Procédé et appareillage pour la formation, sur un tube de grand diamètre, d'au moins une collerette latérale allongée de raccordement, de petit diamètre. Un problème qiii se pose fréquemment dans la technique consiste à raccorder à un tube relativement épais et de grand diamètre un grand nombre de tubes plus minces et de diamètre beaucoup plus petit, par exemple à raccorder à un collecteur les tubes d'une chaudière.
Si l'on découpe dans la paroi du collec teur des trous destinés à recevoir les abouts des tubes, outre que cette opération exige des soudures ultérieures sur le collecteur, on dimi nue la. résistance de ce collecteur d'une façon d'autant plus préjudiciable que ces trous sont généralement alignés suivant. une génératrice du collecteur.
La présente invention a pour objet un procédé pour la formation, sur un tube de grand diamètre (tel qu'un collecteur), d'au moins une collerette latérale allongée de rac- eordement, de petit diamètre, par refoulement du métal chauffé, depuis l'intérieur du tube au moyen d'un poinçon.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on chauffe seulement la région du tube qui doit être refoulée, et en ce qu'on commande le déplacement du poinçon à l'aide d'un dispo sitif à vérin préalablement placé à l'intérieur dti tube et prenant appui sur le fond de ce tube.
L'invention comprend également un appa reillage pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, pour la formation sur un tube d'une série de collerettes latérales allon gées de raccordement, de petit diamètre. Cet appareillage est caractérisé en ce qu'il com prend un poinçon porté par le piston d'un vérin susceptible d'être introduit dans le tube, une matrice destinée à être appliquée sur l'extérieur de ce tube, en regard du poinçon, des moyens pour éloigner et rapprocher auto matiquement la matrice dudit tube, des moyens pour assurer un déplacement axial du tube par rapport à l'ensemble du poinçon et de la matrice,
et des moyens de chauffage permettant de chauffer le tube avant poin- çonnage et dans la région correspondant à chaque collerette. .
L'invention a encore pour objet un tube de grand diamètre présentant au moins une collerette latérale allongée de raccordement, de petit diamètre, obtenue par le procédé ci- dessus. Ce tube est caractérisé en ce que l'épaisseur de la collerette va en diminuant à partir de son embase jusqu'à son extrémité.
Le vérin est de préférence à double effet pour permettre le retrait commandé du poin çon. Le poinçon est éventuellement refroidi par de l'eau et, s'il y a lieu, recouvert d'un lubrifiant approprié, par exemple de la soie de verre, pendant le poinçonnage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et des va riantes de l'appareillage, et illustre des mises en ceuvre du procédé, objets de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique d'un tronçon d'un tube de grand diamètre, ou col lecteur, sur lequel on désire raccorder des tubes de petit diamètre représentés par une série de cercles en pointillé.
La fig. 2 est une coupe transversale, à plus grande échelle, du collecteur, montrant la dis position d'un poincon et d'une matrice exté rieure par rapport à ce collecteur.
La fig. 3 est une coupe transversale d'un. collecteur présentant une collerette de raccor dement.
La fig. 4 est une coupe analogie à celle de la fig. 3, illustrant une variante de mise en oeuvre du procédé.
La fig. 5 est une coupe longitudinale de ladite forme d'exécution de l'appareillage. La fig. 6 est une coupe selon VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue en plan de la ma trice de l'appareillage de la fig. 5.
La. fig. 8 est une coupe axiale, à plus grande échelle, d'une variante du poinçon. La fig. 9 est une coupe analogue à celle de la fig. 8 d'une seconde variante du poin çon.
On suppose qu'il s'agit de raccorder à un tube collecteur a de grand diamètre (fig. 1) une série de tubes b de plus petit diamètre et d'épaisseur moindre, par exemple des tubes de chaudière représentés par des cercles en pointillé. On commence par chauffer au blanc la région de paroi du collecteur a à l'endroit où l'on veut raccorder un tube b sur une portion circulaire correspondant à la quantité de métal que l'on désire déplacer pour former une collerette latérale de raccor dement de petit diamètre.
A l'aide d'un poin- con c disposé à l'intérieur du collecteur et monté sur le piston d d'tut vérin hydratdi- que dont le cylindre d1 prend appui sur le fond du collecteur a (fig. 2), on refoule en suite le-métal chauffé.
Autour de la région où l'on veut former la collerette f, on applique extérieurement une matrice e présentant une ouverture dont le diamètre correspond au diamètre extérieur de la collerette. Le déplacement. du poinçon c dans le sens de la flèche .1 provoque alors le refoulement du métal chauffé qui, pris entre la matrice e et le poinçon c, prend le profil représenté à la fig. 3.
La collerette f est relativement longue, et son épaisseur va. en diminuant graduellement à partir de son em base où elle correspond à l'épaisseur du col lecteur a jusqu'à son extrémité dont l'épais seur peut correspondre à celle du tube b qu'on peut ensuite raccorder à. la collerette, par exemple par une soudure h.. Le profil allongé que la collerette f présente confère au collec teur une augmentation de la résistance qui tend à compenser la diminution de résistance due à l'ouverture de la paroi du collecteur. En outre, le profil intérieur de la collerette peut être déterminé de façon à réduire au minimum les pertes de charge d'un fluide destiné à y circuler.
Le déplacement du poinçon c, sous l'effet du vérin hydraulique, petit n'être pas poussé jusqu'à obtenir l'ouverture de la. paroi à l'extrémité f1 du bulbe intermédiaire obtenu par refoulement du métal (fi-. 4), il suffit de sectionner cette extrémité<B>fi</B> pour obtenir la collerette.
On petit ainsi former, tout. le long d'une génératrice du collecteur, une série de colle rettes sans diminuer notablement la résistance du collecteur, qui peut continuer de consti- tuer une poutre pour l'appui ou le soutien des tubes qui lui sont raccordés par la suite.
L'appareillage représenté aux fig. 5 à. 7 comporte tout. d'abord des moyens permettant d'assurer le déplacement axial, par rapport au poinçon c et à la matrice e, du tube ou collecteur dans lequel on désire former des collerettes.
Le poinçon et la. matrice sont fixes en sens axial du collecteur a qui est supporté par un berceau i qui peut. coulisser sur un banc de travail j. Ce coulissement est obtenu au moyen d'une vis<I>k</I> s'étendant tout le long du banc<I>i</I> et en prise avec un écrou d solidaire du ber ceau<I>i.</I> De la sorte, une rotation de la vis k. obtenue par tout moyen convenable, tel par exemple qu'un moteur électrique, permet de faire avancer le collecteur a d'une distance limitée et réglable.
Sur le banc dé travail ,j est monté un por tique in qui porte quatre tiges de guidage n. sur lesquelles est enfilée la matrice e. Le poin- #-on c, porté par le piston d du vérin hydrau lique, est. situé en regard de l'ouverture cali brée de la matrice e, à l'intérieur du collec teur a.. Le vérin est supporté par deux tiges rigides o, à l'intérieur desquelles peut-passer du fluide sous pression en provenance de ré servoirs<I>p</I> et pl et commandant le piston<I>d</I> dans un sens .et dans l'autre, de manière à assurer le retrait du poinçon après poinçon nage.
Il est également prévu un circuit de refroidissement. q assurant le refroidissement du poinçon et du piston, par exemple par cir culation d'eau, à partir d'un réservoir r.
L'application de la. matrice e contre le tube a., qui assure en même temps l'immobi lisation du tube<I>a.</I> sur le berceau<I>i,</I> s'effectue au moyen d'un fluide soirs pression, par deux pistons à double effet s1 et s2, commandant par une articulation à ciseaux t1, t2 le cou lissement. de la matrice e sur les tiges de gui dage n.. L'articulation est telle que les deux branches t1, t2, qui sont articulées, d'une part, sur la tige du piston, d'autre part., sur le portique ni et. la. matrice e, se trouvent.
pres que dans le prolongement l'une de l'autre lorsque la matrice e est appliquée contre le tube. Il en résulte qu'un effort maximum est exercé à ce moment sur la matrice. Le dé placement des pistons s1, s2 en sens inverse assure le soulèvement de la matrice. En outre, en avant de la matrice e est disposé un chalu meau u porté par le portique 7n et qui vient chauffer le tube a à travers un trou prévu dans la matrice et à l'endroit où devra être formée la collerette suivante. De la. sorte, le chauffage d'un endroit a lieu pendant qu'on forme une collerette à l'endroit précédemment chauffé.
Le collecteur ça étant mis en place sur son berceau i et l'emplacement de la première col lerette ayant été chauffé, on applique la ma trice e contre le collecteur au moyen des pis tons s1, s2, puis, en agissant sur la commande hydraulique du piston d, on assure le poin çonnage. Le fonctionnement en sens inverse de ces deux commandes assure, d'une part, le retrait du piston d et, d'autre part, le soulè vement de la matrice e. Il suffit alors de faire avancer, par rotation de la vis k, le berceau <I>i</I> portant le collecteur<I>a</I> de la quantité voulue correspondant. à l'intervalle séparant deux col lerettes, puis de recommencer les opérations.
Pour éviter que le poinçon ne refroidisse la paroi exagérément, la tête t du poinçon présente une forme conique (fig. 8), l'angle au sommet du cône qui constitue la tête du poinçon étant environ égal à 120 . Cette tête conique est suivie d'une partie tronconique u.
La forme conique donnée à la tête t du poinçon fait que seul le sommet ou la pointe du cône porte sur le métal refoulé de la paroi du tube a, pour constituer la collerette. De plus, l'angle au sommet est tel que, comme on le voit sur la, fig. 8 qui illustre l'opération de poinçonnage, au moment où le poinçon n'est encore qu'à moitié engagé dans le bulbe formé et où la pointe extrême f de ce bulbe s'ouvre, le métal constituant ladite extrémité f ne s'applique pas sur la face conique du cône t, en sorte que le refroidisssement de ladite extrémité f du fait du cône du poinçon est réduit au minimum.
Il en résulte que, pen dant toute l'opération de poinçonnage, le métal reste suffisamment chaud pour s'allonger de façon continue et former le bulbe, et que celui-ci s'ouvre à peu près pour la position du poinçon représentée à la fig. 8.
A la fig. 9, on a représenté une variante du poinçon, dans laquelle la partie tronco nique<I>u</I> qui fait suite à la tête conique<I>t</I> du poinçon présente des rainures u1, u2, <B>11,3</B> dans lesquelles on peut disposer un lubrifiant calo rifuge, tel que de la soie de verre. D'une part, cette soie de verre s'oppose aux échanges ther miques entre les parois latérales du bulbe et la partie tronconique du poinçon et, d'autre part, en fondant, elle assure une lubrification qui facilite l'entrée du poinçon.
Pendant toute l'opération, le poinçon est de préférence refroidi de façon à éviter des grippages et. une usure exagérée et, à cet effet, on peut asperger le poinçon, entre deux opérations de poinçonnage successives, an moyen d'une couronne de jets d'eau conve nable. Comme représenté à la fig. 9, on peut aussi ménager à l'intérieur du poinçon même, des canaux v destinés à être parcourus par de l'eau de refroidissement.