Brevet FR2137329A1 — publié le 19721229

L'invention a pour objet un: procédé d'enroulement de fils métalliques, et produit résultant du procédé. Llobjet de l'invention se rapporte au secteur technique du travail mécanique des fils métalliques et corrollairement des systèmes combinés ou non de chauffage et de réfrigération. Dans le domaine du chauffage industriel ou domestique on utilise des surfaces chauffantes diverses qui sont principalement : des tuyaux métalliques, serpentins ou cordons de chaleur ; des tuyaux à ailettes en fonte ou en acier; des tuyaux en cuivre à ailettes en acier ou en aluminium ; des radiateurs en fonte ou en acier ; des panneaux rayonnants à tubes enrobés ou non, ou métalliques avec pour fluide calorifique l'air chaud, I'eau chaude, la vapeur ou un courant électrique. Si ces surfaces chauffantes donnent satisfaction dans la plupart des besoins, il faut cependant noter que le rendement thermique et les possibilités d'adaptation de ces systèmes de chauffages sont assez limités. Les installations utilisant le principe de convection, de rayonnement, de dépression ou d'accumulation se heurtent parfois à des impossibilités techniques d'adaptation rationnel le dans les constructions, locaux, appartements, ... modernes. Ces inconvénients se retrouvent également dans le domaine de la ré fri gérati on Ftar absorption, affinité, vaporisation, éjection ou compression. Ciest pour obvier à ces inconvénients que l'on a conçu un nouveau produit industriel réalisé à partir diun fil métallique enroulé suivant un procédé faisant l'objet de la présente demande. Ce fil métallique enroulé suivant une longueur déterminée constitue un élément de chauffage ou de réfrigération de nombreux appareils, dispositifs ou installations, assurant un chauffage ou un refroidissement rapide, de bon rendement thermique, de réalisation simple et économique et d'emploi extrêmernent wrié de par sa facilité d'adaptation à toutes formes et longueurs d'appareils. Le fil métallique enroulé suivant le procédé de l'invention est remarquable en ce qulil est bobiné en spires plates sur un noyau rotatif dioù il s' échappe automatiquement,mécaniquement ou manuellement pour former, par élasticité, une succession de spirales à pas déterminé, constituant un élément de chauffage ou de réf rigération. Ces caractéristiques et diautres ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue perspective de l'élément à enroulement hélicordaI réalisé selon le procédé de l'invention. La figure 2 est une vue perspective montrant schématiquemet le principe de fabrication de l'élément. La figure 3 est une vue perspective illustrant un exemple de réalisation d'un dispositif utilisé pour obtenir un élément enroulé selon le procédé de 1' invention. La figure 4 est une vue en bout de l'élément ainsi constittié. La figure 5 illustre un exemple d'utilisation de l'élément enroulé suivant le procédé de l'invention. La figure 6 montre un deuxième exemple d'utilisation de l'élément. La figure 7 est une vue perspective diun autre exemple de réalisation du dispositif d'enroulement. La figure 8 est une vue en coupe du dispositif d'enroulement selon la figure 7. La figure 9 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 9-9 de la figure 8. La figure 10 est une vue en coupe de l'organe de freinage de distribution du fil. La figure il est une vue en coupe considérée suivant la ligne 11-11 de la figure 10. Les figures 12 et 13 montrent des variantes de section de l'enroulement. Afin de rendre plus concrët l'objet de l'invention; f on le décrit sous des formes non limitatives de réalisation en se r éfèrant aux figures des dessins. En se réfèrant à la figure 2, on décrit le principe de fabrication de 1' élément. On voit un fil métallique 1 qui est débité par un touret 2 placé à proximité d'un ensemble tournant 3 convénablement positionné. Cet ensemble, présente un noyau 3a de forme en section déterminée et tournant avec l'axe de rotation 3b de l'ensembte, de manière à c e que le fil débité par le touret et accroché de toute manière connue sur le noyau, s'enroule pendant la- rotation de ensemble 3 autour du noyau afin de constituer des spires plates et jointives la. Le noyau peut présenter une longueur d'enroulement quelconque et le fil enroulé peut être libéré soit automatiquement par échappement du noyau à I' avancement des spires, soit mécaniquement ou manuellement après remplissage du noyau. Dans les deux cas les spires libérées, qui ont emmagasiné ûne certaine force élastique due à la nature du métal lui-même et à la tension de débit du fil, se vrillent les unes par rapport aux autres sous forme de spirales (figures i et 4) dont le pas P (figure 1) est déterminé par le serrage et la tension d'enroulement sur le noyau. Si l'on se réfère à la fi guru 4y on voit que chaque spire se trouve dé cal-ée automatiquement jusqu'à former une rosace qui se répète ainsi à chaque pas. L'élément ainsi obtenu sur une grande longueur d!enrouiément a alors la forme générale d'un tube. Dans l'alésage ou vide lb ainsi conservé automatiquement on peut alors introduire un profilé, barre, tube ou tige quelconque.comme on le verra par la suite. Divers dispositifs d'enroulement peuvent être mis en oeuvre pour obtenir un élément en fil métallique selon le procédé de i'invention. On en a illustré deux exemples aux figures des dessins. A la figure 3 on voit un enserre tournant 5 constitué par un axe 5a de longueur suffisante pour porter le fil métallique enroulé et dont une extrémité repose ou tourillonne sur ou dans un support quelconque 4, tandis qu'à l'autre extrémité un support 5b porte des plots 5c ou têtons également disposés de part et d'autre de l'axe 5a et constituant le noyau d'enroulement. A l'extérieur et tangentiellement aux plots 5c, se trouvent des équerres à 300 environ ,:. solidaires du support 5b . Une portée cylindrique 5d fait suite au support 5b pour être serrée dans un mandrin M, une pince, des mors ou autres organes de serrage et dientralCnement en rotation équipant une machine. Le fil métallique est débité par un touret 6 et on l'accroche manuel le ment autour des deux plots 5c comme le montre la figure. On comprend que lorsqu'on fait tourner l'ensemble 5, le fil 1 s'enroule autour des plots en spires plates et iointives de la forme périmètrique des plots et l'orientation du fil étant telle que, glissant angulairement sur la pente de l'équerre 5e, le fil en cqurs hlenroulementt exerce une poussée mécanique tangentielle sur la spireformée, permettant à une nouvelle spire de se former derrière la précédente sans chevauchement, Il arrive un moment où les plots sont remplis et la premi7ère;spire formée échappe des plots , suivie par les autres au fur et à mesure de L'avancement. Le fil étant élastique en lui-meme et débité sous une certaine tension due à l'inertie du touret ou à un dispositif de freinage incorporé au touret ou indépendant, on comprend que par élasticité, les spires libérées forment une successiomde spirales hélicoT-dales de pas déterminé qui peuvent s'apparenter à unegltiSà plusieurs filets dans un pas, chaque spire constituant un filet. Bien entendu les plots peuvent être remplacés par une forme pleine équivalent. Pour faciliter le glissement et ltéjection des spires enroutées on peut prévoir des plots étagés ou coniques. D'autre part, les plots peuvent être plus longs et présenter des gorges, ou filets creux hélicoldaux pour permettre un enroulement plus- large. On peut aussi prévoir des plots démontables de différents diamètres et un montage d'écartement règlable des plots afin d'enrouler du fil suivant des sections de. dimensions différentes. Lat-me de la section peut aussi être différente. Aux figures 12 et 13 on montre Schématiquement un fil enroulé autour de trois ou quatre plots afin de constituer une section triangulaire, en l9;ge carrée...Aux figures 7 à 1 I des dessins on a illustré une deuxième forme de réalisation du dispositif drenroulement du fil.L'ensemble tournant 7ne pgnet pe ici lhpDsrEnt en crtrs de rotation des spires enroulées ; celles-ci sont libérées à la fin par démontage de l'ensemble tournant, et werent la forme hélicoidale par élasticité. Cet ensemble comprend principalement un noyau 7a qui est de manière préférée quoique non limitative, réalisé en deux parties identiques , et deux flasques 7b présentant une portée cylindrique 7c pour l'entranement en rotation et le tourillonnement en appui. Des tiges filetées et écrous 8 solidarisant l'ensemble. Le noyau en deux parties permet au démontage la libération rapide des spires de l'élément constitué, car on prend la précaution de fixer les deux barres profilées constituant le noyau, de manière écartée sur les flasques (figure 9). Dans ce montage également, la forme en section et la longueur du noyau peut varier à la demande, il suffit d'interchanger les éléments du noyau ou encore de les monter en écartement variable sur les flasques. Ce montage dienroulement offre l'avantage de former des spires à enroulement plus serré que le montage précédemment décrit, surtout si l'on maintient une bonne tension de débit du fil. Pour cela on a prévu d'interposer entre le touret débiteur 8 et l'ensemble tournant 7, un organe de freinage qui est constitué par deux galets métalliques 9 ou autres montés à rotation libre entre une plaquette 10 et un support 11 formant écrou et positionné sur une vis sans fin 12 pour lui faire suivre le cheminement du fil sur le noyau. L'un des galets est monté de manière règlable entre ses supports par son axe 13 qui peut se déplacer dans des ouvertures oblongues 10a et lia de la plaquette et du support. On peut ainsi régler rapidement et commodément la tension du fil passant entre les galets. Bien entendu le montage de freinage peut aussi être adapté à ltenroulement du fil sur l'ensemble tournant 3 précédemment décrit. A la limite , il n'est pas exclu que le fil métallique soit remplacé par un tube fin ayant des capacités étastiques. Ainsi réalisé on voit bien toute l'importance d'un tel élément dans le domaine du chauffage ou de la réfrigération. On voit par exemple à la figure 5 un élément hélicoldal 1 qui est monté sur un tube 14 en cuivre par exemple. L'ensemble est protégé par une gaine 15 Lin tel dispositif peut être utilisé pour le chauffage de locaux ou pièces d'appartements. On voit cqrfl peut être monté verticalement dans un angle de mur et ceci suivant plusieurs étages. De par la forme en spirales hélicoidales de l'élément on obtint, de toute manière connue, une diffusion et un rayonnement important de la chaleur, jusqu'en haut de la pièce par dépression et grâce à la forme aérée des enroulements. Ce qui n'est pas possible avec des tuyaux à ailettes pleines. Suivant un autre exemple illustré à la figure 6, l'élément 1, monté sur un tube conducteur 16 peut constituer un élément de radiateur électrique de grande puissance de chauffe pour un faible encombrement. Bien d'autres applications peuvent être prévues dans le cadre de l'invention soit en matière de chauffage, par convection ou autre, soit dans la réfrigération ou encore dans d'autres domaines, tels que la radio, la décoration, ... A noter encore que l'élément ainsi réalisé est extensible dans une bonne latitude peut se déformer pour constituer un cercle, une sinusoi-de, un arc, etc... Ces qualités peuvent être intéressantes dans certains cas d'utilisation sous faible encombrement ou pour épouser des contours variés. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS - 1 - Procédé d'enroulement de fils métalliques, et produit résultant du procédé, caractérisé en ce qu'il est bobiné en spires plates sur un noyau rotatif d'où il s'échappe automatiquement, mécaniquement ou manuellement pour former, par élasticité, une succession de spirales décalées angulairement et à pas déterminé, constituant un élément de chauffage ou de réfrigération. - 2 - Procédé et produit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau rotatif est constitué par un axe ou tige mis en rotation par un moyen mécanique approprié tel que mandrin, pince, mors, ... de machines ou d'appareillage, et présentant, un noyau en une ou plusieurs parties déterminant une forme périmètrique donnée autour de laquelle s'enroule le fil métallique, et d'où il s'échappe automatiquement à l'avancement des spires sur le noyau, ou après démontage du dit noyau. - 3 - Procédé et produit suivant la revendication t caractérisé en ce que le par noyau rotatif est constitué par une forme pleine ouu moins deux plots montés de manière fixe ou démontable sur un support solidaire de l'axe de rotation, de manière concentrique au dit axe, lequel est entraNné à une de ses extrémités et tourillonne ou repose dans ou sur un-support à son autre extrémité. - 4 - Procédé et produit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau rotatif est constitué par au moins une barre profilée en section et maintenue entre deux flasques présentant des portées cylindriques d'entraîement et de support. - 5 - Procédé et produit suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les plots ou la forme pleine constituant le noyau, sont étagés ou coniques pour faciliter le glissement et le dégagement des spires formées, ou sont précédez d'une forme prêtée ou équerre afin de produire une force tangen tielle évitant le chevauchement. - 6 - Procédé et produit suivant les revendications 3 et 4 ensembles, caractérisé en ce que les plots ou les barres profilées constituant le noyau rotatif sont montées de manière règlable sur leur support ou leurs flasques en vue des variations de section de l'élément à forme r. - 7 - Procédé et produit suivant les revendications 3 et 4, ensembles, caractérisé en ce que les plots ou les barres profilées présentent des gorges, rai nures ou autres formes en creux hélico igdales pour autorise la formation de spires non jointives. - 8 - Procédé et produit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que I' on freine le débit du fil devant être enroulé sur le noyau afin de maintenir une tension autorisant une bonne élasticité du fil à la libération du noyau, et la formation de spires serrées. - 9 - Procédé et produit suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le freinage est obtenu soit manuellement, soit par passage entre deux galets métalliques ou d'autre matière, qui sont montés à rotation libre et de manière règlable entre deux supports dont l'un est solidaire d'un écrou monté sur une vis sans fin de manière à permettre aux galets de suivre le cheminement du fil sur le noyau. - 10 - Procédé dienroulement de fils métalliques et produit résultant du procédé, caractérisé en ce que l'élément obtenu constituant un nouveau produit industriel, peut être employé seul ou avec une armature , un support ou autres organes, conducteurs ou non de l'électricité, dans les installations de chauffage, de réfrigération ou diautres domaines techniques.