Brevet FR2128337A1 — publié le 19721020

La présente invention se rapporte à un dispositif destiné à la fabrication de divers tubes ou noyaux à ailettes extérieures, destinés à la transmission de la chaleur, et tubes ou noyaux à ailettes extérieures qui peuvent être enfilés dans des tubes 5 pour la fabrication de tubes à ailettes intérieures destinés à la transmission de la chaleur, dispositif comprenant deux roues dentées en prise mutuelle qui servent à produire une bande métallique ondulée à partir d'une bande lisse, et des moyens qui enroulent la bande métallique ondulée en hélice sur les 10 tubes ou noyaux. On connaît déjà des dispositifs du type ci-dessus destinés à fabriquer des tubes d'un même diamètre. Dans ces dispositifs, les diverses spires de la bande métallique sont juxtaposées avec peu de jeu dans la direction axiale du tube et les ondulations 15 des spires voisines de la bande métallique sont de préférence décalées'entre elles. L'entraînement des outils, qui sont composés de deux roues dentées en prise mutuelle , est assuré dans la plupart des cas par une chaîne et des roues à chaîne correspondantes. A cet effet, le dispositif est fixé rigidement sur un bâti de base. 20 il en résulte que les dispositifs cités ne sont appropriés que pour un diamètre de tube ou noyau. Le noyau est composé de préférence d'un tube muni ou non d'un bouchon servant d'arrêt d'é-coulement. Le noyau peut également être avantageusement composé d'un tube qui est profilé sur sa surface interne, ou dans lequel 25 est enfilé un profilé. On peut également envisager d'utiliser, entre autres, un noyau composé d'une barre ronde. Si l'on veut fabriquer des tubes ou noyaux munis d'ailettes de différentes hauteurs, le porte-outils doit être mobile, ceci est indispensable pour que la bande de métal ondulée se dépose sur le tube suivant une direction tangentielle. Il en résulte que l'on éprouve depuis longtemps le besoin de mettre au point un dispositif sur lequel il soit possible de fabriquer des tubes pour la transmission de chaleur ou des noyaux à ailettes extérieures du genre cité, de différents diamètres et mu-35 nis d'ailettes de différentes hauteurs, et qui ne demande que peu de temps pour le changement d'outillage. 72 05482 2 2128337 Suivant l'invention, le but est atteint grâce au fait que le dispositif peut tourner autour d'un axe gui est perpendiculaire à l'axe central du tube et coupe l'axe longitudinal de la bande ondulée, l'axe de rotation coupant l'axe central du tube et formant 5 avec l'axe longitudinal de la bande ondulée un angle d'environ 45 à 135' L'angle entre l'axe de rotation et l'axe longitudinal de la bande ondulée est de préférence d'environ 90° pour la fabrication de tubes à ailettes extérieures destinés à la transmission de la chaleur, ou de noyaux à ailettes extérieures, qui possèdent le 10 diamètre moyen de la gamme des diamètres pour lesquels le dispositif est prévu. Dans une forme avantageuse de réalisation du dispositif suivant l'invention, la position zéro du dispositif tournant est celle dans laquelle l'axe longitudinal de la bande métallique 15 ondulée est perpendiculaire à l'axe central du tube. Il est particulièrement avantageux de prévoir un pivot, fixé au dispositif et centré sur l'axe de rotation, et qui tourne dans un palier, pour permettre la rotation du dispositif. En particulier, les éléments d'entraînement des outils, 20 composés de deux roues dentées en prise mutuelle , . peuvent accompagner le mouvement du dispositif lorsque ce dernier tourne sur son pivot. Par ailleurs, il est avantageux que l'axe central d'un arbre qui est associé aux éléments d'entraînement des outils composés 25 de deux roues dentées en prise mutuelle , coïncide avec l'axe de rotation. Le porte-outils est avantageusement sensiblement circulaire. Dans une forme de réalisation préférée, le porte-outils, sensiblement circulaire, peut tourner autour d'un axe qui est 30 perpendiculaire à l'axe longitudinal de la bande métallique ondulée et s'étend parallèlement à l'axe transversal de la bande métallique lisse. Dans cette construction, le porte-outils circulaire tournant est de préférence monté rotatif dans deux êchancrures du guide 35 du porte-outils. Les deux êchancrures du guide du porte-outils ont avantageusement la forme de secteurs de cercles dont les centres se trouvent sur un axe qui est identique à 1'axe central du porte-outils circulaire. 40 Le porte-outils est de préférence monté pour tourner sur son 72 05482 2128337 axe, de l'angle nécessaire pour que la bande ondulée se dépose sur le tube suivant une direction tangentielle et/- par ailleurs, le porte-outils peut être fixé sur son guide par serrage de deux vis de blocage. 5 II est avantageux que le porte-outils puisse être échangé contre un autre, par soulèvement, après desserrage et démontage des deux vis de blocage, cette caractéristique permet de se dispenser de la manoeuvre, longue et pénible, de changement des outils sur le porte-outils lorsqu'on change de hauteur d'ailettes. 10 Le nouveau porte-outils mis en place lors de l'échange est déjà préalablement ajusté pour une autre hauteur d'ailettes. Dans une forme préférée de réalisation de 1'invention, le soulèvement du parte-outils détermine la coupure de la chaîne cinématique entre le porte-outils et le guide du porte-outils, 15 par soulèvement d'une roue dentée, ce qui entraîne la séparation de deux roues dentées en prise mutuelle, dont l'une tourne dans le porte-outils tandis que l'autre tourne dans le guide du porte-outils. Les avantages apportés par l'invention consistent notamment 20 dans le fait qu'elle permet de fabriquer, avec un même dispositif et sans demander de longs temps de changement d'outillage, des tubes à ailettes extérieures destinés à la transmission de la chaleur ou des noyaux à ailettes extérieures présentant divers diamètres et diverses hauteurs d'ailettes. 25 La réduction des temps de changement d'outillage et la réduc tion du nombre des dispositifs à un seul dispositif permettant de réaliser des économies considérables. Les dessins représentent, en partie sous forme simplifiée, un exemple de réalisation de l'objet de l'invention. 30 La Figure 1 est une vue du dispositif suivant l'invention, en cours de travail de la banfle, suivi de l'enroulement de la bande métallique ondulée ; La Figure 2 est un schéma des éléments d'entraînement du porte-outils. 35 Une bande métallique plane 1 se déroule d'un rouleau 35 et parvient ensuite au porte-outils 3 du dispositif 7. La bande métallique ondulée 2 est produite, dans ce porte-outils 3, à partir de la bande métallique lisse" r grâce au fait que, après avoir traversé un élément de guidage 11-, cette bander passe entre 40 les dentures de deux roues dentées 12 et 13 en prise mutuelle. La 72 05482 * 2128337 roue dentée 13 est entraînée dans le sens de la flèche par un arbre 14. Un dispositif de freinage, monté en aval de la paire de roues dentées 12, 13, et qu'on peut régler au moyen d'une vis 15, a pour fonction de diminuer la longueur des ondulations de la bande 5 métallique ondulée 2 après son passage dans les dentures, par déformation plastique de la bande. La référence 4 désigne un tube destiné à un échangeur de chaleur et qu'il s'agit de munir d'ailettes longitudinales sur sa face externe. Le tube 4 est mis en rotation autour de son axe 10 longitudinal, dans le sens de la flèche, par un dispositif non représenté. Le tube 4 reçoit en outre de préférence un mouvement d'avance, notamment dans le sens de la flèche tracée sur le dessin. Pour pouvoir fixer la bande métallique ondulée 2 sur le tube 4, on enroule une soudure tout d'abord sur la surface 15 externe de ce tube, sous la forme d'une bande de soudure 5 qui se déroule d'un rouleau 6 et traverse un bac 8 rempli de flux. La bande métallique ondulée 2 est ensuite enroulée en hélice autour du tube, avec interposition de la bande de soudure 5. Pour que l'enroulement de la bande ondulée puisse se produire jorrecte-20 ment avec un jeu latéral réduit, il est nécessaire qu'elle soit acheminée sous un angle déterminé, qui est fonction du diamètre extérieur du tube et de la largeur de la bande. Cet angle est obtenu par une rotation appropriée du dispositif 7 suivant l'invention autour de l'axe désigné par la référence 9. 25 Pour permettre cette rotation, il est prévu un pivot 20, fixé au dispositif 7 et centré sur l'axe de rotation 9, et qui tourne dans un palier 29. Cet axe de rotation 9 est perpendiculaire à l'axe central 32 du tube et coupe l'axe longitudinal 33 de la bande ondulée 2, cet 30 axe de rotation coupant l'axe central 32 du tube et formant avec l'axe longitudinal 33 de la bande ondulée 2 un angle 36 d'environ 45 à 135°. cette disposition permet à la bande métallique ondulée 2 de se déposer en un point toujours fixe dans la direction longitudinale du tube. 35 En faisant tourner le porte-outil 3 de l'angle approprié sur son guide 10, on peut faire en sorte que la bande métallique ondulée 2 se dépose sur le tube 4 suivant une direction tangentielle. Ensuite, on serre les vis de blocage 16 et 17 sur le porte-outils 3. Lors de la rotation du dispositif, les éléments 40 d'entraînement des outils, composés de deux roues dentées 12 et 13 72 05482 5 2128337 en prise mutuelle , . accompagnent ce mouvement. Les éléments d1 entraînement sont notamment composés de roues dentées coniques 18, 19, 20, 21, de roues dentées cylindriques 22, 23, 24, 25, 26 et d'arbres 27 et 28. 5 Le changement de porte-outils 3 est très simple. Pour cela il suffit de desserrer les vis de blocage 16 et 17 puis de soulever le porte-outils 3 pour le dégager de son guide 10. Pour mettre un nouveau porte-outils en place, on le pose, de haut en bas, sur le guide 10 et on serre les vis de blocage 16 et 17. 10 On constate avec surprise que cette manoeuvre simple est rendue possible par le fait que, suivant l'invention, la seule liaison entre les éléments d'entraînement portés par le guide 10 du porte-outils et ceux portés par le porte-outils 3 est constituée par deux roues dentées 24, 25 en prise mutuelle. Lorsqu'on soulève le 15 porte-outils 3, les roues dentées 24, 25 se séparent puisqu'une roue, 24,. est montée dans le guide 10 et que l'autre roue, 25, est montée dans le porte-outils 3. Le tube 4, qui est alors muni de son enroulement, traverse ensuite une bobine de chauffage 31, connue en soi, qui assure, par 20 chauffage, la formation d'un joint soudé entre le tube 4 et la bande métallique ondulée 2. La bobine de chauffage 31 entoure le tube muni de son enroulement à une certaine distance du point d'enroulement. Lorsque cette bobine est alimentée par courant alternatif 25 à haute fréquence, il s'induit dans le tube muni de son enroulement des courants de Foucault, qui portent le point considéré du tube à la température nécessaire pour la formation du joint soudé. La bobine de chauffage 31 conserve constamment sa position par rapport au dispositif d'enroulement de sorte qu'elle reste immobile alors 30 que le tube 4 avance, de préférence dans le sens de la flèche. Le dispositif 7 peut être utilisé,non seulement pour la . fabrication de tubes à ailettes extérieures destinées 1 la transmission de la chaleur, comme dans la forme de réalisation représentée sur le dessin, mais également pour la fabrication de 35noyaux munis d'ailettes extérieures, qui peuvent être enfilés dans des tubes, pour la fabrication de tubes à ailettes intérieures. 72 05482 6 2128337 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la fabrication de divers tubes ou noyaux à ailettes extérieures, destinés à la transmission de la chaleur, et de tubes ou noyaux à ailettes extérieures qui peuvent être 5 enfilés dans des tubes pour la fabrication de tubes à ailettes intérieures destinés à la transmission de la chaleur, dispositif comprenant deux roues dentées en prise mutuelle, qui servent à produire une bande métallique ondulée à partir d'une bande lisse, et des moyens qui enroulent la bande métallique ondulée en IO hélice sur les tubes ou noyaux, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il peut tourner autour d'un axe (9) qui est perpendiculaire à l'axe central (32) du tube et qui coupe l'axe longitudinal (33) de la bande ondulée (2), l'axe de rotation du dispositif coupant l'axe central (32) du tube et formant 15 avec l'axe longitudinal (33) de la bande ondulée (2) un angle (36) d'environ 45 à 135°. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle (36) formé par l'axe de rotation (9) et l'axe longitudinal (33) de la bande ondulée (2) est d'environ 90° pour 20 la fabrication de tubes à ailettes extérieures destinés à la transmission de la chaleur ou de noyaux à ailettes extérieures possédant le diamètre moyen de la gamme des diamètres pour lesquels le dispositif (7) est prévu. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé 25 en ce que la position zéro du dispositif tournant (7) est celle dans laquelle l'axe longitudinal (33) de la bande métallique ondulée (2) est perpendiculaire à l'axe central (32) du tube (4). 4. Dispositif suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un pivot (30) fixé dans le dispositif (7) et centré sur 30 l'axe de rotation (9), tourne dans un palier (29) pour permettre la rotation du dispositif. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments d'entraînement des outils, composés de deux roues dentées en prise mutuelle (12, 13), accom- 35 pagnent le mouvement du dispositif (7) lorsque ce dernier tourne sur son pivot. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'axe central d'un arbre (27) qui est associé aux éléments d'entraînement des outils composés de deux 40 roues dentées en prise mutuelle (12, 13), coïncide avec l'axe (9) 72 05482 7 2128337 de rotation du dispositif. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que son porte-outils (3) est de forme sensiblement circulaire. 5 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le porte-outils (3) de forme sensiblement circulaire peut tourner autour d'un axe qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal (33) de la bande métallique ondulée (2) et parallèle à l'axe transversal de la bande métallique lisse (1). 10 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le porte-outils tournant (3), de forme sensiblement circulaire, est monté rotatif sur deux êchancrures (34) du guide (10) du porte-outils 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les deux êchancrures (34) du guide (lo) du porte-outils ont 15 la forme de secteurs de cercles dont les centres se trouvent sur un axe qui est identique à l'axe central du porte-outils. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le porte-outils (3) peut tourner sur son axe de l'angle nécessaire pour que la bande ondulée (2) se dépose 20 sur le tube (4) suivant une direction tangentielle, et en ce que le porte-outils peut être ensuite fixé sur son guide (10) par serrage de deux vis de blocage (16, 17). 12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le porte-outils (3) peut être échangé 25 contre un autre, par soulèvement et après desserrage et démontage des deux vis de blocage (16, 17). 13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le soulèvement du porte-outils (3) détermine la coupure de la chaîne cinématique entre le porte-outils (3) et le guide 30 (10), par soulèvement d'une roue dentée (25), qui entraîne la séparation de deux roues dentées (24, 25) en prise mutuelle, dont l'une (25) tourne dans le porte-outils (3) tandis que l'autre tourne dans le guide (10) du porte-outils. 14. Mécanisme de transmission destiné à attaquer les roues 35 d'entraînement d'une bande métallique qui font partie d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel la fabrication s'effectue par enroulement en hélice de la bande, qui reçoit l'ondulation voulue par déformation avant l'enroulement, et dans lequel, pour permettre d'obtenir plusieurs 40 pas d'hélice différents, lesdites roues d'entraînement peuvent 72 05482 2128337 pivoter autour de l'axe gui passe par le point d'intersection entre la direction longitudinale de la bande et l'axe du tube et qui est perpendiculaire à cette direction et à cet axe, ce mécanisme étant caractérisé en ce que l'axe central d'un arbre 5 entraîné (27) passe par l'axe (S) de pivotement des roues d'entraînement et porte, à son extrémité supérieure, une roue dentée conique (18a) gui engrène avec une roue dentée conique (19), laquelle est montée sur un arbre (28) qui s'étend parallèlement à la bande et est d'une longueur qui couvre la distance séparant les roues 10 dentées (21, 22, 23, 24, 25, 26), ou les roues (12, 13) d'entraînement de la bande, de l'axe (9) de pivotement des roues d'entraînement, et en ce que l'autre extrémité de l'arbre (28) porte une deuxième roue dentée conique (20) qui est en liaison avec les roues (12, 13) d'entraînement de la bande 15 par l'intermédiaire de roues dentées (21, 22, 23, 24, 25, 26).