Procédé d'obturation d'une ouverture suralésée pratiquée dans une pièce métallique moulée, tampon pour la mise en aeuvre de ce procédé et pièce obtenue par ce procédé Le présent brevet a pour objet un procédé d'ob turation d'une ouverture suralésée pratiquée dans une pièce métallique moulée.
Lors de l'usinage d'une pièce métallique moulée, il est parfois nécessaire de creuser des ouvertures ou passages d'accès dans la pièce de façon à pouvoir l'usiner intérieurement ou pour connecter entre elles des conduites internes pour des fluides. Il est en général nécessaire d'obturer ces ouvertures pour em pêcher que des matières étrangères ne pénètrent à l'intérieur de la pièce ou pour prévenir une fuite de liquide. Une des méthodes usuelles pour obturer de tels passages d'accès consiste à forcer une faible longueur de barre métallique dans l'extrémité du pas sage. Cette méthode, quoique satisfaisante dans certains cas, n'est pas satisfaisante lorsqu'un fluide sous pression est introduit ultérieurement dans le passage étant donné que la barre peut en être éjectée par la pression du fluide.
Afin de diminuer le risque que cela ne se produise, il faut utiliser une barre de diamètre plus grand que ledit passage de façon à produire une compression relativement élevée entre la barre et la pièce moulée ou forgée. Afin de pou voir insérer une barre d'un tel diamètre dans l'ori fice sans faire sauter la pièce, il est parfois néces saire de chauffer la zone de la pièce au voisinage de l'ouverture et de refroidir la barre avant son insertion dans cette ouverture. Cette opération est évidemment assez coûteuse.
Une autre méthode consiste à tarauder l'ouver ture d'accès et à y visser ensuite un boulon ou tampon fileté. Cette méthode a pour inconvénient la perte de temps qui en résulte et, en conséquence, son prix de revient élevé du point de vue de la production ; la pression de fluide derrière le boulon ou tampon risque également de provoquer dès fuites entre les filets vers l'extérieur de la pièce. On connait évidemment encore de nombreuses méthodes complexes pour obturer des ouvertures telles que celle des tubes de chaudières et extrémités de tuyaux; toutefois ces méthodes sont, pour de nombreuses raisons évidentes, peu convenables pour obturer un orifice d'accès dans une pièce moulée et similaire.
Le procédé faisant l'objet du brevet est caracté risé en ce que l'on introduit dans ladite ouverture un tampon métallique de section transversale circu laire présentant un alésage axial tronconique de section transversale circulaire, et en ce que l'on introduit, d'autre part, une cheville métallique tron conique de forme correspondant à l'alésage tron conique du tampon dans ledit alésage du tampon, le plus grand diamètre de cette cheville étant supé rieur au plus grand diamètre de l'alésage du tampon, le tout de façon qu'après introduction, d'une part, du tampon dans ladite ouverture de la pièce et, d'au tre part, de la cheville dans ledit alésage du tampon,
ce dernier soit d'abord amené au contact d'une sur face radiale résultant du suralésage de ladite ouver ture de la pièce et ensuite dilaté de façon à produire un contact étanche entre la paroi périphérique du tampon et ledit suralésage de l'ouverture de la pièce.
Le brevet a, d'autre part, pour objet un tampon pour la mise en oeuvre du procédé, tampon qui pourra être d'un prix de revient bas, facile à utiliser, et dont le but est d'offrir une protection satisfaisante contre le risque d'éjection sous l'effet d'une pression du fluide et d'obturer de façon effective l'ouverture en éliminant tout risque de fuite de liquide sous pression.
Ce tampon est caractérisé en ce qu'il est pra tiquement cylindrique et de longueur équivalente à celle du suralésage et en ce qu'il présente une série de cordons radiaux, espacés longitudinalement, à sa périphérie.
Par mise en oeuvre du procédé, on obtiendra donc une pièce métallique moulée, caractérisée en ce que ledit tampon est un tampon métallique cy lindrique dilaté introduit dans la partie suralésée de ladite ouverture de la pièce et présentant, à l'une de ses extrémités, une surface prenant appui sur la surface généralement radiale formée par le sur- alésage, ledit tampon ayant un diamètre extérieur qui, avant dilatation,
est constant pratiquement sur toute sa longueur et qui est inférieur au diamètre initial de ladite partie suralésée de la pièce, ledit tampon présentant, d'autre part, un alésage coaxial tronconique s'étendant, en se rétrécissant, depuis son autre extrémité pratiquement sur toute sa lon gueur, mais pas au travers de la première extrémité susmentionnée et la paroi extérieure du tampon étant en contact étanche avec la paroi du suralésage grâce à une cheville tronconique engagée de façon per manente dans l'alésage du tampon avec son plus grand diamètre au ras de ladite autre extrémité du tampon,
le diamètre le plus petit de ladite cheville étant nettement plus grand que la plus grande épais seur des parois du tampon et ses diamètres maximum et minimum dépassant respectivement les diamètres correspondants de l'alésage du tampon avant sa dila tation, d'une valeur choisie à l'avance.
Le dessin illustre, à titre d'exemple, une mise en aeuvre du-procédé faisant l'objet du brevet.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une ouverture pratiquée dans une pièce, dans la quelle est introduit un tampon.
La fig. 2 est une vue similaire à la fig. 1 après écartement des parois du tampon.
La fig. 3 est une vue en perspective des éléments du tampon.
Le tampon représenté est constitué d'une pièce cylindrique 10 présentant un alésage axial tron conique 11 le traversant partiellement. Des rainures annulaires 12 sont pratiquées à la périphérie externe de la pièce 10 de façon à délimiter des cordons 16, 17, 18, 19 et 20.
Une cheville tronconique 26, dont la conicité correspond pratiquement à celle de l'alésage 11 du tampon 10, peut être introduite dans l'alésage 11. La cheville 26 présente un diamètre terminal choisi de façon telle que lorsqu'on introduit la cheville dans le tampon, jusqu'à ce que son extrémité libre vienne affleurer le bord du tampon comme repré- senté à la fig. 2, elle produise une augmentation prédéterminée du diamètre extérieur du tampon.
De cette manière, l'ouverture 27 de la pièce 28 est d'abord dilatée jusqu'à ce qu'elle présente un diamètre légèrement supérieur au diamètre périphé rique du tampon 10. Un des avantages particuliers de ce procédé réside dans le fait que le diamètre de l'ouverture 27 par rapport au diamètre extérieur du tampon n'a pas besoin d'être maintenu dans des limites très précises et on a trouvé en pratique que le diamètre de l'ouverture peut être sans inconvénient jusqu'à 3/ioo de mm plus grand que le diamètre extérieur du tampon.
Si un outil de suralésage usuel tel qu'une perceuse ou une fraiseuse est utilisé pour agrandir l'ouverture 27, on obtient un chanfrein en 30 à la base du suralésage. Le chanfrein 30 se trouve de préférence décalé axialement par rapport à l'orifice externe de l'ouverture 27, de sorte que le tampon puisse prendre appui sur lui lorsque son extrémité supérieure est au ras de la surface de la pièce.
Afin d'obtenir une fermeture optima au moyen du tampon, le fond de ce dernier est de préférence chanfreiné en 21 de façon à s'adapter exactement sur le chanfrein produit par l'outil de suralésage.
Comme on le voit au dessin, le tampon est d'abord inséré dans l'ouverture. La cheville 26 est ensuite insérée dans l'alésage 11 et enfoncée au ras du tampon. Lorsqu'une force axiale est appliquée sur la cheville 26, les surfaces inclinées de la pièce et du tampon, constituées par les chanfreins 21 et 30, entreront d'abord fermement en contact l'une avec l'autre de façon à éviter tout nouveau déplace ment du tampon vers l'intérieur de l'ouverture et aider à empêcher toute fuite de fluide dans le pas sage 27 au-delà du tampon.
Comme on le voit à la fig. 2, à mesure que le tampon est dilaté, les cordons 16 à 20 de sa péri phérie externe formeront des renforcements ou déga gements dans la paroi du suralésage 29 de façon à former un joint étanche avec chaque cordon. Ce dégagement de la paroi moulée ou forgée empêchera de façon effective toute expulsion du tampon et toute fuite autour du tampon sous l'effet de la pres sion dans le passage ou l'ouverture 27. II faut évi demment dilater le tampon suffisamment pour ob tenir l'étanchéification mentionnée ci-dessus sans toutefois provoquer de rupture de la pièce dans la quelle il est introduit.
Ce résultat est obtenu par contrôle de la dilatation du diamètre extérieur du tampon au moyen d'une cheville présentant un dia mètre terminal extérieur plus grand que le diamètre terminal externe de l'alésage 11, cette différence de diamètre correspondant à la dilatation. désirée du tampon. De cette façon, le tampon dilatable peut être fabriqué de façon à subir la dilatation désirée lorsque la cheville vient au ras de l'extrémité du tampon, ce qui évite tout calcul de la part du machi niste et permet d'obtenir l'étanchéité optimum sans rupture de la pièce moulée.
L'angle du cône de l'alé sage 11 et de la cheville 26 doit évidemment per- mettre la dilatation désirée du tampon lorsque la partie supérieure de la cheville est enfoncée au ras de la partie supérieure du tampon. Il est également désirable que la force nécessaire pour produire cette dilatation soit obtenue au moyen d'outils relative ment légers. Pour réaliser ces deux conditions, on a trouvé que, par exemple, un cône présentant un angle inscrit d'approximativement 2,40 , produit, avec un minimum d'efforts, la dilatation désirée d'un tampon dont le diamètre est approximativement de 1,02 cm avec un déplacement de la cheville d'en viron 0,32 cm.
On notera qu'un autre avantage particulier du procédé décrit réside dans le fait que si un fluide sous pression se trouve dans l'ouverture 27, ce fluide n'entrera pas en contact avec la cheville 26 et ne pourra donc pas la chasser du tampon, étant donné que le seul contact du tampon dilatable avec le fluide se trouvant dans l'ouverture 27 aurà lieu par la surface 31 du fond de la partie de tampon 10.
Process for closing a bored opening made in a molded metal part, buffer for the implementation of this process and part obtained by this process The present patent relates to a process for closing a bored opening made in a molded metal part.
When machining a cast metal part, it is sometimes necessary to cut openings or access passages in the part so as to be able to machine it internally or to connect internal conduits for fluids between them. It is generally necessary to seal these openings to prevent foreign matter from entering the interior of the part or to prevent liquid leakage. One of the usual methods of closing off such access passages consists in forcing a short length of metal bar into the end of the pitch. This method, although satisfactory in certain cases, is not satisfactory when a pressurized fluid is subsequently introduced into the passage since the bar can be ejected therefrom by the pressure of the fluid.
In order to reduce the risk of this happening, it is necessary to use a bar with a diameter larger than said passage so as to produce a relatively high compression between the bar and the casting or forging. In order to be able to insert a bar of such a diameter into the opening without blowing the part, it is sometimes necessary to heat the part of the part in the vicinity of the opening and to cool the bar before it is inserted into the opening. this opening. This operation is obviously quite expensive.
Another method is to thread the access opening and then screw a bolt or threaded plug into it. This method has the disadvantage of the resulting loss of time and, consequently, its high cost price from the point of view of production; fluid pressure behind the bolt or pad can also cause leaks between the threads to the outside of the part. Obviously, many complex methods are still known for sealing openings such as that of boiler tubes and pipe ends; however these methods are, for many obvious reasons, unsuitable for sealing an access port in a molded part and the like.
The process which is the subject of the patent is characterized in that a metallic plug of circular cross section having a frustoconical axial bore of circular cross section is introduced into said opening, and in that one introduces, of on the other hand, a metallic truncated pin of shape corresponding to the truncated conical bore of the buffer in said bore of the buffer, the largest diameter of this pin being greater than the largest diameter of the bore of the buffer, all so that after introduction, on the one hand, of the plug into said opening of the part and, on the other hand, of the pin into said bore of the plug,
the latter is first brought into contact with a radial surface resulting from the overboring of said opening of the part and then dilated so as to produce a sealed contact between the peripheral wall of the buffer and said overbore of the opening of the part. room.
The patent has, on the other hand, for object a buffer for the implementation of the method, buffer which can be of a low cost price, easy to use, and whose aim is to offer a satisfactory protection against the risk of ejection under the effect of fluid pressure and effectively blocking the opening eliminating any risk of pressurized liquid leakage.
This plug is characterized in that it is practically cylindrical and of length equivalent to that of the overbore and in that it has a series of radial cords, spaced longitudinally, at its periphery.
By implementing the method, a molded metal part will therefore be obtained, characterized in that said plug is an expanded cylindrical metal plug introduced into the overbore part of said opening of the part and having, at one of its ends, a surface bearing on the generally radial surface formed by the overbore, said plug having an outer diameter which, before expansion,
is constant substantially over its entire length and which is less than the initial diameter of said overbore part of the part, said plug having, on the other hand, a frustoconical coaxial bore extending, by narrowing, from its other end substantially over the entire its length, but not through the aforementioned first end and the outer wall of the buffer being in sealed contact with the wall of the overbore thanks to a frustoconical plug permanently engaged in the bore of the buffer with its largest diameter at the flush with said other end of the tampon,
the smallest diameter of said plug being markedly greater than the greatest thickness of the walls of the buffer and its maximum and minimum diameters respectively exceeding the corresponding diameters of the bore of the buffer before its expansion, by a value chosen at advance.
The drawing illustrates, by way of example, an implementation of the process which is the subject of the patent.
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of an opening made in a room, in which a buffer is introduced.
Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 after separating the walls of the buffer.
Fig. 3 is a perspective view of the elements of the buffer.
The buffer shown consists of a cylindrical part 10 having a conical truncated axial bore 11 partially passing through it. Annular grooves 12 are made at the outer periphery of the part 10 so as to delimit the beads 16, 17, 18, 19 and 20.
A frustoconical dowel 26, the taper of which substantially corresponds to that of the bore 11 of the buffer 10, can be inserted into the bore 11. The dowel 26 has an end diameter chosen such that when the dowel is introduced into the buffer, until its free end comes flush with the edge of the buffer as shown in fig. 2, it produces a predetermined increase in the outside diameter of the tampon.
In this way, the opening 27 of the part 28 is first expanded until it has a diameter slightly greater than the peripheral diameter of the tampon 10. One of the particular advantages of this method lies in the fact that the diameter of the opening 27 relative to the outside diameter of the tampon does not need to be kept within very precise limits and it has been found in practice that the diameter of the opening can be conveniently up to 3 / ioo of mm larger than the outside diameter of the pad.
If a conventional overbore tool such as a drill or mill is used to enlarge opening 27, a 30-chamfer is obtained at the base of the overbore. The chamfer 30 is preferably offset axially with respect to the external orifice of the opening 27, so that the buffer can bear on it when its upper end is flush with the surface of the part.
In order to obtain optimum closure by means of the buffer, the bottom of the latter is preferably chamfered at 21 so as to fit exactly on the chamfer produced by the overboring tool.
As can be seen in the drawing, the tampon is first inserted into the opening. The pin 26 is then inserted into the bore 11 and driven flush with the tampon. When an axial force is applied to the dowel 26, the inclined surfaces of the workpiece and the pad, constituted by the chamfers 21 and 30, will first come into firm contact with each other so as to avoid any further recurrence. movement of the tampon inwardly of the opening and help prevent any leakage of fluid into the thread 27 past the tampon.
As seen in fig. 2, as the tampon is expanded, the cords 16 to 20 of its outer periphery will form reinforcements or openings in the wall of the overbore 29 so as to form a tight seal with each cord. This clearance from the cast or forged wall will effectively prevent any expulsion of the tampon and any leakage around the tampon under the effect of pressure in the passage or opening 27. Obviously, the tampon must be dilated sufficiently to obtain the sealing mentioned above without, however, causing rupture of the part into which it is introduced.
This result is obtained by controlling the expansion of the external diameter of the buffer by means of an anchor having an external terminal diameter greater than the external terminal diameter of the bore 11, this difference in diameter corresponding to the expansion. desired buffer. In this way, the expandable tampon can be fabricated so as to undergo the desired expansion when the ankle comes flush with the end of the tampon, avoiding any calculations on the part of the machi nist and achieving the optimum seal. without breaking the molded part.
The angle of the cone of bore 11 and ankle 26 must of course allow the desired expansion of the tampon when the upper part of the ankle is pressed flush with the top of the tampon. It is also desirable that the force necessary to produce this expansion be obtained by means of relatively light tools. To achieve both of these conditions, it has been found that, for example, a cone having an inscribed angle of approximately 2.40, produces, with minimal effort, the desired expansion of a tampon whose diameter is approximately 1. , 02 cm with a displacement of the ankle of about 0.32 cm.
It will be noted that another particular advantage of the method described lies in the fact that if a pressurized fluid is found in the opening 27, this fluid will not come into contact with the ankle 26 and therefore will not be able to drive it out of the tampon. , since the only contact of the expandable tampon with the fluid in opening 27 is through the surface 31 of the bottom of tampon portion 10.