Brevet FR2290967A1 — publié le 19760611

La présente invention concerne la fabrication de tubes à soudure hélicotdale, formés dans un outillage fixe autour duquel une partie tournante d'alimentation de la bande de tOle peut être réglée pour faire varier l'angle d'enroulement d'hélice et, ainsi, le diamètre de cintrage de la bande et une unité de support d'une réserve de bande comprenant par exemple un dérouleur, un rouleau de bande, des cylindres d'alimentation et eventuellement des éléments d'alignement de bande, de cisaillage des extrémités, et de commande de la bande. Une production continue est nécessaire dans la fabrication des tubes. Les temps morts de la machine sont donc indésirables lorsqu'un rouleau de bande est arrivé à sa fin, et qu'un nouveau rouleau doit astre monté sur le dérouleur et êtreraccordé à la bande sortante. De ce fait, il est avantageux d'avoir une réserve de bande sous la forme d'une boucle comprenant au moins la longueur nécessaire pour assurer la continuité de fonctionnement de a machine sans ralentissement de débit, afin de poursuivre la fabrication du tube pendant le re-placerent du rouleau. I1 est relativement simple, dans la fabrication des tubes à soudure droite,d'assurer une réserve de bande. Les différentes unités de la machine sont montées à demeure à la suite les unes des autres. La position de ces unités n'a pas à astre modifié lorsque l'on change de tube ou de dimension de bande. On peut disposer d'un ensemble dlunitésintégrées comprenant un dérouleur, les guides nécessaires, des cylindres d'alimentation, un dispositif d'alignement sur la machine et un outillage de découpage net et de jonction des extrémités de bande. A la suite de cet ensemble, la bande peut constituer une boucle qui descend dans une fosse, ou qui est soulevée à l'aide d'un jeu de poulies.Dans ce dernier cas, il est possible d'utiliser en hauteur l'espace surplombant la machine > et également en longueur. Dans la fabrication des tubes à soudure hélicotdale, la bande est mise en translation, obliquement (selon l'angle de formage) relativement à l'outillage de formage et à la direction de sortie. I1 est possible d'utiliser des bandes de largeur variable pour un même tube de diamètre constant. Cependant, il est nécessaire de potrvofrfaire varier l'angle de formage. Habituellement, cet angle est compris entre environ 40 et 700. Au réglage de cet angle de formage, on peut soit modifier la direction d'entrée de la bande, soit la direction de sortie du tube. Le maintien d'une direction fixe de sortie du tube présente en pratique des avantages sensibles. Les machines modernes de fabrication de tubes à soudure helicoidale sont donc étudiées pour un -parcours fixe de sortie et comprennent une partie pouvant tourner composée des dérouleur, aligneur, cylindres d'alimentation et éléments de cisaillage d'extrémité8, aussi bien que de guidage de la bande. Dans cette partie tournante, il doit être possible de constituer un élément de formation de boucle de meme genre que celui utilisé dans la fabrication des tubes à soudure longitudinale; mais cette machine serait ainsi de fait difficile à conduire et néèessiterait beaucoup d'espace. Pour des raisons pratiques, il est très important que cette partie tournante reste de longueur réduite. En fabrication des tubes soudés à partir demandes (les tubes en t81e soudée et à repli en hélice, par exemple pour les gaines de ventilation, ne seront pas exposés), il existe des limitations économiques entre les fabrications des tubes à soudure longitudinale et à soudure hélicotdale. Le soudage hélicoïdal des tubes est avantageux dans le cas des diamètres relativement grands. Des bandes ayant une largeur aussi grande que possible sont utilisées et il est courant d'avoir des largeurs de bande dépassant 1 m avec une épaisseur de 10 mm, ces bandes étant rigides et leurs rayons de cintrage relativement grands. Les machines de fabrication des tubes à héliceprésentent des prix de revient relativement faibles d'adaptation pour les changements de dimension. Cet avantage doit Btre conservé autant que possible lorsque l'on réalise une réserve de bande. Il est nécessaire qu'une bande raide de nouvelle dimension puisse étre passée facilement et rapidement dans la partie de boucle formant la réserve. I1 existe dans les brevets connus la description de machines dans lesquelles les dérouleur, aligner, outillage de jonction, etc. constituent une unité fixe et séparée.La boucle est alors formée et doit être en conséquence flexible latéralement, la bande étant passée dans un dispositif, tournant de courte dimension, de la machine > tel que décrit dans la demande publiée de brevet allemand nO 1 247 250 et diverses publications qui y sont mentionnées. Cet agencement présente cependant en pratique des difficultés considérables. Il doit être possible d'alimenter une bande mince et étroite à travers les dispositifs de cette demande, mais cette tâche apparait déjà impossible pratiquement pour une bande ayant une section par exemple de 300 x 5 mm. On doit considérer3 dans l'étude d'une réserve de bande, la vitesse possible de soudage et le temps de remplacement de bande. Les différents procédés de soudage (chalumeau, plasma, arc, etc.) utilisés à l'heure actuelle pour la fabrication de tubes à soudure hélicôtdale abaissent les vitesses de production, le plus sous souvent au-dessous de 1 m/mn. Si la vitesse de soudure est supposée etre de 0,8 m/mn et le temps de changement de bandes de 10 mn, la longueur de réserve nécessaire pour la bande sera L = 0,8 x 10 = 8 m Ces longueurs relativement grandes peuvent etre contenues dans une réserve remarquablement compacte du fait que selon l'invention la section ou partie tournante de la machine supporte, à un niveau surélevé, une plate-forme avec un appareil de jonction de bandes, enclenchable en fonctionnement et libérable,et et qu'une unité d'alimentation recevant la bande de la réserve est mise en mouvement avec cette section tournante, dans unedlroetko opposéeà celLe de l'avance vers l'outillage de formage, la bande étant ensuite courbée vers le bas, selon un arc important pour passer ensuite à travers l'équipement de cette section tournante au niveau inférieur. Cette section tournante comporte un parcours en retour de bande en saillie servant à supporter une réserve en boucle, en amont de l'arret nécessaire à la jonction, de sorte que les temps morts dans la fabrication des tubes sont élimintés au remplacement de bandes. Les objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation, et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue sché dtique en élévation latérale de cette réalisation du dispositif selon l'invention; et - la figure 2 est une vue à échelle agrandie, en élévation latérale du dispositif de jonction. Le dispositif ou section tournante de la machine représenté sur la figure 1, sous la référence 10 comporte une embase fixe 10 sur laquelle est monté l'outillage de formage 11, ainsi que des unités (non représentées) de soudage et de guidage du tube achevé. Un chgssis 21 de machine est dépla çable sur des galets 22. Le centre de rotation de ce châssis est réalisé par un roulement 23 placé dans l'embrase 10. Des montants 24 supportent une plateforme 25,qui est donc intégrée au châssis 21 et amenée en alignement lorsque l'angle de formage est modifié. La plate-forme est entourée de préférence d'une barrière 26. De préférence également un escalier ou échelle (non représenté) est agencé sur la plate-forme. Un dérouleur 31 (simple ou double) est placé sur la plateforme et supporte un rouleau 32 de bande La référence 41 désigne un guide latéral de bande et la référence 42 une paire de cylindres d'avance, de préférence entraînés par moteur, et 43 désigne.un appareil de cisaillage net et de jonction des extrémités de bandes. Un élément de parcours 51 à galets, qui est de forme cintrée pour supporter la bande, et un parcours rectiligne 52 prolonge le châssis 21. Le parcours 52 est supporté par.les galets 53 et est muni d'interrupteurs de fins decourserespectivement 54a et 54b, 55a et 55b. Sur le chassis 21 sont montés deux cylindres 61 qui servent aussi bien pour l'équipement 62 de cisaillage de bord que pour l'alignement possible de la bande des cylindres d'avance 63 (å moteur d'entraînement et bote d'engrenage, non représentés), et des guides 64,en plan et latéraux, amènent la bande dans l'outillage de formage 11. Ce dispositif fonctionne de la manière suivante : lorsqu'une bande est amenée dans la machine, l'extrémité de bande venant du rouleau 32 est passée dans les cylindres d'avance 42 qui sont de préférence entraînés par moteur et conduisent la bande, à travers l'appareil de cisaillage et de jonction 43,sur le parcours 51. Cette bande suit une direction descendante selon un arc de rayon R1. Ce rayon est déterminé de manière que la plus large bande, pour laquelle la machine est agencée, soit introduite sans difficulté à l'aide du parcours 52, entre les cylindres 61. Cette paire de cylindres peut être actionnée manuellement ou par moteur et sert à entraîner la bande à travers l'équipement 62 dans les cylindres d'alimentation 63.Si nécessaire, un cylindre séparé 56 de cintrage peut être monté pour préparer la courbure, particulièrement lorsqu'une nowelle bande de grandes dimensions doit être insérée. Les cylindres 63 assurent l'avance de la bande, dans le processus. La vitesse de bande (vitesse de soudage) est commandée. Normalement, les cylindres 61 sont déplacés selon la direction de déplacement de la bande, et n'ont donc qu'une seule fonction qui est le guidage. De plus, ces cylindres 42-sont normalement supportés sur cette longueur, mais un moteur d'entraînement peut Btre enclenché pour le déplacement de bandes particulièrement rigides, et de plus à la jonction. La vitesse des cylindres 42 peut être commandée par les interrupteurs 54a et 54b de fin de course, ou un dispositif analogue, tel que des cellules photoélectriques.Si au point 33 la bande perd le contact de l'interrupteur 54b une impulsion est émise pour augmenter la vitesse des cylindres 42, jusqu'à ce que la boucle de bande ait augmenté de manière à actionner l'interrupteur 54a. La vitesse est alors diminuée, de sorte que la boucle de bande oscille entre deux positions. Lorsque le rouleau 32 de bande se termine, une commutation est réalisée par des interrupteurs 54 aux interrupteurs 55a et 55b dont la fonction est analogue. Simultanément la vitesse des cylindres 42 est augmentée de sorte que la bande constitue une boucle 34. La longueur de cette boucle est alors déterminée par les interrupteurs 55a et 55b. La bande en déplacement peut alors être arrêtée par l'appareillage 43 de jonction, et, alors qu'un nouveau rouleau 32 est monté et que la nouvelle bande est raccordée la bande sortante, la machine poursuit la production de tubes avec la longueur de bande emmagasinée en boucle 34. I1 n'est pas nécessaire de rappeler la boucle sous une forme déterminée, mais la bande prend un rayon inhérent R2 qui dépend de son épaisseur et de sa rigidité.Sur le parcours 52 à galet, la bande avance sous faible frottement. Des supports latéraux de la boucle peuvent cotre agencés éventuellement, par exemple dans le cas où cette bande est de largeur anormalement faible et en même temps épaisse. La'longueur de bande disponible pour la production de tubes pour remplacement des rouleaux est approximativement de 2 x L/2. Dans un exemple de calcul, L est environ 8 m et t/2 environ 4 m. La figure 1 est tracée à 1 'échelle. On supposera que le dérouleur et l'appareil de jonction sont placés de manière habituelle et le rouleau de bande placé en 32'. La longueur du dispositif tournant de la zanière, selon l'invention, est donc légèrement supérieure.à celle d'une machine de réalisation classique. La partie lourde est de longueur réduite et le prolongement est constitué par un parcours à galets relativement léger. L'appareil de cisaillage et de jonction des extrémités de bandes est représenté en plus grand détail sur la figure 2. Deux paires de cisailles doubles sont placées, auprès du guide latéral 41 et des cylindres 42,et sont munies d'éléments de cisaille supérieurs 44a lesquels sont fixes, et d'éléments inférieurs mobiles 44b et un vérin hydraulique 45. Dans ces paires de cisailles sont également disposés des éléments de maintien des extrémités de bandes. Un montage de fixation pour le soudage est désigné par la référence 46. Les chalumeaux qui appårtiennent à l'équipement ne sont pas représentés. Un dispositif d'alimentation de bande à serrage est indiqué sous les références 47 à 49. Lorsque le rouleau se termine, la boucle 34 peut se former, comme déjà indiqué. L'extrémité sortante de bande est amenée en position entre les éléments de cisaille 44a et 44b. Dans cette position, la bande est maintenue par le dispositif de serrage, les éléments 47a et 47b sont mutuel- lement bloqués par le vérin hydraulique 48. La nouvelle bande est avancée par des cylindres 42 de manière, de plus, que l'extrémité de cette nouvelle bande atteigne une position située entre les éléments de cisaille 44. Dans la double paire de cisailles, les deux extrémités de bandes sont coupées simultanément de manière nette. Cependant, il serait-également possible d'effectuer les découpages de bandes séparément. Pendant cette opération de cisaillage, la bande sortante est fixée entre les barres 47a et 47b de serrage. L'extrémité coupée de bande est ensuite amenée 9 une position de soudage. Cette opération est facilitée si la longueur de course A de l'alimenteur de serrage est égale à la distance B séparant le plan avant de découpage de cisaille et le centre de la fixation de soudage. La nouvelle bande est amenée dans cette fixation de soudage par les cylindres 42. Les deux extrémités de bandes sont bloquées par la fixation et le soudage est effectué. Ensuite, la bande, rendue continue par cette jonction, peut poursuivre son déplacexent, au dégagement de la fixation. L'invention n'est pas limitée par l'exemple préféré de réalisation qui vient d'être décrit. De plus, différentes modifications sont possibles sans sortir-de son cadre. Par exemple, au lieu du dérouleur 32, d'autres-dispositifs connus de déroulement de bande peuvent étre utilisés. - La distance C indiquée sur la figure 1 est suffisamment grande pour que la bande puisse en variante être déroulée du sommet du rouleau (comme sur la figure) ou du dessous de celui-ci. De plus, la position de ce rouleau peut être modifiéedans de grandes limites. Celui-ci peut être par exemple placé sur un prolongement du chassies tournantaau niveau du sol et auprès de l'outillage 11. Le parcours 51 à galets peut hêtre supprimé ou, ainsi que le parcours 52, remplacé par une glissière,ou ou autre dispositif de fonctionnement équivalent. L'outillage 43 de jonction de bandes peut être réalisé de nombreuses manières différentes. Dans le cas de grandes dimensions de la bande, il est préférable d'assurer le découpage net des extrémités de bande à l'aide d'un chalumeau-à gaz ou à plasma, remplaçant les cisailles classiques. R E VEND I CATI ON S 1 - Dispositif d'alimentation de bande dans la fabrication de tubes à soudure hélicoidale,'ce dispositif étant agencé auprès d'un outillage fixe de formage, autour duquel il peut tourner horizontalement afin de faire varier l'angle de formage d'hélice et, ainsi, le diamètre de cintrage, et supportant une unité d'emmagasinage de réserve de bande, comprenant un dérouleur à rouleau de bande, des cylindres d'avance et, éventueIlement,des des éléments d'alignement de la bande, de cisaille-ent des bords et de co-ande de cette bande, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il supporte, a un niveau surélevé, une plate-forme avec un appareil de jonction de bandes, enclenchable en ou hors de fonctionnement et qui est alimenté par une unité recevant la bande de unité d'emmagasinage de bande et tournant avec l'ensemble du dispositif, en direction inverse de celle d'avancé de la bande vers l'outillage de formage, la bande étant ensuite recourbée vers le bas selon un grand rayon pour être passée travers les éléments de l'équipement du dispositif au niveau inférieur, ce dispositif colportant un parcours saillant de repli de la bande servant à supporter et e-agasiner une boucle de bande faisant saillie en amont de l'arrêt de jonction des bandes de sorte que des temps morts de fabrication de tubes soient évités pendant le renpla- cement de la bande. 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'unité de réserve de bande est montée sur ladite plate-forme. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un parcours incurve de guidage de bande assure le déplacement en courbe vers le bas de la bande. 4 - Dispositif selon la revendication 3, dans lequel un rouleau prenant appui sur le début du parcours de guidage assure une courbure préliminaire de la bande. 5 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un moteur à vitesse commandée sert à faire tourner les cylindres d'entraîne- ment de bande de l'appareil de jonction et le parcours de bande est muni, en deux endroits d'éléments détecteurs ou interrupteurs, actionnés par la courbure ou boucle de la bande, respectivement, émettent respectivement des signaux vers le circuit de commande du moteur, de Sorte qu'en fonctionnement normal, la courbure de boucle est maintenue à un rayon sensiblement constant et que le moteur est arrêté par une boucle de grandeur maximale. 6 - Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'appareil de jonction comporte deux paires -parallèles d'éléments de découpage destines à cisailler nettement à la fois les extrémités des deux bandes, une unité de serrage de bande servant d'une part à maintenir l'extrémité de bandesortante en position de découpage et d'autre part à déplacer l'extrémité de bande vers une unité de soudage, comme fixation de soudage, les cylindres d'entraînement de l'appareil de jonction étant agencés de manière à avancer l'extrémité de nouvelle bande au contact de l'extrémité fixée de bande apr- tante, la jonction des extrémités étant ensuite réalisée.