Brevet FR2041162A1 — publié le 19710129

La présente invention concerne la réalisation de garnitures enroulées en spirale et un procédé de fabricatión ne nécessitant pas l'utilisation d'un mandrin pour l'enroulement classique desdites garnitures. Plus spécialement, l'invention concerne un procédé de bobinage de garnitures enroulées en spirale et un appareil pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre dudit procédé. les garnitures réalisées selon la présente invention sont analogues à celles décrites dans les brevets des Etats-Unis dAmérique NO 2 442 311, NO 2339479, NO 2 192 739, No 2339478 et NO 2357 257. les garnitures enroulées en spirale présentent couramment une ou plusieurs cannelures, en particulier en forme de V, situées au centre le long de la bande constituant la garniture enroulée en spirale. Par exemple, les garnitures de chacun des brevets précités présentent une cannelure en forme de V de ce type. Pour réaliser une garniture enroulée en spirale, avant la présente invention, il a été très difficile de produire à l'échelle industrielle une garniture enroulée en spirale dont le diamètre externe dépasse 127 cm environ. Cela s'applique en particulier au cas où un mandrin d'enroulement classique est utilisé,et une charge est également enroulée en spirale avec les bandes métalliques. De même, un mandrin d'enroulement devient coûteux lorsqu'il présente un grand diamètre et les garnitures enroulées en spirale de grand diamètre sont difficiles, sinon impossibles, à réaliser en utilisant un mandrin d'enroulement. La présente invention a notamment pour objet - un procédé pour bobiner une garniture enroulée en spirale sans utiliser de mandrin d'enroulement - un procédé utilisable pour produire des garnitures enroulées en spirale ayant des diamètres externe et internevoulus quelconques allant de très petiteigarnitures jusqu'à des garnitures présentant un diamètre externe de 3,05 ou de 4,57 m, par exemple. La présente invention concerne un procédé pour réaliser une garniture annulaire enroulée en spirale, axialement compressible, comprenant, pour une part importante, des couches alternées de ban tasser des métalliques et de bandes fibreuses en faisant/une bande métallique allongée-entre des rouleaux d'entraSnement et en cintrant une partie d'extrémité pour la plier sur elle-meme afin de former une boucle fermée libre présentant une circonférence prédéterminée laissant un centre vide et en l'assujettissant à elle-mdme, en faisant passer une bande supplémentaire entre ars rouleaux d'entratnement et en faisant passer une bande fibreuse, comme du papier d'amiante,entre des rouleaux dlentratnexent en relation côte à côte, en enroulant en spirale les deux bandes pour former des circonvolutions autour de la boucle, afin de constituer la garniture dans un sens radial, en fixant une extrémité métallique au corps métallique pour fixer la garniture et en supportant la garniture pendant sa formation. lie procédé et l'appareil de la présente invention permettent d'atteindre les buts ci-dessus. le procédé consiste à enrouler en spirale, de manière sensiblement simultanée, des bandes métalliques et d'amiante ou une substance analogue,sur elles-m8mes, de façon que les circonvolutions adjacentes du métal soient séparées par une matière de charge ou d'espacement. les spires ou circonvolutions comprennent au moins une bande métallique et au moins une bande d'espacement de composition compressible, de façon que sensiblement chaque spire de la bande métallique soit séparée de chacune des spires adjacentes de ladite bande métallique par une spire de la bande d'espacement.La garniture peut être formée sur une table et supportée par cette dernière qui présente une surface sensiblement plane, mais elle peut être supportée également dans d'autres positions. La garniture présente des circonvolutions sensiblement alternées de la bande métallique et de la bande d'espacement. Cette dernière est intercalée entre les circonvolutions séparées de la bande métallique, au moins chaque bande métallique étant de préférence continue et la bande d'espacement étant aussi,de préférence,continue. Pour la présente invention, le métal particulier utilisé comme bande métallique, comme le savent les spécialistes, est déterminé de manière classique en fonction de l'utilisation finale de la garniture. En d'autres termes, en fonction de la nature du milieu qui, par exemple; pourrait entre corrosif,d'une manière ou d'une autre, pour un métal particulier, on préfère un métal à un autre.En conséquence, en fonction de l'application finale particulière voulue, le métal peut entre tout métal convenable et/ou classique qui peut être mis sous forme dtune bande suffisamment flexible et façonnable pour former une garniture enroulée en spirale du type auquel la présente invention se rapporte, en particulier, mais pas exclusivement, des métaux tels que l'acier inoxydable, le titane, le nickel, leurialliages, etc. Egalement,la bande de charge ou d'espacement peut être en n'importe quelle matière convenable et/ou classique et elle est de préférence en papier d'amiante. Toutefois, d'autres matières comprennent, par exemple,des bandes de coton, de laine, de polymères ou copolymères de polyfluoroéthylène, de cellulose régénérée, de rayonne du type acétate, de fibres de verre, etc. A titre illustratif d'une forme de réalisation particulièrement préférée de la présente invention, un procédé selon l'invention peut consister à former initialement une première circonvolution d'une bande métallique présentant une cannelure centrale en forme de V le long de ladite bande, à placer la première circonvolution d'un coté sensiblement de niveau avec la surface sensiblement plane d'une table et en stabilisant la première circonvolution,par exemple en soudant le métal de la première circonvolution au métal d'une partie de la seconde circonvolution à un endroit connu de la circonférence, de manière à stabiliser le diamètre interne de la première circonvolution.Ensuite, des tronçons supplémentaires de la bande métallique cannelée et de la bande dtespacement,comme du papier d'amiante, sont avancés sur la première circonvolution, de manière à former une garniture enroulée en spirale comportant plusieurs circonvolutions et s'étendant à plat sur la surface plane. La garniture tourne d'elle-meme sous une forme généralement ronde. Ensuite les circonvolutions externes de la bande métallique sont fixées, par exemple par soudage,pour stabiliser ainsi le diamètre externe de la garniture. La table sur laquelle les circonvolutions sont formées peut être une table destinée à tourner à une vitesse correspondant à la vitesse de déplacement des bandes en cours d'enroulement, mais il peut également s'agir d'une surface plane immobile. Bien que des garnitures composites auxquelles se rapporte la présente invention puissent être utilisées dans de nombreuses applications qui sont évidentes pour les spécialistes, ladite garniture peut être utilisée en particulier pour assurer l'étanchéité d'un joint entre des faces planes en regard de deux brides complémen tares de deux tronçons de conduite alignés destinés à transporter par exemple un fluide sous pression. Comme on le sait enpratique, de telles brides sont poussées en contact en maintenant les faces de la garniture d'étanchéité entre les faces en regard des brides jusqu'à ce que l'étanchéité soit assurée ou jusqu'à ce que le contact des faces des brides par compression soit limité par la résistance de la matière solide qui empêche une avance normale supplémentaire des brides. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la descriptionqui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure l représente d'une façon générale en plafrl1instal- lation et le procédé pour la mise en oeuvre de la présente invention la figure 2 est une coupe transversale de la bande de charge ou d'espacement suivant la ligne 2-2 de la figure l la figure 7 est une coupe transversale de la bande métallique suivant la ligne 3-3 de la figure 1 la figure 4 est une coupe transversale des galets de pliage de la bande d'espacement suivant la ligne 4-4 de la figure 1 la figure 5 est une coupe transversale des galets de pliage de la bande métallique suivant la ligne 5-5 de la figure 1 la figure 6 est une coupe transversale de la bande d'espacement pliée suivant la ligne 6-6 de la figure l sur le trajet de déplacement de la bande vers la garniture la figure 7 est une coupe transversale de la bande métallique pliée suivant la ligne 7-7 de la figure 1 sur son trajet vers la garniture la figure 8 est une coupe transversale du guide d'amenée généralement suivant la ligne 8-8 de la figure 1 la figure 9 est une coupe transversale du guide d'amenée généralement suivant la ligne 9-9 de la figure l ;; la figure 10 est une coupe transversale des galets de mise en forme suivant la ligne 10-10 de la figure 1 une une la figure 11 est/coupe transversale de la garniture enroulée en spirale, généralement suivant la ligne.11-11 de la figure 1 la figure 12 est une représentation d'un enroulement en spirale la figure 13 représente une bande métallique allongée (BA) dont des parties telles que les extrémités (E) et les parties & ex- trémité (PE) correspondent à des désignations utilisées dans la présente demande ; et la figure 14 représente l'enroulement selon la technique antérieure d'une garniture en spirale sur un mandrin. lie procédé décrit dans la présente demande Produit une garni ture enroulée autour d'un centre vide et -rend inutile l'utilisation d'un mandrin . Cela est particulièrement avantageux pour des garnitures de plus grand diamètre pour lesquelles il est difficile d'utiliser et de stocker des mandrins. La figure 1 représente un processus global ou le déplacement de la matière vers l'endroit où la garniture est enroulée en spirale. La garniture est désignée d'une façon générale par le numéro de référence 10. Une bande de métal 12 est avancée vers la garniture depuis un rouleau 14. Selon une cariante, la bande peut être sous forme de barre rectiligne supportée par une table ou support analogue non représenté dans ce cas. De la même façon, une bande de charge ou d'espacement 16 en amiante dans la forme de réalisation préférée est déroulée à partir d'un rouleau 18. Elle peut etre également sous forme d'une bande droite au lieu d'etre sous forme enroulée. Deux galets 20 et 22 font tourner la garniture pendant la formation de la spirale. Chaque galet présente un revêtement en caoutchouc autour de sa périphérie, de manière à ne pas.endommager les bandes pendant l'enroulement. Le galet 20 est entraîné par un moteur électrique non représenté. Le galet 22 est un galet mobile relié à un cylindre pneumatique ou hydraulique 24. En fonctionnement, le galet 22 est normalement poussé vers le galet 20 et contre la garniture 10. il peut être rétracté et éloigné de la position représen tée sur la figure 1 selon les besoins. lie numéro de référence 26 désigne d'une façon générale un dispositif de guidage qui comporte un guide 30 pour la bande d'espacement 16 et un guide 28 pour la bande métallique 12. On va se référer aux figures 8 et 9 qui représentent la forme générale de section droite desdits guides. lie guide de la bande métallique présente une partie 28 en forme de V destinée à se loger dans la forme en V de la bande métallique pliée 12. Une autre fente 30 en forme de V est ménagée dans le guide 26 pour le passage de la partie pliée de la bande d'espacement 16. Une autre partie du guide présente une section droite 32 en forme de V en regard de la forme en V de la garniture 10 en cours de formation, mais normalement il nly a pas de contact entre elles. lie guide 26 se termine à peu de distance devant les galets 20 et 22 et sert à guider la bande métallique 12 et la bande d'espacement 16 entre les galets en position adjacente correcte et sensiblement complémentaire.Lors que les bandes atteignent les galets 20 et 22, elles sont enroulées en spirale autour de la garniture 10. lies figures 2 et 3, respectivement, montrent les bandes d'es pacement et de métal sous leur forme plane initiale. lies figures 4 et 5 montrent des galets destinés à former une pliure longitudinale ou cannelure allongée dans les bandes, comme représenté d'une façon générale par les coupes transversales des figures 6 et 7. A mesure que les bandes 12 et 16 passent dans le guide 26, les canaux 28 et 30 en forme de V convergent et sont très près l'un de l'autre à leur sortie et sont dirigés vers les galets d'en traînement 20 et 22. Du côté de sortie des galets 20 et 22 se trouve un poste de soudure par points qui est désigné d'une façon générale par le nu méro de référence 34. Plus à gauche des galets d'entraînement 20 et 22 se trouvent plusieurs goujons de mise en forme 36, 38 et 40. Ces goujons peuvent être mis manuellement dans une position voulue par rapport aux galets 20 et 22 pour cintrer ou incurver initialement la première bande métallique provenant des galets, de manière à la retourner sur elle-m8me pour former une boucle dont le centre est vide. lorsqu'ils sont correctement placés, un ou plusieurs des goujons cintrent la bande, de manière à la faire repasser entre les galets 20 et 22. On va décrire ci-après les phases du procédé destiné à réaliser une garniture enroulée en spirale selon la présente invention et comme représenté d'une façon générale sur la figure 1. Tout .d'abord, un tronçon de la bande métallique 12 est avancé entre les galets de pliage 42 et 44 et dans le guide 28 du dispositif de guidage 26, ainsi qu'entre les galets 20 et 22. le galet 22 est poussé vers le galet 20 et contre la bande. le galet 20, au moins l'un des galets 42 et 44 et au moins l'un des galets 46 et 48 sont commandés en synchronisme. Cependant, au début, seule la bande métallique 12 est avancée dans le dispositif de guidage 26 vers les gale-ts 20 et 22. Normalement, la bande métallique sortirait d'entre les galets 20 et 22 en suivant une ligne droite.Toutefois, pour mettre la bande métallique en forme de boucle, un ou plusieurs goujons ou guides 36, 38 et/ou 40 sont placés à la main de manière à dévier et/ou à guider la partie terminale de la bande sur un trajet généralement curviligne, de façon quelle forme une boucle pour revenir dans une gorge 32 afin de passer de nouveau entre les galets 20 et 22. Après que l'extrémité est passée entre ces galets et a dépassé le poste de soudage par points 34, la boucle est soudée au moins à un endroit pour la maintenir en position fixe. Toutefois, avant d'effectuer le soudage, la circonférence voulue de la première boucle est déterminée linéairement le long de la bande métallique et forme naturellement la circonférence. Lorsque la circonférence est déterminée, la dimensioidiamétrale est proportionnellement en rapport avec elle.La première boucle est faible et doit être supportée. On utilise une surface plane comme une table 50 (qui tourne ou non) pour supporter cette première boucle et les boucles ultérieures qui définissent la garniture. La boucle ou garniture peut être supportée par une autre structure, par exemple verticalement par des barres ou rouleaux. On peut enrouler une ou plusieurs bandes métalliques autour de la première boucle. Ultérieurement, une bande d'amiante est avancée dans la fente 30 du guide 26 le long de la bande métallique 12 sur la garniture pour former une séparation ou charge entre les circonvolutions de la bande métallique. Cette accumulation des bandes se poursuit jusqu'à ce qu'on ait atteint le diamètre externe voulu de la garniture.La ou les dernières circonvolutions doivent être uniquement métal pour permettre de les souder par points au poste 34, de manière à maintenir la garniture terminée à l'état cohérent. La première boucle formée et les quelques boucles suivantes peuvent ne pas être rondes. Au fur et à mesure de l'enroulement en spirale de la garniture, les forces internes ont pour effet de lui donner une forme ronde. La figure 1 1 représente une coupe transversale de la garniture terminée. La figure 12 n'est donnée que pour illustrer l'expression "en spirale" ou "enroulement en spirale". Toutes les circanvolutions sont d t une façon générale dans le même plan, chaque circonvolution successive ayant un rayon plus grand. La figure 17 ne représente qu'une partie de la bande à laquelle certains termes ont été attribués. La partie d'axtrémité (PE) est une partie assez indéterminée de la bande métallique qui est nécessaire pour former une première boucle. La figure 14 représente le procédé de fabrication antérieur nécessitant l'utilisation d'un mandrin. lies cannelures ménagées dans les bandes opposent par leur action interne à une séparation latérale des circonvolutions. La présente invention fournit pour la première fois un moyen économique permettant de réaliser des garnitures de très grands diamètres.Elle évite l'utilisation du mandrin qui, pour les plus grands diamètres, est extrêmement coûteux et peu commode à utiliser pour l'enroulement. Egalement, si l'on tient compte de tous les diamètres de mandrins qui sont nécessaires pour satisfaire à toutes les dimensions nécessaires dans l'industrie, le stock des mandrins à conserver pour un enroulement selon l'ancien système devient prohibitif. La présente invention représente un progrès important dans le domaine de l'enroulement des garnitures du type décrit dans la présente demande. - REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser une garniture annulaire enroulée en spirale, axialement compressible, comprenant pour une grande part des couches alternées de bandes métalliques et de bandes fibreuses, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à faire avancer une bande métallique allongée entre des galets d'entraînement et à cintrer une partie d'extrémité pour la replier sur elle-m8me et former une boucle fermée de circonférence prédéterminée autour d'un centré vide et à la fixer a' elle-meme, à faire avancer une bande métallique supplémentaire entre les galets d' entraînement et à faire avancer une bande fibreuse, comme du papier d'amiante, en relation c8te à cote, à enrouler en spirale les deux bandes en circonvolutions autour de la boucle pour former la garniture dans le sens radial, à assujettir une extrémité métallique au corps métallique pour fixer la garniture et à supporter la garniture pendant sa formation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle est supportée dans un plan sensiblement horizontal. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bande métallique est pliée en forme de V avant de passer entre les galets d'entrainement. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écartement des galets d'entraînement est réglable. 5. Garniture enroulée en spirale, caractérisée en ce qu'elle est produite par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.