Brevet FR2012924A1 — publié le 19700327

-i- 2012924 L'invention concerne un procédé de fabrication de tubes métalliques à ailettes et plus particulièrement, un procédé perfectionné d'étirage à froid à partir d'un tube laminé à chaud avec un lingot spécial. 5 Les procédés antérieurs de fabrication de tubes métalliques à ailettes comprennent : 1) un procédé utilisant un filage à chaud, 2) un procédé utilisant un laminoir à mandrin, 3) un procédé dans lequel on étire à nouveau à froid un tube 10 fabriqué par l'un des procédés I) et 2), 4) un procédé dans lequel on soude une barre plate à un tube métallique. Le procédé utilisant une presse à filer à chaud et le procédé utilisant un laminoir à mandrin ne sont pas tou-15 jours satisfaisants parce que la précision de dimensions et la qualité de surface des produits ne sont pas uniformes. Le procédé 3), dans lequel on soumet ensuite à l'étirage à froid un tube à ailettes fabriqué par le procédé I) ou 2} peut donner des pre-duits d'excellente qualité ou présentant une excellente préci-20 si on de dimensions et une finition améliorée des surfaces intérieure et extérieure, mais ce procédé en deux étapes augmente le coût de la fabrication. D'autre part, dans le procédé où. l'on soude une ou des barres plates à un tube cylindrique, la chaleur de soudage influe sur les propriétés métallurgiques ou 25 physiques du tube. Pour résoudre ces difficultés, on a proposé un procédé de fabrication de tubes à ailettes dans lequel on étire à froid un tube métallique cylindrique ordinaire en utilisant tme filière à ailettes. Plus particulièrement, on peut fabriquer un 30 tube à ailettes 2 comme celui de la figure IÀ en étirant à froià un tube métallique cylindrique ordinaire 3 indiqué sur la figure IB à l'aide d'une filière 5 munie de rainures 4 correspondant aux ailettes I (voir figure IC) et d'un mandrin cylindrique coopérant, non représenté. Toutefoist il est bien connu que l'on 35 voit des dépressions 6 dans la paroi opposée de chaque ailette formée par la technique antérieure ci-dessus, comme le montre la figure ID. Aussi, l'un des buts de l'invention est de 69 23697 -2- 2015924 fournir un procédé perfectionné de fabrication d'un tube métallique à ailettes qui ne présente pas les difficultés ci-dessus. Selon l'invention, à partir d'un, tube métallique cylindrique ordinaire, on forme un tube intermédiaire pré-5 sentant des portions de paroi plus épaisses où il s'agit de former ensuit® des ailettes, puis on soumet le tube intermédiaire à un étirage à froid en utilisant une filière à ailettes et un mandrin cylindrique d® manière à former des aillettes à partir des portions de paroi plus épaisses. 10 Sur les dessins annexés : - la figure IA- est une coupe d'un tube métallique à ailettes| - la figure IE est une coupe d'un tube circulaire? 15 - la figure IG est une coupe d'une filière à ailettes servant à fabriquer un tube à ailettes à partir du tube cylindrique de la figure IA; - la figure U> sst un» coupe d'un tube à ailettes que l'on obtient en utilisant une filière à ailettes indi- 20 quée sur la figure IC; - la figure 2 est une coupe longitudinale de l'appareil aiilisê dans la première étape du processus d'étirage à froid selon 1*invention; - la figure 3 est «ne coupe suivant la ligne 25 III-III de la figure 2$ - la figure 4 est une coupe d'un tube inteimé- diaire; - la figure 5 est une coupe longitudinale de l'appareil utilisé dans la deuxième étape de 1* invention; 30 - la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-YI de la figure 5; - les figures 7 à 3 sont des coupes du produit intermédiaire et du produit final d'une variante et - la figure 10 est une coupe illustrant des di- 35 mensions types du produit. Selon 1'invention, pour former un tube métallique à ailettes 2 comme celui de la figure I, on soumet à une opération d'étirage à froid un tube métallique cylindrique ordinai 69 23697 -3- 2012924 re 3 comme celui de la figure IB en utilisant un mandrin 7 présentant une section rectangulaire ou elliptique comme le montrent les figures 2 et 3 et une filière 8 à section circulaire, au lieu d'un mandrin à section circulaire, de manière à obte-5 nir un tube intermédiaire 9 présentant une épaisseur inégale de paroi. Gomme le montre la figure 4» le tube 9 présente des portions de paroi plue épaisses 10 qui servent à former des ailettes comme indiqué plus loin. On utilise alors le tube 9 comme intermédiaire jq et on le soumet à une opération d.'étirage à froid en utilisant une filière à ailettes 5 présentant la configuration voulue comme l'indique la figure IC, par exemple, et un mandrin II comme celui de la figure 5, °Le manière à obtenir facilement un tube à ailettes comme celui de la figure I qui ne présente pas de 25 dépressions intérieures (voir figure ID)« La figure 7B montre une coupe d'un tube métallique présentant quatre ailettes radiales également espacées et la figure 7a montre un tube intermédiaire permettant d'obtenir ce produit. De même, la figure 8B montre une coupe d'un tube 20 métallique modifié présentant des ailettes radiales espacées de 90° et la figure 8A montre une coupe d'un tube intermédiaire permettant de fabriquer le produit de la figure 8B. La figure 9 est une coupe d'un tube intermédiaire modifié dans lequel des portions diamétralement opposées correspondant aux ailettes du 25 produit sont bombées radialement vers l'intérieur aussi bien que vers l'extérieur. La figure 10 montre des dimensions types d'un tube initial A, d'un tube intermédiaire B obtenu après la première étape et d'un produit C obtenu après la deuxième étape. 50 ces dimensions sont les suivantes ï tube initial : diamètre extérieur 89»I mu épaisseur de paroi 10 mm tube intermédiaire B : diamètre extérieur 76,3 nm épaisseur de paroi des 55 portions minces 7 mm épaisseur de paroi des portions épaisses 10 mm produit 0 : diamètre extérieur 63,5 mm épaisseur de paroi 5,2 mm 23697 -4- 2012924 épaisseur des ailettes 6,0 mm largeur des ailettes 71,5 mm Ainsi, selon l'invention, on utilise comme tube initial, un tube cylindrique ordinaire peu coûteux et on le sou— 5 met à une étape spéciale de déformation qui a pour effet d'épais sir des portions du tube intermédiaire dans lesquelles il s'agit de former ensuite des ailettes# De cette manière, pendant le formage, le fluage de la matière aux ailettes est renforcé. Il est possible d'obtenir facilement un tube métallique à ailettes 10 exempt de dépressions intérieures et présentant une configuration précise et des dimensions exactes ainsi qu'une excellente finition de surface. En outre, le coût de la fabrication selon l'invention est faible parce que le coût de la matière première est faible et parce qu'on peut utiliser une machine usuelle 15 d'étirage à froid. Outre les tubes métalliques à ailettes représentés, l'invention peut fournir aussi des tube» métalliques à ailettes présentant des ailettes radiales dirigées dans plusieurs directions, des ailettes dirigées dans deux directions 20 d'un seul côté ou présentant beaucoup d'autres configurations, oe qui convient à l'utilisation dans les chaudières et à des usages de construction. En outre, il est entendu que l'on peut aussi fabriquer facilement un tube intermédiaire dans un laminoir à froid à pas de pèlerin ou machine similaire, 25 On a décrit l'invention à propos de modes d'exécution préférentiels mais l'homme de l'art concevra de nombreuses modifications qui restent comprises dans le oadre de l'invention. 69 23697 -5- 2012924 RETEMBIOAIIOaS 1°) - Procédé de fabrication d'un, tube métallique à ailettes dans lequel à partir d'un tube cylindrique on forme un tube intermédiaire présentant des portions de paroi 5 plus épaisses où il s'agit de former ensuite des ailettes et on soumet ce tube intermédiaire à une opération d'étirage à froid en utilisant une filière à ailettes et un mandrin cylindrique de manière à former les ailettes à partir des portions de paroi plus épaisses. 10 2°) - Procédé selon la revendication I, ca ractérisé par le fait que pour fabriquer le tube intermédiaire, on utilise une filière circulaire et un mandrin de section non circulaire. 3°) - Procédé selon la revendication 2, earac-15 térisé par le fait' que la section du mandrin est pratiquement rectangulaire. 4<>) - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la section du mandrin est elliptique. 5°) - Procédé selon la revendication I, carac-20 térisé par le fait"que le tube intermédiaire présente une section creuse avec une ouverture longitudinale carrée. 6°) - Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que le tube intermédiaire présente une section creuse avec une ouverture longitudinale en forme de secteur. 25 7°) - Procédé selon la revendication I, carac térisé par le fait'que le tube intermédiaire présente des portions bombées vers l'intérieur et vers l'extérieur correspondant aux ailettes. 8°) - Procédé selon la revendication I, carac- ^ 30 térisé par le fait que le tube intermédiaire présente une section creuse avec une ouverture longitudinale rectangulaire.