Brevet FR2002973A1 — publié le 19691107

i 2002973 La présente invention concerne la conformation de bandes métalliques complexes réalisées par soudage et qui doivent être ensuite gonflées pour constituer des conduits. L'invention peut également être appliquée aux conduits plats ou aplatis à 5 joint de soudure ou encore aux tubes sans soudure, transportés sous forme de rouleaux, et qui doivent être expansés à. destination. On connaît déjà le procédé qui consiste à placer une matière inhibitrice de soudure suivant un dessin déterminé, sur 10 une feuille de métal que l'on fait adhérer de manière convenable à au moins une autre feuille, en tous points des surfaces en contact à l'exception des parties recouvertes de ladite matière inhibitrice Après cet assemblage on réalise des conduits correspondant au dessin que forme la matière inhibitrice par gonflage de l'intervalle 15 réservé. Il est souvent nécessaire de gonfler ces conduits de matériaux en bande, puis de les cintrer suivant des structures formant de longs serpentins, qui sont utilisés comme échangeur de chaleur. 20 Cependant, si le rayon du cintrage est inférieur à environ 2,5 cm, des boursouflures ou plis apparaissent sur la partie intérieure du tube courbé avec une réduction correspondante de section sur le rayon extérieur. Ces déformations sont pratiquement inévitables lorsque l'épaisseur de paroi du tube est inférieure 25 à environ 0,8 mm et donnent lieu à des pertes de charge plus élevées. De plus, le plissage du tube peut être suffisamment accentué pour entraîner des ruptures. Par exemple, dans l'utilisation p de ces conduits pour des condenseurs des pressions de 210 kg/cm doivent être supportées. Les pressions d'utilisation dans les éva-J>0 porateurs peuvent atteindre 48 kg/cm . L'invention a donc pour objet un procédé et un dispositif de cintrage des bandes ou éLéments analogues évitant les Inconvénients des procédés antérieurs. On peut donc selon l'invention éviter le plissage 35 des tubes du cintrage, en particulier pour les rayons inférieurs à 2,5 cm et les épaisseurs à 0,8 mm, les serpentins ainsi obtenus conviennent particulièrement aux échangeurs de chaleur. L'invention comprend de plus la combinaison du procédé de cintrage aveclkdjonction d'ailettes et le gonflage ultérieur. 69 03916 2 2002973 D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'exemples de mise en oeuvre, et des dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique en perspective 5 et en partie éclatée d'un appareil de cintrage selon l'invention; La figure 2 est une coupe longitudinale de l'ensemble d'axe de cintrage de la figure 1; La figure 3 est une vue schématique en perspective de détail à échelle agrandie de la plaque mobile de base avec 10 les blocs diviseurs; La figure 4 est une vue en perspective de l'étrier du cylindre de l'appareil; La figure 5 est une vue en perspective du bloc conformateur; 15 La figure 6 est une vue interrompue, en perspective, d'un élément de bandes, cintré selon l'invention; La figure 7 est une vue analogue de l'élément précédent dans lequel a été inséré un dispositif d'ailettes et qui a été expansé pour constituer un élément échangeur de chaleur; 20 La figure 8 est un schéma donnant l'exemple d'une succession d'opérations de mise en oeuvre de l'invention. L'appareil de la figure 1 comporte une plaque fixe de base 10 sur laquelle peut tourner une plaque mobile de base 20, qui est traversée par un axe de cintrage 30. Cet axe de cintrage 25 30 (figure 2) comporte une partie élargie J>1, qui est assemblée à la presse dans la plaque fixe 11. Des trous 12 permettent de monter cette plaque sur un établi ou banc, de grandes dimensions, ou encore sur le sol. La plaque mobile 20 comporte une ouverture 21 permettant le pivotement autour de la partie élargie 33 de 30 l'axe. Un mandrin d'axe 40, comportant des gorges 4l, 42, 43 et 44 et un épaulement 45, est enfilé sur l'axe par l'alésage central 49. L'axe de cintrage supporte le mandrin et sa partie supérieure est filetée en 32. Un élément combiné 46, formant pivot de retenue et écrou est vissé sur le filetage pour assujettir le mandrin 40_-35 Un dispositif 50 de montage d'un cylindre est fixé sur la plaque mobile 20. Ce montage comporte une vis de réglage à filetage 53 tête 52, réglable avec une clef à molette ou tout autre outil. 69 03916 3 2002973 Ce filetage 53 traverse des blocs diviseurs par des trous 63 et 64 de ceux-ci, Ces blocs sont- vissés (figures 1 et 3) sur la plaque pivotante de base par des vis 6l, et sur une plaque de guidage supérieure 80 en 62; cette plaque comporte line ouver-5 ture allongée 81. La plaque mobile de base comporte une ouverture correspondante 23. Une partie non filetée 54 de la vis traverse un étrier 70 de cylindre, représenté séparément sur la figuré 4. Cet étrier comprend des plaques supérieure 71 et inférieure 72, com-10 portant respectivement des trous 73 et 74. Ces plaques sont fixées par exemple avec des vis 77, sur un bloc de fond 75- La partie cylindrique d'extrémité 5^ de la vis de réglage est adaptée à une ouverture 76, avec suffisamment de jeu pour en être retirée aisément. Un cylindre d'appui 90 est monté entre les plaques 15 71 et 72, sur un axe 91 traversant son centre et les ouvertures 81 et 23 respectives des plaques supérieures mobiles de base. Un jeu qui est par exemple d'environ 0,05 mm, est assuré entre la plaque de guidage 80 et la plaque supérieure 71, de même qu'entre la plaque 20 et la plaque inférieure 72 de 1'étrier. De plus, la 20 lubrification de l'ensemble est établie de manière que l'étrier 70 avec le cylindre de portée 90 puisse être avancé et reculé sur la plaque 20 par rotation de la vis de réglage 50. Un bloc de calage 100, représenté en détail sur la figure 1 est monté sur la plaque de base 10. Ce bloc est en deux 25 parties; un bloc fixe 101 et un bloc mobile 102. Une vis de fixation 103 à tête bloque l'élément fixe 101 en place sur la plaque de base 10. Une vis 104 traverse les ouvertures 106 et 107. Les deux blocs comportent des cannelures 110 et 111 respectivement, coopérant pour la conformation des bandes au gonflage. 30 Un bloc conformateur 120, représenté en détail sur la figure 5* comporte des cannelures 121, 122, 123 et 124 et de plus un dégagement 125 correspondant à l'épaulement 42 du mandrin d'axe. Eventuellement, les deux côtés du bloc peuvent comporter des cannelures complémentaires, telles que 121a, 122a_, 123a, et le 35 bloc peut être inversé pour conformer le nombre voulu de parties non soudées des bandes. Dans les deux cas des broches telles que 126 et 126a, à section circulaire, sont assujetties dans les cannelures, la longueur de ces broches étant celle du bloc conforma- bad original * 69 03916 4 2002973 t-eur. Il est évident que ces broches peuvent être d'une section de forme quelconque adaptée à des sections correspondantes des gorges du mandrin 40 et des cannelures du bloc 120. Le dispositif comporte de plus line barre de retenue 5 1J0, dans laquelle est ménagé un trou 131 correspondant à l'écrou 46. Après la mise en place de l'écrou sur le mandrin 40, la barre 130 peut venir coiffer celui-ci et prendre appui sur le mandrin et la plaque supérieure 80„ Le trou lj51 constitue un 10 palier dans le pivotement autour du mandrin. La barre de retenue 130 comporte une seconde ouverture 132 traversée par un T de blocage 140, qui est ajustée dans un trou 82 de la plaque supérieure 80. Deux vis de réglage 150 sont également vissées dans 15 des trous taraudés 24 de la plaque mobile 20 suivant la hauteur de bandes qui doit être conformée dans l'appareil. Pour l'utilisation de l'appareil, on place sur les vis 150 un élément S de bandes qui contient un inhibiteur de soudage aux emplacements convenables. La hauteur des vis est ré-20 glée de manière que les surfaces de bandes correspondant aux conduits à obtenir et comportant l'inhibiteur de soudage, soient en regard des broches 126 des cannelures 126a_ du bloc conforma-teur ainsi que des gorges 4l à 44 du mandrin. L'élément de bandes est bloqué dans le bloc de verrouillage par serrage de la vis 104 25 jusqu'au point où le cintrage est réalisé sur le mandrin sur la longueur voulue de bandes. Un côté de la bande est alors au contact du mandrin 40. Le bloc conformateur 120 et les broches sont alors amenés au contact de l'autre côté de la bande. De même en ce point, la barre de retenue 130 peut pivoter sur l'écrou 46 du 30 mandrin. Le T de verrouillage 140 est inse'ré dans les trous 132 et 82 de la barre de retenue et de la plaque de guidage supérieure respectivement. La vis de réglage 51 est tournée pour amener le cylindre de portée 90 à prendre appui énergiquement sur le bloc 35 conformateur. Une clef à molette peut être utilisée pour faire tourner à la main la vis de réglage 51, afin d'assurer un contact énergique du cylindre 90 et du bloc 120 sur les broches 121 à 124. bad original 69 03916 5 2002973 L'ensemble mobile est alors entièrement tourné sur la plaque fixe (dextrorsumsur la figure 1) autour du mandrin 40, sur au moins 25° et de préférence entre 90 à 360®. Cette opération assure évidemment le eintrage de la bande. Par exemple, sur 5 la figure 6, la bande 200 est cintrée à 180°. En même temps des gorges 202 sont réalisées sur la bande, correspondant aux régions ou des conduits peuvent être obtenus par expansion* Au gonflage de ces conduits, on ne relève aucun plissement, quel que soit le rayon de cintrage, même pour un rayon inférieur à 2,5 cm. La bande expansée, représentée sur la figure 7 comporte des conduits 302 correspondant aux gorges 202 de la figure 6. Après cintrage de la bande, par exemple en forme de serpentin, comme il vient d'être décrit, il est nécessaire pour beaucoup d'applications de braser ou fixer d'autre manière, des ailettes entre les parties de la bande, tel que représenté en 310 sur la figure 7. La figure 8 donne un exemple de la suite des opérations. Le cintrage décrit précédemment est effectué comme indiqué schématiquement au poste de cintrage 400. La bande quitte ce poste 400 pour parvenir au poste d'assemblage 410, où le dispositif d'ailettes et/ou la bande reçoit un revêtement de matière à braser, de sorte que le brasage est effectué lorsque l'élément bande ailette est introduit dans le four 420 maintenu à la température de brasage des ailettes sur les bandes correspondant à l'alliage particulier de brasage de ces organes. Après brasage, les pièces sont amenées au poste de gonflage 430. A ce poste, on introduit dans une extrémité de la bande une aiguille de gonflage, dans la région de la matière inhibitrice de soudage et on la bloque à l'aide d'un conduit hydraulique 432. Un fluide sous pression, par exemple venant d'une conduite d'air comprimé, introduit l'eau ou l'air dans l'aiguille, et ainsi le conduit déterminé par la matière inhibitrice est expansé par dilatation des parties non soudées des feuilles. Eventuellement les pièces expansées peuvent être contrôlées dans un réservoir d'eau 440 pour détecter le3 fuites. Ce gonflage qui suit le brasage assure un contact très intime entre la bande et les ailettes, de sorte que la matière brasée des ailettes constitue une excellente liaison d'é- 69 03916 6 2002973 change de chaleur avec la bande. Il faut souligner que le procédé de cintrage selon l'invention n'est pas obligatoirement réservé aux seules applications comportant des ailettes brasées. C'est ainsi que la bande 5 peut être constituée pour certaines applications avec des ailettes qui font corps avec elle. Par ailleurs, le nombre de broches 126 et de cannelures 41 à 44 associées peut varier à volonté. On en a indiqué quatre pour les besoins de la description, mais on peut à volonté uti-10 liser une seule ou un plus grand nombre de cannelures avec les broches correspondantes selon le nombre de conduits agencés dans la bande. D'autres procédés d'assemblage de l'appareil, telle la soudure peuvent être substitués au vissage. 15 De même, on peut utiliser au lieu d'un mandrin d'axe xin tampon de caoutchouc pour coopérer avec les broches 123 ou toutes autres pièces saillantes. On peut également envisager de substituer au bloc conformateur, le cylindre de portée qui est alors profilé de 20 manière à constituer des saillies équivalentes aux broches 126 de ce bloc. Dans une telle réalisation, ce bloc est ainsi éliminé. De plus, le refoulage et le cintrage des bandes peuvent être exécutés séparément, mais il est généralement ïfl.us avantageux de les effectuer simultanément. 25 L'opération de cintrage, selon l'invention, peut être effectuée de manière continue, comme indiqué ci-après : La bande est introduite dans l'appareil en régime intermittent continu, après qu'une certaine longueur ait été passée dans le bloc de verrouillage. Celui-ci peut être serré 30 automatiquement à intervalles de temps par un dispositif électropneumatique convenable ou encore le cintrage et le refoulage sont effectués pendant le déplacement de la bande. En même temps, le bloc conformateur ou un cylindre d'appui à profil convenable, peut être déplacé automatiquement au contact de la bande et du 35 mandrin 40. Un moteur électropneumatique convenable fait alors tourner la plaque mobile autour de l'axe du mandrin. Les chaînes de minuterie et de commande à moteur de ce genre sont bien connues de l'homme de l'art. Cependant, les opérations automatiques de la technique antérieure ne permettent pas d'obtenir les bandes cintrées exemptes de plissement qui cons 69 03916 7 2002973 tituent l'objet essentiel de l'invention. Il est clair que l'invention n'est pas limitée par les exemples précédents qui ne sont donnés qu'à titre illustratif et qui sont susceptibles de recevoir diverses modifications de S formes, dimensions, agencements d'éléments et détails de fonctionnement ne sortant pas du cadre de l'invention. 69 03916 8 2002973 R_E__V_E_N_D_I^Ç_A__T_X_g__N_S 1°- Appareil pour le cintrage de bandes caractérisé en ce qu'il comporte, une base fixe, un mandrin monté sur celle-ci, une base mobile pouvant pivoter autour de ce mandrin qui comporte au moins une gorge, un cylindre monté sur cette base pivotante, un dispositif qui coopère avec ce cylindre pour conformer la bande, un dispositif pour maintenir la bande au contact de ladite gorge pendant 1'opération et un dispositif pour faire pivoter ladite base mobile autour du mandrin» 2°- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif pour conformer la bande est constitué sur un bloc de guidage. 3°- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif pour conformer la bande est constitué sur ledit cylindre. 4°- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour amener les organes de conformation au contact et hors de contact de la bande et dudit mandrin. 5°- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'un dispositif agencé sur la plaque mobile permet d'aligner des surfaces recouvertes d'inhibiteur de soudure comprises dans ladite bande sur ladite gorge et le dispositif de conformation. 6°- Appareil suivant la revendication 2 caractérisé en ce que ledit mandrin comporte plusieurs gorges. 7°- Appareil suivant la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de conformation pour chacune desdites gorges. 8°- Un procédé pour le cintrage de bande comportant un conduit caractérisé en ce que l'on utilise un élément à saillie de conformation; on déforme la bande suivant le profil de cette saillie 3o on cintre la bande sur un angle voulu au point de déformation, et on gonfle le conduit traversant la bande cintrée et déformée. 9°- Un procédé suivant la revendication 8 caractérisé en ce que le conduit est déterminé par un dessin réalisé avec une matière inhibitrice de soudage. 3S" 10°- Un procédé suivant la revendication 8 caractérisé en ce que le conduit est délimité avec une tubulure soudée. Il0- Un procédé suivant la revendication 8 caractérisé en ce que le conduit est délimité par une tubulure sans soudure. 69 03916 9 2002973 12* - Un procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite saillie de conformation coopère avec une gorge d'élément associé. 13° - Un procédé suivant la revendication 8, ca-5 ractérisé en ce que ladite saillie coopère avec un tampon de caoutchouc. 14° - Un procédé suivant les revendications 8 à 13, caractérisé en ce que la bande est cintrée sur au moins 25°. 15* - Un procédé suivant la revendication 8, carac-10 térisé en ce que la conformation et le cintrage sont effectués simultanément. 169 - A titre de produit industriel nouveau une bande réalisée suivant les revendications 1 à 15 délimite un con..'".Jt, est cintrée sur au «oins 25* et comporte des gorges en relief, 15 caractérisée en ce que ledit conduit est sensiblement lisse sur sa surface intérieure de cintrage. 17* - Une bande cintrée selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle comporte un agencement de surfaces recouvertes de matière inhibitrice de soudage.