Brevet FR2487701A1 — publié le 19820205

L'invention concerne un dispositif pour onduler des tuyaux en matière plastiquement déformable, dispositif consti- tué notamment par une enveloppe de câble en métal à travers laquelle le tuyau est guidé en continu, cette enveloppe consis- tant en un manchon de laminage d'ondes, pourvu, sur sa surface intérieure, d'une nervure de conformation attaquant le tuyau en différents points successifs sur sa longueur, nervure montée à rotation libre dans une tête d'ondulation entratnée en rota- tion, auquel cas l'alésage intérieur du manchon est supérieur au diamètre du tuyau à onduler, et le manchon est monté excen- triquement par rapport au tuyau. Dans un dispositif connu par le brevet DD 59 536, un manchon, pourvu d'un bourrelet saillant en forme d'hélice est fixé à un support qui tourne autour de l'axe longitudinal du tuyau à onduler. Dans ce dispositif, le manchon est fixé sur le support en formant un angle avec l'axe du tuyau, de manière à produire une ondulation de profondeur suffisante désirée. Un dispositif analogue, décrit dans le brevet DE 19 00 953 se compose d'un manchon avec pas de filetage inté- rieur, qui est également fixé excentriquement à un support qui tourne autour de l'axe longitudinal du tuyau à onduler. Ces deux dispositifs présentent en commun le fait que l'alésage intérieur de l'outil d'ondulation, c'est-à-dire du manchon, est supérieur au diamètre extérieur du tuyau à onduler. Etant donné que, dans les deux dispositifs, le manchon est fixé à rotation libre et excentrique sur le support, le manchon, lors de la rotation du support, roule, avec une excen- tricité suffisante, sur la surface extérieure du tuyau, en produisant une ondulation de forme annulaire. On a constaté que l'ondulation produite par ces dispositifs connus, ne convient pas à de nombreux buts particu- liers d'emploi, parce qu'elle n'est pas uniformément répartie le long de la longueur du tuyau. C'est ainsi, par exemple, que pour la technique de transmission à haute fréquence, il est nécessaire de disposer d'une ondulation rigoureusement uniforme sur la longueur du tuyau. Cette ondulation doit également être exempte de déformations dans le domaine des flancs de l'onde, avec une forme autant que possible adaptée à la forme sinusol- dale. 2 2487701 La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus, et, en conséquence, d'amé- liorer le dispositif connu, de telle sorte que, avec celui-ci, on puisse réaliser des tuyaux ondulés pourvus d'une ondulation régulière uniforme, qui satisfassent aux exigences les plus sévères de la technique d'utilisation. Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif pour onduler les tuyaux en matière plastique, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre intérieur du passage de traversée formé par la nervure intérieure et le diamètre exté- rieur du tuyau une fois ondulé est égal, dans le domaine du creux d'une onde, à 2/1 ou un multiple entier de ce rapport, avec une tolérance d'écart maximal de 5 %. L'invention part de la constatation que, pour la production d'une ondulation exempte de défauts, il est néces- saire que la partie postérieure de la nervure de conformation (vue dans la direction de passage du tuyau) vienne s'engager avec précision dans le creux d'onde produit par le pas de filetage situé en avant, et autant que possible, au m9me endroit, en direction du pourtour, o la zone de la nervure correspon- dante a formé l'ondulation. Pour des tuyaux ondulés de qualité maximale, l'écart maximal éventuel de la position ainsi déterminée doit être de 1 %. Un écart de 0 % serait évidemment idéal, mais, pour des raisons économiques, il faut admettre cet écart maximal à 1 %. En effet, bien que, entre le manchon producteur d'ondula- tion et le tuyau à onduler, il ne se produise pas de déplace- ment relatif notable, le manchon se trouve exposé a une certaine usure de frottement. Pour augmenter la durée de service du manchon, on est amené à usiner celui-ci avec un certain excès de tolérance, et à le maintenir en service dans le dispositif jusqu'à une tolérance minimale égal au plus à 5 %. Pour la production d'une ondulation de forme annu- laire, la nervure de conformation s'étend en forme d'hélice. La nervure de conformation doit comprendre au moins trois spires ou pas de filetage, et les spires postérieures s'engagent dans l'ondulation sans provoquer de déformation notable à celle-ci. Dans le cas o l'on désire réaliser une ondulation particulièrement profonde, on a constater comme avantageux de prévoir que la hauteur de la nervure de conforma- tion, au début du filetage, est croissante régulièrement, sur un domaine d'au moins 360 degrés, jusqu'à atteinte de sa hau- teur maximale, l'espacement entre les spires du filetage res- tant alors identique. Le domaine d'entrée du filetage doit s'étendre sur au moins 720 degrés. Si l'on utilise un manchon de laminage d'onde dans lequel sont disposées deux ou plusieurs nervures de conformation (sous forme de vis à plusieurs filetages), il est possible, pour une même vitesse de fabrication, de réduire la vitesse de révo- lution de la tête porteuse de nervures, ou bien d'accroître la vitesse de fabrication pour une même vitesse de rotation de la tête, étant donné que la vitesse de fabrication résulte du produit du pas de la nervure par la vitesse de rotation de la tête. Pour produire une ondulation en forme d'hélice, la nervure de conformation est constituée par plusieurs nervures annulaires disposées au même espacement réciproque. Il faut prévoir dans ce cas au moins trois nervures de conformation annulaires, les nervures arrière s'engageant dans l'ondulation sans produire de déformation notable. Si l'on désire réaliser une ondulation particulièrement profonde, on a constaté avan- tageusement de prévoir que la hauteur des nervures de conforma- tion soit croissante jusqu'à atteindre la hauteur maximale, la distance entre les nervures restant identique. Le domaine d'en- trée du filetage doit alors s'étendre sur au moins deux nervu- res de conformation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que, derrière le manchon de laminage d'onde, en direction du passage, est disposé, dans la tête, un autre man- chon de laminage d'onde, dont l'excentricité est décalée de degrés par rapport au premier manchon. Ce second manchon est constitué, du point de vue nervure de conformation, par rapport au premier manchon, de telle manière que sa nervure de formage vienne s'engager dans les creux d'ondes du tuyau ondulé. Grâce à cette disposition de deux manchons de formage d'ondes, les forces de déformations sont absorbées à l'intérieur de l'outil, et aucun dispositif de maintien pour le tuyau n'est nécessaire. Entre les deux manchons de formage est disposée une plaque annu- laire concentrique au tuyau, laquelle présente, s'étendant en 4 2487701 direction radiale et décalée entre eux de 180 degrés, deux fentes allongées, dans lesquelles sont guidés des tourillons disposés sur le côté frontal des manchons. Cette plaque annu- laire permet d'assurer que les deux manchons formateurs d'ondes sont en permanence synchronisés entre eux. Au cours de leur rotation excentrée autour du tuyau métallique à onduler, les tourillons se déplacent librement dans les fentes de la plaque. Pour obtenir une ondulation impeccable des tuyaux, il est avantageux de supporter les arbres dans la t9te de ma- nière à pouvoir osciller pendulairement, ce qui peut être réalisé par exemple par deux paliers à billes espacés l'un de l'autre, ou par un palier à aiguilles. Ainsi qu'il a été men- tionné plus haut, les manchons formateurs d'ondes sont entraînés de manière à rouler sur la surface extérieure du tuyau. Mais il est également possible de prévoir que les outils ondulateurs avec leurs manchons, sont couplés avec l'entratnement de la tête par l'intermédiaire d'un engrenage. Cependant, ce mode d'entraînement est très compliqué, de sorte qu'il ne faut y avoir recours, que lorsqu'il s'agit de réaliser une ondulation répondant à des exigences les plus sévères. L'invention est expliquée ci-après au moyen d'un exemple de réalisation représenté schématiquement aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif conforme à l'invention pour la réalisation d'ondes annulaires. - la figure 2 est une vue analogue d'un dispositif pour la réalisation d'une ondulation en forme d'hélice sur le tuyau. - la figure 3 représente le parcours de révolution d'un point d'attaque d'un des manchons sur le tuyau. Un outil ondulateur 2 est disposé, de manière démon- table, sur un arbre creux 1 entraîné en rotation, d'un disposi- tif formateur d'ondulation connue qui est, de préférence, partie constituante d'une installation de fabrication de tuyaux, dans laquelle, d'une manière non représentée, une bande de métal introduite longitudinalement est conformée en un tuyau fendu, qui est ensuite fermé par une soudure longitudinale et finale- ment ondulé. L'arbre creux 1 présente une ouverture de passage 3 pour le tuyau lisse 4 à couture de soudage longitudinale. 2487701 L'outil ondulateur 2 est fixé excentriquement sur une tête à onduler la, qui est fixée elle-même à l'arbre creux 1 au moyen de boulons 5 qui passent à travers des perçages allongés 6 du support d'outil ondulateur 7. Le manchon formateur d'ondes par laminage 8 est vissé dans l'outil ondulateur 2 et est supporté à rotation libre dans des paliers à billes 9 dans le support d'outil 7. Ce manchon 8 est pourvu, comme représenté, d'une nervure de formage 10 à cinq spire en hélice (figure 1) qui produit une ondulation de forme ondulée dans le tuyau lisse 4. Un outil ondulateur identique 2a est disposé à la suite de l'outil 2 en direction de traversée du tuyau, avec la différence que son excentricité est décalée de 180 degrés, de telle sorte que la nervure de formage lOa attaque le tuyau 4 sur le c8té opposé à celui o attaque la nervure de formage 10. Entre les manchons ondulateurs 8 et 8a est disposée une plaque en forme de disque 11. Cette plaque présente une ouverture centrale 12 de passage pour le tuyau ondulé 13, ainsi que deux perçages allongés 14 et 15 s'étendant en direction radiale, dans lesquels s'engagent des tourillons 16 fixés respectivement aux outils 2 et 2a. Relativement à la distance entre les outils 2 et 2a ainsi qu'à leur position en direction du pourtour, le manchon ondulateur 8a proprement dit est disposé de telle manière que sa nervure de formage lOa s'engage avec précision dans l'ondu- lation qui a été réalisée par la nervure de formage 10 de l'autre manchon. Lors de la rotation de l'arbre creux 1 ainsi que de la tête à onduler la, les outils ondulateur 2 et 2a tournent excentriquement autour de l'axe du tuyau et ils impri- ment alors, au moyen des nervures de formage 10 et lOa des manchons 8 et 8a, l'onde désirée dans le tuyau 4. Les deux man- chons 8 et 8a roulent pour cela sur la surface extérieure du tuyau. En raison du fait que le rapport entre le diamètre extérieur D des manchons 8 et 8a et leur diamètre dans le creux d'une onde, est égal, comme dans l'exemple représenté, à 2/1, chaque manchon 8 et 8a exécute une révolution autour du tuyau pendant que la tête la a fait deux tours. De cette manière, on est assuré que la spire suivante de la nervure 10 et lOa s'in- sère avec précision dans le creux d'onde du tuyau 13. Les 6 2487701 spires suivantes, notamment celles de la nervure lOa servent essentiellement à un calibrage final de l'ondulations Par contre, l'outil ondulateur 2a a en plus pour r8le d'absorber les forces de formage. L'excentricité des outils 2 et 2a peut être réglée, d'une manière connue au moyen de vis de réglage 17 et 17a. Dans la figure 2 est représenté, dans une vue en coupe longitudinale analogues un dispositif qui permet de réali- ser une ondulation en forme d'hélice sur le tuyau. A la diffé- rence avec le dispositif de la figure 1, les nervures de formage et lOa prévues dans les manchons de laminage 8 et 8a sont formées par des anneaux disposés à même intervalle, l'un der- rière l'autre. La figure 3 est un graphique montrant le parcours de révolution d'un point d'attaque d'un manchon 8 ou 8a sur le tuyau. Le point Al se trouve, après une demi-révolution de la t9te d'outil la, à l'emplacement A'l. Après une révolution complète de la tëte, il se trouve à lemplacement A"*. Après une révolution et demie de la tête, il se trouve à l'emplacement A"'l. Enfin, après deux révolutions de la tête la, il se trouve à nouveau au point Al. Comme on le voit, le parcours a la forme d'une courbe en coeur. L'avantage essentiel du dispositif conforme à l'in- vention réside en ce que, au moyen de ce dispositif, il est possible de réaliser une ondulation de forme annulaire, qui est calibrée avec une régularité et une précision qui répondent aux exigences les plus sévères de la technique à hautes fré- quences. Ces tubes ondulés, notamment en cuivre, sont utilisés, dans la technique des hautes fréquences, pour la transmission d'énergie. Ils sont par exemple constitués pour des conducteurs creux, par des tuyaux ondulés, ainsi que comme câbles à haute fréquence coaxiaux, qui sont constitués par deux tuyaux ondulés maintenus en position concentrique au moyen de pièces d'espace- ment appropriées. On connaît également des câbles à haute fré- quence dans lesquels, sur le conducteur intérieur, massif ou de forme tubulaire, est disposée une couche de matière expansée-en mousse sur laquelle est placé un tuyau ondulé comme conducteur extérieur. Mais il est également possible de fabriquer, au moyen du dispositif de l'invention, des tuyaux pourvus d'ondu- 7 2487701 lations particulièrement profondes. Cela résulte de la grande différence de diamètre entre les manchons de formage 8 et 8a et le tuyau à onduler 4, l'excentricité entre les deux outils 2 et 2a étant égale au rayon du tuyau dans le domaine du creux d'une onde. De m9me, il est possible de fabriquer, avec le dis- positif de l'invention, des tuyaux pourvus d'une ondulation hélicoïdale, pour lesquels on retrouve les mêmes avantages que ceux mentionnés ci-dessus. - 8 2487701 REVENDICATIONS ) Dispositif pour onduler des tuyaux en matière plastiquement conformable, notamment d'enveloppes de câbles en métal, à travers lequel le tuyau est passé en continu, dispositif consistant en un manchon de laminage d'onde, pourvu, sur sa surface intérieure, d'une nervure de formage, attaquant la sur- face du tuyau en des points successifs de sa longueur, manchon supporté à rotation libre sur une tête entraînée en rotation, le diamètre de traversée du manchon étant supérieur au diamètre du tube à onduler, et le manchon étant supporté en position excentrique par rapport au tuyau, dispositif caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre intérieur du passage de tra- versée formé par la nervure intérieure (10) et le diamètre extérieur du tuyau une fois ondulé (13) est égal, dans le domaine du creux d'une onde, à 2/1 ou un multiple entier de ce rapport, avec une tolérance d'écart maximal de 5 %. 2 ) Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la tolérance d'écart maximal est de 1 %. ) Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la nervure de formage (10) a la forme d'une hélice. 4 ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que la nervure de formage (10, lOa) consiste en au moins trois spires d'hélice. 50) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que la hauteur des nervures de formage (10) est croissante à partir du début de l'hélice, sur une certaine distance, jusqu'à sa hauteur maximale. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que le domaine d'entrée sur l'hélice s'étend sur au moins 720 degrés. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que le manchon de laminage d'onde (8, 8a) est pourvu de deux ou plusieurs nervures de formage (10, lOa). 8 ) Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la nervure de formage (10, 10a) est formée par plusieurs nervures en forme d'anneau régulièrement espacées entre elles. ) Dispositif suivant la revendication 8, caracté- 9 2487701 risé en ce qu'il est prévu au moins trois nervures (10, 10a) en forme d'anneau. ) Dispositif suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la hauteur des nervures de formage (10) augmente à l'introduction sur un rayon de hauteur maximale. 11 ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 8 à 10, caractérisé en ce que le rayon d'introduction s'étend sur au moins deux nervures de formage (10). 12 ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 11, caractérisé en ce que, en direction de la traversée, à la suite du manchon de laminage d'onde (8) est prévu un autre manchon (Ba) dans la t9te d'entraînement (la), dont l'excentricité est décalée de 180 degrés par rapport au premier manchon, et qui est constitué et monté de telle manière que ses nervures de formage (10a) s'engagent dans les creux des ondes du tuyau ondulé (13). ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 12, caractérisé en ce que les outils formeurs d'ondes (2, 2a) sont supportés dans la tête d'entraînement (la) libres d'oscillation pendulaire. ) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 13, caractérisé en ce que les outils formeurs d'ondes (2, 2a) sont entraînés spécialement par l'intermédiaire d'un engrenage, à partir de la tête d'entraînement (la). 150) Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 14, caractérisé en ce que, entre les deux manchons de Jaminage d'ondes (8, 8a) est disposée une plaque annulaire (11) concentrique au tuyau laminé (13), qui est pourvue de deux fen- tes allongées (14, 15), s'étendant en direction radiale, déca- lées entre elles de 180 degrés, dans lesquelles sont guidés des tourillons (16) disposés sur les outils formeurs d'ondes res- pectifs (2, 2a).