Tracer un gabarit de selle de tuyau à la main

Ce que vous fabriquez

L’exemple résolu est un té d’équerre : un piquage de 114.3 (tuyau de 4 po) qui se pose sur un collecteur de 168.3 (6 po), axes à 90°. Le gabarit s’enroule autour de l’extérieur du piquage; il est donc développé sur le diamètre extérieur du piquage.

1. Le développement de la circonférence

Tracez une ligne de base droite aussi longue que la circonférence extérieure du piquage : π × 114.3 = 359.08, et divisez-la en douze parties égales de 29.92 (Coey, ch. 16; Atkins, ch. III). Numérotez les points de 0 à 12; 0 et 12 sont la même ligne sur le tuyau, ici l’entrejambe : un point dans l’axe du collecteur, où la coupe recule le plus loin de l’extrémité du piquage.

Kittredge et Daugherty prennent les parties sur un cercle tracé, au compas à pointes sèches. Ce sont des cordes, et une corde est plus courte que son arc (Kidder, p. 66) : douze d’entre elles donnent 355.00, soit environ 4.09 de moins, et le gabarit ne se refermera pas autour du tuyau. Calculez la circonférence et divisez-la, comme le recommande Kidder.

2. Les longueurs

À chaque point, le piquage doit descendre jusqu’au collecteur. Mesurée à partir d’une ligne de base passant par les pointes de la coupe — les deux pointes qui s’avancent le plus vers le collecteur — la longueur à un angle φ autour du piquage depuis l’entrejambe est √(R² − r² sin²φ) − √(R² − r²), où R est le rayon du collecteur (84.15) et r le rayon du piquage (57.15). À l’entrejambe, cela donne 84.15 − √(84.15² − 57.15²) = 22.38; à un quart de tour, c’est zéro — les pointes, sur les deux côtés du piquage qui chevauchent le collecteur et descendent autour de lui.

Les manuels trouvent les mêmes longueurs graphiquement, en projetant un demi-profil du piquage sur le collecteur en élévation (Kittredge, problème 56; Daugherty, problème 9). La formule les donne directement.

3. Tracer la courbe

Dressez une perpendiculaire à la ligne de base à chaque point et marquez-y sa longueur. Reliez les marques par une courbe lisse — une règle souple ou une latte — et non par des droites. Sur des tuyaux de même diamètre, la courbe a une pointe aiguë sur les côtés; sur des diamètres inégaux comme ici, elle est lisse.

Ce que coûteraient des droites : à travers ces douze points, elles s’écartent de la vraie courbe jusqu’à 1.38; avec vingt-quatre points, 0.42. L’outil de gabarit de tuyau donne les longueurs pour 8 à 32 points, pour n’importe quel tuyau, avec ce chiffre indiqué, sous « Traçage à la main ».

4. Enrouler et marquer

Découpez le gabarit et enroulez-le autour du piquage, la ligne de base d’équerre avec le tuyau, vers l’extrémité du piquage, et les deux bouts se rejoignant à un entrejambe; le tuyau que vous gardez est au-delà de la courbe. Les entrejambes sont alignés sur l’axe du collecteur — c’est là que la surface du collecteur est la plus haute, donc que le piquage est coupé le plus loin en arrière — et les pointes tombent sur les deux côtés du piquage qui chevauchent le collecteur. Tracez le long de la courbe avec une pointe à tracer. Enroulé à l’envers, le gabarit donne une coupe en miroir qui ne s’appuiera pas sur le collecteur.

Piquages en angle

Pour un piquage en angle, la méthode est la même, mais les longueurs ne sont plus symétriques : le piquage est le plus court du côté qui penche au-dessus du collecteur, où la longueur au-dessus de la ligne de base est la plus grande, et le plus long du côté qui s’ouvre à l’opposé. L’outil de gabarit de tuyau traite n’importe quel angle et imprime le gabarit à l’échelle 1:1, ce qui évite entièrement le traçage à la main.

Erreurs courantes

• Développer sur le diamètre intérieur un gabarit qui s’enroule à l’extérieur.
• Reporter des cordes d’un cercle tracé pour le développement de la circonférence, de sorte que le gabarit est trop court autour du tuyau.
• Relier les points par des droites; l’erreur est la plus grande exactement là où la courbe tourne le plus vite.
• Enrouler le gabarit de travers, de sorte que la ligne de base n’est pas d’équerre avec le tuyau.

Comment cela correspond à l’outil

L’outil de gabarit de tuyau évalue la même intersection exactement, échantillonne la courbe selon un écart que vous fixez plutôt qu’un nombre de points, et l’imprime à l’échelle 1:1 ou l’exporte en DXF. Les longueurs de cette page ont été produites par son propre code lors de la compilation de la page.

Sources

1. B. Coey, Pattern Development: Sheet Metal Level 1 (BCcampus, 2021, CC BY 4.0), Ch. 16 “Unequal Diameter 90 Degree Tee — Shop Method”, pp. 49–52
2. Coey (2021), Ch. 18 “Oblique Tee”, pp. 57–59: the same at an angle
3. G. W. Kittredge, The New Metal Worker Pattern Book (1901), Problem 56, p. 153: T-joint between pipes of different diameters
4. J. S. Daugherty, Sheet-Metal Pattern Drafting and Shop Problems (1922), Problems 8–9, pp. 32–33: T-joints, same and different diameters
5. E. A. Atkins, Practical Sheet and Plate Metal Work, 2nd ed. (Pitman, undated), Ch. III “Tee-Pieces for Round Pipes”, pp. 14–17
6. F. S. Kidder, Triangulation Applied to Sheet Metal Pattern Cutting (1917), p. 66: stepped chords very likely come to something less than the circumference; divide the computed circumference instead