Brevet FR2391008A1 — publié le 19781215

L'invention est relative å 1a fabrication de tuyaux flexibles obtenus par enroulement hélicoïdal d'une bande ou ruban flexible dont les spires sont solidarisées par soudage ou par agrafage. Le problème a été résolu jusqu'ici par des procédés ne permet tant pas d'obtenir de grands diamètres, qui sont désirables pour certaines tuilisations, telles par exenple que l'obtention de souf flets de dilatation de grand diamètre. De plus las anciens procédés opèrent par phases successives et de ce fait exigent des appareillages de grande longueur et d'un coût extrèmement élévé, Une caracteristique de la nouvelle invention va être de réa liser dans un seul stade opératoire les opérations classiques de profilage, cambrage et soudage, soudage qui, du reste, peut être remplacé par un agrafage. L'invention permet en effet avec un appareil unique, dont l'encombrement et.le poids sont. dans le rapport de I à 100 ou même plus par rapport aux installations existantes, de réaliser les trois opérations simultanément et continuement. Ce résultat est obtenu grace à l'utilisation d'une pièce nouvelle qui permet de supprimer pratiquement toute interférence entre les postes de profilage, de cambrage et de soudage, bien que ces trois postes travaillent sur une unique mandrin ratatif, immobi le en transiation axiale. Ce progrès est obtenu, sans réduction, voir avec augmentation de la vitesse usuelle, et n'est limité que par la vitesse de fonc tionnement du poste de soudage. Une des caractéristiques principales de l'invention est de réaliser en une seule opération le profilage et se cambr.ageScette opération procurant, simultanément, l'appel du feuillard qui va être travaillé, le mot feuillard étant employé uniquement pour rappeler la forme sous laquelle la; matière à travailler se présen- te, et non pour linter la nature- de cette matière. Une autre @aractéristique de l'invention est à voir dans le dispositif qui permet d'obtenir des spires finalement hélicoïda- les alors que l'appareillage de traitement et de propulsion ne pré- sente que des pièces ou parties cylindriques ou circulaires, ayant * ou non un axe de rotation commun. Cette particularité inventive supprimo radicalement tous les satellites qui pullulent plus ou moins autour des mandrins fant pour assurer l'entrainement du feuillard par le mandrin que pour imprimer aux spires une forme hélicoïdale et que pour sssurer apres l'évacuation des spires*qu'elles ont été soudées ou agrafées entre elles. Une autre caractéristique en effet de }'invention consiste en ce que ltévacuation des spires, ainsi que l'obtention de la forme hélicoïdale est assurée par le mandrin lui-même. Il convient de signaler que 11 invention a rendu possible la création, avc le même outillage, dtun produit industriel nouveau, à savoir la réalisation de toute une variété nouvelle de tuyauteries 'a parois multiples, ces parois pouvant être réalisées avec des feuillards de natures différentes. Il a été in effet constaté que, avec le premier outillage de mise au point, réalisé par l'inventeur, il était possible d'introduire un second feuillard pour obtenir un tuyau ondulé 'a doubles parois, seuls les paramètres de l'appareil de soudure devant être ajustés. Ce deuxième feuillard- reut Qtre introduit, la machine étant en marche. Il serait même possible d'introduire plus qu'un deuxième feuillard, mais la demande est à l'heure actuelle inexistante, sans doute à cause de l'impossibilité d'envisager un pareil résultat avec les machines actuellement connues. L'invention se distingue également par un certain nombre de caractéristiques qui apparaitront mieux au cours de la description qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre, sans que le demandeur ehtende limiter la portée de son invention aux particularités ou par les particularités spécifiques à l'exemple choisi pour l'illustration. Dans les dessins joints ure I représente en perspective l'ensemble de l'appareil, étant entendu qu'il n'a éte représenté ni le moteur assurant la rotation du mandrin, ni les paliers de support. - Figure 2 est une vue en bout,du eoté ou le feuillard pénètre dans le guide. - Figure 3 représente en coupe transversale le genre de nervure qui est embouti dans le feuillard. - ligure 4 correspond à figure 3 dans le cas de deux feuillards su perposes et usinés simultanément. gure 5 représente en coupe longitudinale la vue des tuyaux après soudure des spires. ure 6 montre en élévation et vue en direction axiale, la formation du profil sur le feuillard. - Figure 7 est une élévation, vue selon la flèche C de figure S. - Figure 8 est une vue par en dessus selon la flèche D de figure 7. - Figure 9 représente la partie du guide en forme de soc, vue par en dessous selon la flèche A de la Figure 10. - Figure IO, reprCsente la partie du guide en forme de soc, vue en élévation selon la flèche B de la figure 9. - Figure 11 est une coupe schématique, par l'axe du mandrin, montrant divers stades de l'ope'ration. - Figure 12 correspond, partiellement à figure Il, le plan de coupe ayant tourné de 900. - Figure I3 est une coupe axiale transversale, perpendiculaire à l'axe du mandrin, le feuillard n'étant pas représenté. lans la figure I, on n'a représenté que le mandrin rotatif, mais non le moteur qui l'actionne, ni les paliers qui supportent le dit mandrin. IS n'a pas été représenté non plus la bobine de feuillard qui approvisionne par déroulement, la machine proprement dite, en répondant à l'appel de celle-ci. Un guide I prend en charge le feuillard I0 et le présente sur les couronnes 6 et 7, solidaires du mandrin 2, animé d'un mouvement de rotation par le dit moteur; ce guide, par sa forme, conssitue un outil de cambrage 4 comportant une partie mâle 3 en forme de soc (figures Il @ I2) qui est destinée à creuser, par déformation progressive du feuillard, une rainure médiane ou sillon 5 (figure 3) et ce, gracie aa la partie femelle, qui est constituée par les deux couronnes 6 et 7 parallèles entre elles qui se présentent en saillie par rapport au mandrin. Cependant, il est utile de pouvoir écarter momentanément l'outil mâle et le guide pour faciliter l'introduction du feuillard jusqu'à sa sortie du guide. On préntoiera donc l'ensemble, guide et outil mâle, mobile en translation, ce qui est une simple question mécani- que qui ne présente aucune difficulté, et de ce fait, n'a pas été représentée pour ne pas rendre le dessin illisible. Le feuillard va donc prendre une forme de U majuscule, avec deux ailettes aux extrémités des branches, replies à angle droit, comme reprsenté en figure 3, II et 12. Il est essentiel de remarquer ici que l'approfondissement à force de la rainure par le soc a pour effet de plaquer les parois extérieures de la rainure contre les parois internes des deux couronnes 6 et 7, d'où il résulte une sorte d'emboitement à force qui a pour résultat un entrainenent du feuillard par le mandrin, en trainenent qui constitue également l'appel dont il a etc question plus haut, appel qui assure le de'roulement de la bobine et donc l'alimentation continue en feuillard Ce perfectionnement remplace avantageusement les moyens usuels (rouleaux de compression) qui constituent un appareillage complé- mentaire et une plus grande dépense de force et un encombrement superflu autour de la machine. Mais l'intérêt de cette disposition est renforcé du fait que, après avoir dépassé le soc, le feuillard, aui est encore soumis à une élasticité résiduelle, tend à se redresser enaugmentant son rayon de courbure et de ce fait la saillie qui correspond à larainure tend s s'échapper d'entre les couronnes 6 et 7 et les ailetts à s'éloigner de leur appui sur celles-ci. Ainsi se trouve préparé, bien longtemps à l'avance, une disposition qui jouera un role capital au point de soudure avec la spire précédante. sis avant d'atteindre le point de soudure se place l'introduction d'une pièce qui constitue peut-être la caractéristique la plus originale de l'invention. Cette pièce, vue en direction axiale, a la Corme d'un crois- sant 8, avec une ouverture un peu supérieure à 180 , son rayon interne est égal à celui du mandrin, le centre étant sur l'axe du mandrin, tan@is que le rayon externe, est supérieur à celui du mandrin, le centre étant au dessous de l'axe du mandrin. Le raccordement entre les deux arcs de cylindre est l'affai- re des outilleurs professionnels,ce qui ne pose aucun roblème. Il en résulte que à l'arète de raccordement des deux surfaces, le feuillard, qui se trouve avoir été dégagé des deux couronnes encadrantes, comme il a été expose ci-dessus, peut passer facile ont sur la surlace extérieure du croissant, en ramarquant que le feuillard repose sur la surface du croissant par la saillie exté- rieure que forme la rainure intérieure,en sorte que, après passage sur le croissant les ailettes se trouvent en position surélevée par rapport à la surface porteuse. Ainsi se trouve préparée l'emboitement avec la spire précédante,emboitement qui commence un peu avant que le feuillard n'atteigne le point où la soudure sera effectuée. Ce qui précède se lit sur les figures-II et I2, dans lesquelles on voit à droite l'enfoncement progressif dusoc 3 dans le feuillard, puis la position 9 dans laquelle le feuillard est passé sur la surface extérieure du croissant 8; enfin dans les positions suoessives 12, 13, 14, l'emboitement progressif sous les ailettes de la spire précédente, le point de soudure étant à 900 par rap-: port au plan de la figure On remarquera, la présence de couronnes I5,I6,I7 analogues aux couronnes 6 et 7, qui recoivent entre elles la partie en saillie du feuillard entre les arêtes 18 et -19, On voit donc que le feuillard vient porter sur le mandrin dans la région du petit cercle, entre 18 et I9, et sur la surface extérieure du croissant, dans la région 19, I8 complémentaire. On remarquera de même la distance qui sépareles points 2C et 21, entre les couronnes 7 et 15, qui définit une région sur la périphérie du mandrin, région sur laquelle le feuillard est obli- gé de former une ou-deux spires nettement hélicoïdales avant de franchir la couronne I5 dans la 2artie hors du croissant, pour retomber entre les couronnes 15 et I6 hors du croissant, c'est dans cette dernière zone que se trouve le point de soudure, point en face duquel le feuillard est bien engagé entre les deux couronnes Iv-I6 et reposant sur ces couronnes par ses ailettes. Clest dans cette position , fermement appuyé sur la couronne 16 qu'il passe au pont de soudure ( non visible sur la figure), point auquel l'ai- lette la plus à gauche de cette spire est soudée sur l'ailette la plus à droite de la spire précédant, laquelle spire est elle-meme encore engagée et maintenue entre les couronnes I6 et I7. Les couronnes peuvent avoir été usinées dans le mandrin, ainsi que la plac-e 20, 21 dans le mandrin, ainsi que représenté, ou au contraire être rapportées sur le mandrin. Ce qui est remarquable, c'est que la plage entre les couronnes 7 et I5, bien que créeespar des éléments circulaires,donne naissance, pour le feuillard, à des spires hélicoidales, d'où résulte un usinage plus facile. Sur la figure I, assez schématique, tout n'a pu être représenté, mais on voit d'abord le guide I, supposé transparënt, qui laisse voir, entre 22 et 23 la rainure, allant en s'élargissant et en s'ap profondissant, formée par l'action du soc,non représenté, On apercoit en partie la plage 24 (entre les points 20 et 21 non vus), le croissant 8 en partie, la molette de soudage 25, la couronne I5. Sur les figures I et 2, on voit comment on peut introduire, meme en état des marche un second feuillard 100 sous le feuillard IO. - R E V E N D I C A T I O N S -I) Machine pour la fabrication de tuyaux métalliques, soudés ou agrafés hélicoïdalement sur mandrin rotatif à partir de feuil lards, caractérisé en ce que on utilise un mandrin unique, commun aux ppstes de cambrurë de profilage et de soudage ou agrafage. -2) tachine selon la revendication I caractérisé en ce-que la cam- brure et le profilage se font au même poste -3) Machine selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que le feuillard est formé d'une manière telle que, du coté mandrin, il puisse stemboutir à force dans une partie femelle du mandrin, et constituer ainsi un moyen d'entrainement en ro- tation. - 4)Machine selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'outil de cambrure est completé par une saillie en forme de soc, adap té pour former dans le feuillard une rainure ou gorge qui, au départ, présente une profondeur et largeur nulle, pour s'appro fondir et s1 élargir progressivement jusqu'à atteindre une va leur constante et présenté un profil en forme de U, dont les branches se terminent par deux ailettes s'étendant de part et d'autre extérieurement aux branches,dans un plan horizontal. -5)Machine selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que l'outil de cambrure et l'outil de profilage forment un en semble dont la distance au mandrin est réglable, et peut mmmen- tanément s'écarter, pour l'introduction du feuillard à la mise en route. -6)Machine selon l'une des revendications I ou 2 caractérisé en ce que le mandrin à une certaine distance en aval du poste ou des postes de cambrure et de profilage, tourne dans une pièce fixe en forme de croissant, dont le rayon interne est égal au rayon du mandrin et le rayon externe étant décentré par rapport a l'axe du mandrin. -7)Machine selon la revendication 6, caractérisé en ce que le man-- drin est entouré par le croissant sous un angle de préférence supérieur à 180 . -8) Machine selon la revendication 3 caractérisé en ce que le man- drin présente un certain nombre de couronnes, venues de fabri- cation avec le mandrin, ou rapportées ,dont l'épaisseur dans le sens radial est comprise dans les termes " rayon dumandrin ", l'in tervalle entre deux couronnes constituant la partie femelle du mandrin. - 9)Machine selon la revendication 8 caractérisé en ce que les di tes couronnes sont réparties en deux groupes, laissant entre eux un espace cylindrique suffisant pour permettre au feuillard de s'y enrouler hlicoRdalement. -10)Machine selon la revendication 9 caractérisé en ce que le grou- pe de couronnes, le plus près de +'évacuation de l'ouvrage, comporte trois couronnes, le dispositif de soudure étant dis- rosé en face ae la couronne médiane, dans la partie hors crmis sans. -11)Prodédé de fabrication de tuyaux, à partir de feuil lards enrou lés en spires soudées hélicoïdalement entre elles, fabriqués sur une machine selon l'une des revendications I à IO caracté risé en ce que l'on introduit et usine dans la machine un ou plusieurs feuillards. -12)A titre de produits industriels nouveaux, les tuyaux obtenus Q( partir de feuillards, formés de plusieurs parois solidari sées entre elles par le soudage simultáné et superposé des spires entre elles.