Brevet FR2493193A2 — publié le 19820507

FR 2493193 A2 19820507 FR 8023493 A 19801031 Procédé d'enroulement d'un tube en spirale simple et machine pour la mise en oeuvre dudit-procédé. Le présent Certificat d'Addition se rattache au Brevet français N0 77.05333 déposé le 21 Février 1977 et ayant pour titre : "procédé d'enroulement d'un tube en spirale simple et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé'1. De manière très intéressante, quoique nullement limitative, l'objet de l'invention est de réaliser des serpentins spiroldaux utilisables dans les échangeurs de chaleur de toute nature et plus particulièrement destinés à constituer des collecteurs de capteurs solaires. On rappelle que suivant le procédé visé par le brevet principal, le tube déroulé à partir d'un plateau-dévidoir et guidé entre une paire de galets, est enroule en spirale autour d'un mandrin et entre deux plateaux entrains en rotation manuellement ou à l'aide de tout système motorisé adéquat. La machine destinée à la mise en oeuvre de ce procédé comprend essentiellement un plateau-dévidoir, une paire de galets de guidage et un ensemble de formage comportant-: un mandrin cylindrique solidaire d'un plateau inférieur et monté, à rotation libre, sur un pivot fixé sur le bâti de-ladite machine ; un plateau supérieur pourvu d'un manchon axial autorisant le logement dudit mandrin dont l'extrémité supérieure porte un axe fileté pour la réception d'un écrou permettant de solidariser lesdits plateaux inférieur et supérieur. Les perfectionnements visés par le présent Certificat d'Addition ont notamment pour objet de remedier aux insuffisances constatées lors de l'utilisation de la machine décrite au Brevet principal, d'accroître ses performances et de permettre aisément une diversification des formes des articles fabriqués. Compte tenu du fait que le mandrin solidaire du plateau inférieur et le manchon axial du plateau supérieur sont, suivant le brevet principal, montés concentriquement sur un même pivot,-il est pratiquement impossible de réaliser des enroulements de formes autres que celle d'un disque. Or, cette forme n'est pas la plus rentable pour la réalisation des capteurs solaires rectangulaires. D'autre part, l'évacuation des enroulements formés, nécessite le soulèvement et le déplacement manuels du plateau supérieur lesquels réclament l'intervention de plusieurs personnes et impliquent des risques d'accidents. Par ailleurs, les tubes de cuivre ou d'acier généralement utilisés pour la confection des serpentins des échangeurs de chaleur ne sont pas totalement dépourvus d'élasticite, de sorte que lorsqu'on stoppe la rotation des plateaux, cette élasticité engendre une certaine disjonc- tion non souhaitable des spires, laquelle contrarie notamment la soudure de ces dernières entre-elles. Les améliorations qui font l'objet du présent certificat d'addition remédient a ces insuffisances. Selon l'une de ces ameliorations, le plateau inférieur et le plateau supérieur de l'ensemble de formage, sont portes chacun, par un arbre indépendant. Suivant une autre caractéristique, l'un de ces arbres est stationnaire, tandis que le second est susceptible d'être déplacé par rapport au premier. Selon une autre caractéristique, l'arbre occupant une position invariable est celui qui porte le plateau inférieur, -tandis que l'arbre susceptible d'être déplacé est celui qui soutient le plateau supérieur. Selon une autre caractéristique, l'arbre soutenant le plateau supérieur est porté par l'extrémité d'unepotence pivotante montée avec une aptitude de déplacement vertical. Selon une autre caractéristique, le plateau inférieur porte un mandrin de forme oblongue. Selon une autre caractéristique, la machine est pourvue de dispositifs de pression latéraux permettant-d'exercer une action de serrage sur la périphérie des enroulements exécutés. La machine pourvue des perfectionnements selon le présent Certificat d'Addition > offre de nombreux avantages. Elle permet le montage de mandrins de formes et dimensions variées et, par conséquent, l'exécution d'enroulements de formes et dimensions diverses, y compris de forme oblongue qui se sont avérés très interessants pour la fabrication des capteurs solaires rectangulaires. La mise en situation opérante de l'ensemble de formage, l'exécution des enroulements spiro-daux, l'ouverture dudit ensemble de formage et l'enlèvement desdits enroulements, peuvent être exécutés facilement, rapidement, en toute sécurité et avec un minimum d'interventions manuelles. Les spires sont maintenues jointives durant la pose des points de soudure, ce qui facilite cette intervention et favorise ultérieurement la conductibilité thermique entre spires, lors de la mise en fonctionnement des capteurs solaires équipés de collecteurs réalisés à l'aide de la machine revendiquée. Ces buts, avantages et caractéristiques, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexes dans lesquels : La figure 1 est une vue en plan et a caractère schématique, d'un exemple de réalisation de la machine visée par le présent Certificat d'Addition. La figure 2 est une vue de face, avec coupes partielles, de cette machine. La figure 3 est une vue de face, montrant l'ensemble de formage en position d'ouverture. La figure 4 est une vue en plan du plateau inférieur de l'ensemble de formage ; le trace en traits fins illustrant un enroulement terminé. La figure 5 est une vue de détail et en coupe illustrant l'un des moyens de verrouillage des plateaux en position d'accouplement. On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple d'exécution avantageux, bien que non limitatif, d'une machine pourvue des perfectionnements selon le présent Certificat d'Addition. Cette machine comporte un ou deux dévidoirs 1 lesquels peuvent être utilises séparément ou simultanément, selon que l'on désire exécuter des serpentins spiroïdaux a enroulement simple ou a double enroulement, respectivement. Ces dévidoirs sont, par exemple, constitues par des plateaux montes a rotation libre autour d'un axe vertical. A la sortie de chaque dévidoir, est dispose un train de galets redresseurs 2 dont le support 2a est monte oscillant autour d'un axe 3. L'ensemble de formage disposé à la suite des trains de galets redresseurs comprend un plateau inférieur fixe 4 et un plateau supérieur mobile 5, ayant avantageusement des dimensions et une forme identique, cette dernière étant, de préférence, oblongue ou ovale. Le plateau inférieur est cale sur l'extrémité supérieure d'un arbre d'entrainement 6 dont l'extrémité inférieure porte une poulie 7 de grand diamètre sur laquelle s'enroule la courroie de transmission 8 montée sur la poulie motrice 9a de plus petit diamètre d'un moteur électrique 9. L'arbre 6 occupe une position verticale invariable. Il est, par exemple, monté tournant dans des paliers supportes par le bati 10 de la machine. Sur la face plane supérieure du plateau inférieur est monté le mandrin 11 dont le pourtour peut avoir une forme variée : circulaire, carrée, elliptique, rectangulaire, oblongue, etc... Ce mandrin est, de préférence, monté de façon amovible sur le plateau inférieur, de façon à permettre son remplacement : soit pour permettre linstallation d'un mandrin de hauteur différente adaptée au diamètre du ou des tubes à enrouler, soit pour autoriser le montage d'un mandrin de forme différente pour produire des serpentins d'une autre -forme. Le mandrin 11 équipant le plateau inférieur doit avoir une hauteur légère- ment supérieure au diamètre du ou des tubes utilisés pour constituer les serpentins. Il comporte, latéralement, une ouverture 11a tandis que le plateau inférieur est dote d'un ou deux trous 4a, au voisinage de ladite ouverture et à l'intérieur de la surface délimitée par ledit mandrin. Le plateau supérieur 5 est porté par l'extrémité inférieure d'un arbre vertical 12. Il est, par exemple, calé sur ledit arbre lequel tourillonne librement dans des paliers dont le support 13a constitue d'extrémité d'une potence pivotante 13. Ledit plateau supérieur est ainsi monté à rotation libre à l'extrémité de cette dernière. Des moyens permettent l'accouplement en rotation ou le désaccouplement des plateaux inférieur et supérieur Ces moyens comprennent, par exemple, deux tiges filetées 4b solidaires du plateau inférieur et s'élevant verticalement sur la face supérieure dudit plateau. Ces tiges ont une hauteur supérieure à celle du mandrin et sont disposées a l'intérieur d'une aire délimitée par ce dernier. De'manière complementaire, le plateau supérieur est pourvu, symétriquement, de deux trous Sa traverses par la partie supérieure des tiges 4b lorsque les deux plateaux sont accouplés. Des écrous à oreille 14 se vissant sur ltextremite filetée des tiges 4b, permettent le verrouillage des plateaux 4 et 5 en position d'accouplement. De manière comparable à ce qui est expose au brevet principal, le plateau supérieur 5 comporte des lumieres radiales 5b le traversant dans son épaisseur. La potence pivotante 13 est montée avec une aptitude de déplacement vertical. Elle est, par exemple, rigidement solidaire de la partie supérieure rotative 15a d'un mât 15 de longueur variable dont la partie inférieure est constituée par un vérin 15b, la tige de ce vérin étant accouplée à la base de ladite partie supérieure rotative, au moyen d'une butée à billes 15c. Sur chaque csste de la barrière de protection 16 entourant l'ensemble de formage de la machine, et de manière opposée, sont installés des dispositifs de pression escamotables destinés à exercer une action de serrage sur le pourtour des enroulements exécutés. Ces dispositifs sont, par exemple, constitués par des vérins 17 portés par des tablettes rabattables 18 articulées sur les cotés de la barrière de protection 16 laquelle est rigidement solidaire du bâti 10 de la machine. L'extrémité de la tige 17a de ces vérins de pression est pourvue d'un organe d'appui 17b destiné à venir au contact dé la périphérie des enroulements exécutés. On conçoit bien le fonctionnement de la machine qui vient d'être décrite. L'extrémité initiale du tube ou des tubes19a, 19b déroulés des devidoirs 1 et redresses par les trains de galets2, est engagée dans l'un des trous d'entrainement 4a que présente le plateau inférieur 4. Le plateau superieur~est ensuite amené au-dessus dudit plateau inférieur, par le pivotement de la potence 13 et la rétraction du mât télescopique, de façon qu'il vienne en appui sur la surface superieure~de la forme ou mandrin~11. Le verrauillage des plateaux inférieur et supérieur en position d'accouplement est réalisé au moyen des écrous 14 se vissant sur la partie supérieure des tiges-4b traversant les trous 5b. Dans cette position, les arbres 6 et 12 des plateaux inférieur 4 et supérieur 5, respectiVement, sont placés en alignement. L'entraînement en rotation des plateaux accouplés, au moyen du moteur 9, assure l'enroulement du ou des tubes 19a, 19b autour de la forme ou mandrin 11. Lorsque le nombre de tours nécessaires à l'obtention d'un serpentin de dimensions déterminées est achevé,l'ensemble de formage s'inwnobilise et le ou les tubes 19a, 19b sont coupes à proximité dudit ensemble. Les moyens de pression 17 sont mis en position et en action, de façon à maintenir les spires de l'enroulement réalisé en situation jointive. Les spires resserrées sont ensuite soudées entre-elles à travers les lumières radiales 5b ménagées dans le plateau supérieur 5, de façon à rigidifier le serpentin réalisé ; les points de soudure faisant, d'autre part, office de ponts thermiques. Enfin, les moyens de pression sont placés en situation inopérante et effaces, l'ensemble de formage est ouvert par la mise en extension du mât 15 et le pivotement de la potence 13, après avoir retiré les écrous 14, et le serpentin ou collecteur 19 terminé peut être enlevé. REVENDICATIONS 1. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroïdaux selon le procédé de la revendication 1 du brevet principal, comportant un ensemble de formage constitue de deux plateaux rotatifs (4, 5) susceptibles d'être accouplés ou désaccouplés et dont l'un est équipé ou apte à être équipé d'une forme ou mandrin (11), caractérisée en ce que chacun desdits plateaux est porte par un arbre indépendant (6, 12). 2. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroldaux suivant la revendication 1 ci-dessus, caractérisée en ce que l'un (6) desdits arbres est stationnaire, tandis que le second (12) est susceptible d'être déplacé par rapport au premier. 3. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroïdaux selon l'une des revendications 1 ou 2 ci-dessus, caractérisée en ce que les plateaux (4, 5) occupent une position horizontale tandis que les arbres indépendants (6, 12) sont places verticalement. 4. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroïdaux suivant la revendication 3 ci-dessus, caractérisée en ce que T'arbre occupant une position invariable est celui (6) qui porte le plateau inférieur (4), tandis que l'arbre susceptible d'être déplacé est celui (12) qui soutient le plateau supérieur (5). 5. - Machine pour l'execution d'enroulements spiroidaux selon la revendication 4 ci-dessus, caractérisée en ce que l'arbre (12) soutenant le plateau supérieur (5) est porte par leextrémité (13a) d'une potence pivotante (13) montée avec une aptitude de déplacement vertical. 6. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroldaux suivant la revendication 5 ci-dessus, caractérisée en ce que la potence pivotante (13) est portée par la partie supérieure d'un mât (15) de longueur variable comprenant, par exemple, une partie supérieure rotative (15a) sur laquelle est rigidement fixée ladite potence et une partie inférieure formée par un vérin (15b) dont la tige est accouplée à la base de ladite partie supérieure rotative, au moyen d'une butée à billes (15c). 7. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroadaux suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6 ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle est pourvue de dispositifs de pression latéraux escamotables (17) permettant d'exercer une action de serrage sur la périphérie des enroulements réalisés. 8. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroïdaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ci-dessus, comprenant un ou plusieurs trains de galets redresseurs (2) disposes entre le ou les dévidoirs (1) et l'ensemble de formage, caractérisée en ce que le support (2a) de ce ou de chacun de ces trains de galets redresseurs est oscillant. 9. - Machine pour l'exécution d'enroulements spiroïdaux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 ci-dessus1 caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un mandrin (11) de forme oblongue. 10. - Serpentins pour échangeurs de chaleur et, notamment, collecteurs de capteurs solaires, caractérisés en ce qu'ils sont exécutés par la mise en oeuvre de la machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ci-dessus.