Brevet FR2537895A1 — publié le 19840622

Procédé et appareil pour le formage d'un élément d'échange de chaleur et pour sa fixation à un corps cylindrique. La présente invention se rapporte à un procédé pour le formage d'un élément d'échange de chaleur et pour sa fixation à un corps cylindrique, l'élément d'échange de chaleur étant dans ce procédé d'abord formé avantageusement par roulage et le corps cylindrique, auquel est fixé l'élément d'échange de chaleur, servant de rouleaude réglage de position pour appliquer ensuite l'élément formé sur la surface du corps cylindrique, de sorte que l'élément d'échange de chaleur peut avantageusement être fixé au corps cylindrique par soudage. L'invention vise également un appareil au moyen duquel, à partir d' une bande de métal, l'élément d'échange de chaleur est formé et appliqué exactement contre la surface d'un corps cylindrique, afin de permettre un mode avantageux de fixation. Pour le formage d'un élément d'échange de chaleur et sa fixation à la surface d'un corps cylindrique, on emploie le plus souvent deux procédés,différents l'un de l'autre : l'élément d'échange de chaleur est constitué de parties courbes indépendantes qui sont liées l'une à l'autre par soudage ou de façon équivalente, pas avant d'avoir été placées en correspondance avec la surface du corps cylindrique ; ou bien l'élément d'échange de chaleur est formé en une seule partie séparée du corps cylindrique, autour duquel l'élément terminé est appliqué. Dans chaque cas, il est nécessaire de définir exactement au préalable l'emplacement des parties de l'élément d'échange de cha la lasurface à laquelle elles doivent être reliées, puis de fixer l'élément dans sa totalité temporairement à la surface, par exemple par des soudures locales.De plus, lorsque l'élément est composé de part-ies courbes séparées, celles-ci doivent être fixées l'une à l'autre avant que la fixation effective de l'élément en contact étroit avec la surface du corps cviindrique puisse être exécutée. Lorsqu'on utilise des procédés conformes à 1' art antérieur, il est évident que le réglage de l'élément contre la surface du corps cylindrique présente de grandes difficultés si on veut obtenir une jonction de fixation serrée et uniforme. En outre, puisqu'il est nécessaire de fixer d'abord l'élément temporairement sur la surface à joindre, au moyen par exemple de soudures locales, les soudures locales ainsi utilisées engendrent des discontinuités dans la liaison finale, dont l'effet est difficile à prévoir. Par conséquent, les procédés suivant l'art antérieur sont également lents et la fixation de l'élément d'échange de chaleur à la surface du corps-cylindrique a une influence sensible sur le coût de fabrication du produit. La présente invention évite, d'une manière nouvelle, les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. Elle a pour objet un procédé plus avantageux et plus sûr que les procédés connus, pour le formage d'éléments d'échange de chaleur et pour leur fixation à la surface d'un corps cylindrique. L'invention vise également un appareil au moyen duquel le procédé conforme à llinvention peut être mis en oeuvre, pour le formage d'un élément d'échange de chaleur et ensuite pour sa fixation étroite contre la surface d'un corps cylindrique. Les caractéristiques essentielles du procédé conforme à l'invention sont indiquées dans la revendication 1 annexée et les caractéristiques de l'appareil sont indiquées dans la revendication 7. Conformément à l'invention, pour obtenir un élément d'échange de chaleur dan-s une forme prédéterminée, une bande de métal est de préférence roulée et le profilé ainsi obtenu est directement guidé en position de fixation à la surface d'un corps cylindrique. Le guidage du profilé métallique et son réglage de position sur la surface à joindre sont effectués par utilisation du corps cylindrique de façon à ce que, avant sa fixation, le profilé soit dirigé à travers des rouleaux de mandrinage et/ou un tunnel de mandrinage, le corps cylindrique lúi-même servant de rouleau de tirage. Comme le corps cylindrique tourne de cette manière à la même vitesse que les rouleaux d'alimentation, le profilé est maintenu étroitement contre la surface du corps cylindrique.La liaison du profilé au corps cylindrique peut, grâce à la rotation du corps cylindri- que, être avantageusement effectuée au moyen d'un équipement de soudage fixe. Lorsqu'on utilise le procédé et l'appareil suivant l'invention, le formage d'un élément d'échange de chaleur et sa fixation à un corps cylindrique peuvent être réalisés dans une opération continue, de sorte que par exemple la mise en place et la fixation préliminaire de l'élément d'échange de chaleur, comme on le pratiquait dans l'art antérieur et qui était une phase de travail lent, peuvent être supprimées. En même temps, puisque la fixation par le procédé conforme à l'invention ne nécessite pas de points de liaison résultant de la fixation temporaire et apparaissant en divers endroits sur la surface à joindre, le cordon de jonction peut être continu et résistant sans qu'il y ait lieu par exemple de modifier l'intensité de courant requise pour la soudure à 1' arc. L'appareil conforme à l'invention comprend un chariot de transport sur lequel les équipements nécessaires au formage de l'élément d'échange de chaleur ont été placés. Le chariot de transport peut être accouplé à l'arbre de rotation du corps cylindrique, de sorte qu'il devient possible de déterminer la vitesse du chariot pour obtenir un élément hélicoïdal d'échange de chaleur dont le pas est défini par la vitesse du chariot de transport. Il est possible également d'associer au chariot de transport les moyens nécessaires à la fixation de l'élément sur la surface. Lorsque le chariot est désaccouplé de l'arbre de rotation du corps cylindrique, une pluralité d'éléments formés et individuels d'échange de chaleur peuvent être attachés sur la surface. En vue de la préparation des surfaces de fixation de l'élément d'échange de chaleur, une machine-outil est montée sur le chariot, de préférence par exemple une machine de meulage, au moyen de laquelle les surfaces de fixation sont préparées de manière à obtenir un bon résultat de soudage, notamment pour obtenir une soudure qui intéresse toute la surface de fixation. Afin d'assurer un bon résultat de soudage, les rouleaux de mandrinage et/ou le tunnel de mandrinage sont placés sur des supports, réglables pneumatiquement,qui sont également reliés au chariot de transport. En outre, pour une meilleure exécution de la jonction, un tube de gaz de protection est placé à l'intérieur de l'élément d'échange de chaleur, entre les rouleaux ou le tunnel de mandrinage et le point de soudage.Le gaz de protection est introduit dans le tube par un orifice situé avant les rouleaux de mandrinage, de sorte qu'une atmosphère de gaz protecteur peut, si on le désire, être créée dans toute la zone allant du mandrin aux brûleurs de soudage. Par conséquent, le soudage peut être exécuté en atmosphère de gaz protecteur, en tout point situé après les rouleaux de mandrinage. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 illustre un mode préféré de réalisation de l'invention, en vue de dessus la figure 2 représente le dispositif de la figure 1,# dans la direction de la coupe A-A, et la figure 3 représente, en élévation partielle, un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel le guidage de l'élément et son application contre la surface du corps cylindrique sont effectués exclusivement au moyen de rouleaux de mandrinage. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de 1' invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Comme représenté sur les figures 1 et 2, une bobine 1 de bande métallique est placée dans un support 3 sur le chariot de transport 2. Pour le formage de l'élément d'échange de chaleur désiré, la bande métallique 4 est déplacée, à travers des galets de guidage 5 prévus dans le chariot 2, vers des rouleaux de formage 6 et 7 puis vers des meules 8 au moyen desquelles les bords de l'élément 9 d'échange de chaleur sont meulés de manière à obtenir une meilleure surface de fixation. L'élément formé 9 est ensuite guidé,sur un galet de tirage 10, vers des rouleaux de mandrinage 12 et un tunnel de mandrinage 27 placés sous le corps cylindrique 11 de manière à guider l'élément 9 à la position de contact étroit désirée sur la surface du corps cylindrique 11.Le tunnel de mandrinage 27 est muni d'une vis de levage 28 qui permet de le placer en position avantageuse par rapport au corps cylindrique 11. Une hauteur désirée des rouleaux de mandrinage 12 et du tunnel de mandrinage 27 par rapport au corps cylindrique 11 est maintenue au moyen d'un vérin pneumatique 13. D'autre part, le support 14 du vérin 13 est relié au chariot de transport 2 par des bras articulés 15. Un rouleau correspondant, associé aux rouleaux de mandrinage 12, agit sur le corps cylindrique 11 qui, lorsqu'il tourne en même temps, amène l'élément 9 à rester en contact étroit sur la surface du corps 11. La fixation effective de l'élément 9 sur la surface du corps Il est effectuée par soudage, en utilisant les surfaces de jonction avantageuses obtenues au moyen de la meule 8. Comme représenté sur la figure 1, lorsque le profil de l'élément 9 est sensiblement un demi cercle, les deux cordons de fixation 16 sont soudés en même temps au moyen des brûleurs 17, à une vitesse qui est fonction de la vitesse de rotation du corps 11. Le soudage peut être effectué avec une intensité de courant constante puisque, conformément à l'invention, à l'exception de la soudure de guidage initial, aucune soudure locale préliminaire n'est nécessaire pour fixer l'élément 9, contrairement à l'art antérieur. De plus, le gaz de protection nécessaire dans l'opération de soudage est introduit par un tube 18 placé à l'intérieur de l'élément 9, de sorte qu'une atmosphère de gaz de protection règne à l'intérieur de l'élément 9, avant les brûleurs de soudage 17. Comme représenté sur la figure 1, pour fixer un élément hélicoïdal 9 d'échange de chaleur à la surface d' un corps cylindrique 11, le chariot de transport 2 se déplace le long de rails 19, par rapport au corps 11, au moyen d'un moteur électrique 23 et d'une chaîne de transmission 21. Par l'intermédiaire d'un réducteur 22 et du moteur électrique 23, l'arbre de rotation 24 du corps cylindrique 11 est également commandé par le moteur 23. On voit également,sur la figure 1,des fonds 25 et des supports 26 prévus aux deux extrémités du corps cylindrique 11 et au moyen desquels le corps 11 est tenu pour permettre sa rotation. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le réglage de l'élément 9 contre la surface du corps cylindrique 11 est effectué exclusivement au moyen des rouleaux de mandrinage 12. Dans ce cas, l'un des deux rouleaux de mandrinage 12 est disposé à l'emplacement du tunnel de mandrinage 27 du mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le reste de l'appareil étant inchangé. Bien qu'on-ait décrit ci-dessus des modes pré férés de réalisation de l'invention dans lesquels on utilise, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à 1' invention, par exemple le roulage, le meulage et le soudage, il est entendu que les procédés de travail utilisés peuvent être remplacés par d'autres procédés équivalents, l'invention restant sensiblement inchangée. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits de façon explicite elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée,de la présente invention. Revendications 1. Procédé pour le formage diun élément d'échange de chaleur et pour sa fixation à un corps cylindrique, caractérisé en ce qu'une bande métallique (1) est profilée, par des moyens de formage (6,7),en un élément (9) d'échange de chaleur qui est amené en contact, par des moyens de guidage (12,27), avec le corps cylindrique (11) mis en rotation, l'élément (9) d'échange de chaleur étant fixé à la surface du corps (11). 2. procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bande métallique (1) est formée,par des rouleaux (6,7) montés sur un chariot de transport (2) mobile à côté du corps cylindrique (11), en un élément (9) Gg échange de chaleur, et en ce que l'élément formé (9) est guidé, par des rouleaux de mandrinage (12) et/ou un tunnel de mandrinage (27), sur la surface du corps (11) où l'élément (9) est fixé à l'aide de brûleurs (17). 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps (11) qui a été mis en rotation sert de rouleau supérieur pour les rouleaux de mandrinage (12). 4. Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage (12,27) sont maintenus sensiblement en contact avec le corps (11) au moyen d' un vérin pneumatique (13). 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz de protection nécessaire dans l'opération de fixation est conduit à un point sensiblement adjacent à la jonction de l'élément (9) et du corps (11),au moyen d'un tube (18) placé à l'intérieur de l'élément (9). 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé ence que le formage de l'élément d'échange de chaleur et sa fixation au corps cylindrique (11) sont effectués de façon sensiblement continue. 7. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot mobile de transport (2) placé près du corps cylindrique (11) et sur lequel sont montés les moyens de formage (6,7) et les moyens de guidage (12,27). 8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le chariot de transport (2) est désaccouplé de l'arbre de rotation (24) du corps cylindrique. 9. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le chariot de transport (2) est accouplé à 1' arbre de rotation (24) du corps cylindrique.