aeuvre du procédé décrite ci dessus permet d'obtenir -une surépaisseur dissymétrique sur la paroi d'un tube. Le pro cédé spécifié permet cependant également d'obtenir plusieurs surépaisseurs, symétriques ou dissymétriques, et en particulier, deux surépaisseurs diamétralement opposées, de sorte que le tube finalement obtenu est inté rieurement circulaire et présente un profil extérieur ovalisé ou ellipsoïdal. Une telle mise en oeuvre du procédé est schématique ment illustré aux fig. 8 à 10.
On part égale ment d'un tube dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur à celui du tube final que l'on désire obtenir, on chauffe ce tube suivant deux secteurs<I>D E, C</I> h', hachurés en traits moins serrés à la fig. 8. Sur les sec teurs restés froids C D et P E, on ap plique alors deux poinçons gl et g2, qu'on déplace en sens opposés selon les flèches Gl et G2.
La compression ainsi exercée sur les secteurs chauffés a pour effet, après rap prochement des poinçons g1 et g2 et comme représenté à la fig. 9, de produire deux gonflements k1 et k2 diamétralement opposés sur la périphérie du tube.
Après avoir conve nablement chauffé les secteurs C D et r E, on applique éventuellement à angle droit deux autres poinçons hl, h2 sur les parties gonflées, suivant le sens des flèches Hl,<I>H2,</I> de manière à provoquer la déformation des secteurs C<I>D,</I> I' E et leur application dans des évidements ii, <I>i2</I> (fig. 9) prévus dans la tête de chacun des poinçons g1, g2.
En défi nitive on obtient. un tube dont. le profil exté rieur est. ovalisé ou ellipsoïdal présentant cieux surépaisseurs k1, k2, et dont. la section interne est. circulaire.
Les déplacements des deux poinçons g1 et <I>g2</I> et des deux poinçons hl et. ja2 peuvent être simultanés, l'opération de matriçage s'effec tuant alors d'un seul coup.
Selon une variante, on peut également obtenir un tube présentant. deux sur6pais- seurs diamétralement opposées de façon ana logme à celle décrite en regard des fig. 3 et 4, avec la différence que, dans ce cas, le poinçon et la matrice agissent directement sur les secteurs froids de la périphérie du tube. Le gonflement de la paroi s'effectue dans des évidements prévus dans la matrice.
Comme on peut le voir aux fig. 11 et 12, le tube chauffé dans deux secteurs D E et C P est placé à l'intérieur d'une matrice k, pro filée comme indiqué aux figures, et un poin çon mobile l est appliqué sur la partie supé rieure du tube.
Sous l'effet des pressions exercées par le poinçon dans le sens de la flèche L, les parties chaudes sont gonflées et les surépaisseurs ainsi produites se logent dans des évidements prévus dans la matrice k (fig. 12), tandis que les secteurs restés froids sont déformés et ramenés au diamètre voulu, grâce à la forme donnée aux surfaces d'appui de la matrice k et du poinçon<I>1.</I>
La partie chauffée A B du tube repré sentée à la fig. 3, au lieu d'être placée en haut de façon à recevoir le coup du poin çon, ou comme il a été dit ci-dessus à titre de variante, en bas dans la matrice c, peut également être placée dans la zone où le poinçon vient le plus près de la matrice à fin de course. C'est en fait une telle disposition qui est, représentée aux Tig. 11 et 12 où chaque secteur chaud D E, ou C F se trouve à hauteur de l'endroit de jonction où le poin çon rencontre la matrice.
Les efforts d'ac tion du poinçon et de réaction de la matrice agissent alors presque selon un même plan parallèle à un plan tangent. au tube, de sorte qu'ils sont très efficaces en direction verti cale sur la masse chauffée du secteur D E, ce qui réduit considérablement les chances de plissement en cours de forgeage.
Bien entendu, des résultats équivalents peuvent être obtenus en utilisant. des galets ou cylindres dont les gorges auraient des profils correspondant à ceux des matrices et poinçons décrits ou tout agencement utile de matrices ou poinçons et de galets pour assu rer une exécution continue.