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"DISPOSITION DE MATRICE POUR LA FABRICATION DE TUYAUX METALLIQUES FLEXIBLES FORMES D'UNE BANDE, ENROULEE EN HELICE, A SPIRES AGRAFEES".
La présente invention concerne les tubes formés d'une bande enroulée en hélice et vise, en particulier, les motrices propres à être employées pour la fabrication de tubes flexibles de ce genre, ayant des joints fixes entre spires adjacentes et une rainure s'étendant le long de la bande.
@ Elle a pour objet.d'améliorer la, construction. de la motrice en simplifiant la fabrication et en utilisant des partiel remplaçables là où,'antérieurement, on ne faisait usage que d'une seule partie, ainsi qu'en, disposant cespar-
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ties de façon qu'elles résistent aussi efficacement que les constructions d'une seule pièce, dont on faisait usage anté- rieurement, aux efforts auxquels elles sont soumises. On obtient ce résultat en donnant aux parties une forme conve- nable pour qu'elles coopèrent les unes avec les autres et avec les surfaces de travail 'dont on fait usage.
Suivant l'invention, certaines parties d'une ma- trice du genre en question, qui sont soumises à la plus forte usure, sont remplacées par des éléments tournants, facilement renouvelables, qui sont situés sur la surface de travail à l'emplacement où ils sont le plus efficaces.
Un galet est disposé, dans la matrice, au point où'la bande dont on fait usage pour la fabrication du tuyau pénètre dans.la matrice.
Enfin un galet est monté, dans cette matrice, au point où l'agrafage est formé à l'intérieur de la matrice.
Sur les dessins ci-joints:
Fig. 1 est une plan avec arrachement de la dispo- sition de matrice faisant l'objet de l'invention, en posi- tion dans la tête à matrice d'une machine à fabriquer les tuyaux du genre en question.
Fig. 2 est une vue de c8té de la tête de machine représentée à la fige 1.
Fig. 3 est une élévation en bout partie en coupe, à échelle réduite, de la machine utilisant la motrice, re- présentant la position relative de la matrice et de la bande dont le tuyau est formé.
Fig. 4 est une coupe partielle de la matrice, sui- vant 4-4, fige .5.
Fig. 5 est une coupe suivant 5-5, fige 6.
Fig. 6 est un plan de la matrice, en regardant de haut en bas à la fig. 5.
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parties de la Pig. 7 représente, séparées les unes des.autres;les/ matrice , ¯ -.,- ' ,..- matrice dans la position qu'elles prendraient si on les séparait en"-
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ligne droite'.
'Figs. 8, 9 et 10 s,ont des détails de certaines des pièces constituant la matrice et
Fig. 11 représente une'disposition modifiée de mandrin propre à être employée avec la matrice.
En ce qui concerne maintenant plus particulièrement les figs. 1 et 2: la'matrice 1 est tenue en ;1*ce dans le porte-matrice 2 par la vis noyée 3. portant sur la cage de matrice 4. La, machine est la même que celle représentée dans le brevet des Etats-Unis, Brinkman- et autres, N I.492.067, en date du 29 avril 1924 et comprend la broche rotative 5 et le palier 6.
La roue dentée 7 est assujettie à la broche et les roues dentess 8 et 9 actionnent les ar- bres 10 et 11, respectivement, auxquels sont assujettis les galets à gorge 12 et 13, dans un but décrit plus loino La. matrice 1 est immobilisée'dans le porte- matrice 2,9 de façon à en empêcher la rotation... 'La. bande de matière dont le tube doit être formé. est amenée à un. for- meur préliminaire 15 plus particulièrement représenté à la fig. 3.
Là, il est formé dans cette bande une gorge ou. on- dulation de la forme voulue pour qu'elle prenne par dessus le bord relevé de l'extrémité, de la partie de tuyau déjà formée dans la matrice, de façon que- le fonctionnement continu de la machine fasse que les tours successifs, ou spires successives, de la bande courbés soient reliés, et réunis rigidement, d'une manière progressive, au tuyau déjà. formé.
La courbure de la bande à l'intérieur de la matrice se fait sensiblement de la même façon que dans le brevet antérieur, des Etats-Unis, précité, à part des différences produites par une légère modification des contours superfi- ciels présentés, comme on pourra s'en rendre compte. Le mouvement du'tuyau' à travers là matrice, de droite à gauche
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à la. fig.. 4, est produit par la rotation du mandrin ropré- senté en pointillé en 17. A mesure que ce mandrin tourne, il oblige la bande 18 qui est avancée ou entraînée à travers le formeur préliminaire 15 à s'enrouler autour du Mandrin, ce qui l'oblige à se mouvoir avec lui.
Comme la matrice reste immobile, cela produit un mouvement de droite à gau- che du tuyau en cours de formation dedans, ce tuyau sor- tant finalement du mandrin et passant à un récipient conve- nable. Si on le désire, pour augmenter le frottement entre le mandrin et le tuyau déjà formé, le bout externe de ce mandrin peut être faitlégèrement plus gros, comme diamè- tre, que son bout interne et il est également désirable de disposer la monture du mandrin de façon qu'on puisse la mou- voir axialement par rapport à la matrice afin que plus ou moins du mandrin puisse pénétrer dans celle-ci.
Comme on le voit à la fig. 4, la matrice comprend la Cage 4, une plaque extrême 20, plusieurs plaques dépouil- leuses 21 et des.plaques ou pièces formeuses séparément établies, 22, 23 et 24. Les plaques dépouilleuses sont ain- si appelées parce que leur rôle principal consiste à fuire progresser le tuyau terminé le long de la matrice de façon qu'il ne vienne pas à coincer. Ces parties sont maintenues en pasition par une plaque d'appui 23 qui entoure la douille amovible 24 et supporte une pièce de monture, 25. pour le doigt semi-circulaire 26 qui s'étend à l'intérieur de la matrice.
La relation de ces parties est clairement indiquée aux figs. 4 à 10 inclusivement, La plaque extrême 20 est représentée séparée de la matrice à la fig. 7 et présente un coté plat %8 qui bute contre la surface 29 de la cage 4. Le c8té opposé de la plaque extrême présente une configuration hélicoïdale d'étendue radiale considérable, au moins suffi- sante pour offrir un support ferme aux plaques dépouilleuses
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21. Le pas de cette surface hélicoïdale est évidemment le même que celui qu'on désire pour le tuyau une fois terminé.
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Zob 3-a.t} d.qp9UiF'tiH'=)R'' pyepantant, baounecJ.eur surfa- ces de ce même pas. La plaque formeuse 2S a sensiblement la même configuration que les plaques 'dépouilleuses sauf qu'il est désirable qu'elle soit un peu plus épaisse, et qu'elle peut être faite de matière plus durable, Entre les plaques
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dépouîlleuses et la plaque formeuse se trouvent des galets de faï'tttQ upéaL<là, 1 t 23. ]La gizigt eâ1t oorpo avec un pivot 33 tandis que le galet 32 est monté, sur l'axe S 5, soli- dement tenu en place dans le groupe 36 de plaques dépouillez- aes-21., Cet axe 35 peut étre maintenu en position par tout moyen è6nienable et s'eut être rendu ajustable radlalement, par rapport aux plaques dégqjflleuses, au. moyen de la vis 38 (fig. 8). La vis 38 sert'également à m.aixitenir les pie- ces en position.
Le réglage radial peut s'effectuer en fai-
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sant le trou pour l-'axe légèrement plus ;rand que cela n'est nécessaire, de façon que l'axe soit pressé contre l'un. des côtés du trou ; oubien des cales peuvent être convenablement placées autour de l'axe avant de serrer la vis dessus. Ainsi,
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on- peut situer convenablement le galet radialement par trap- port à l'axe de la matrice et il a sensiblement le même ef- èt que les galets extérieurs du brevet antérieur, des Etats-Unis, précité...
La première plaque dépouilleuse 21' est pourvue d'évidements convenables pour recevoir les galets 31 et 32 et la plaque formeuse 32 présente des évidements correspondants pour fournir une portée extrême tant pour l'axe 35 due pour le pivot 33. On peut également prévoir, si on-le désire, des
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gat.tj9na ,,é1' . ,ai penotx'e'b <ar> ds a*91b et eo regpactivemeriti existant dans la plaque formeuse 2,, comme c'est représenté à la fig. 9, pour maintenir les parties convena-
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blement alignées maigre les efforts auxquels.. elles se
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trouveront soumises au cours du fonctionnement de la matrice.
La plaque d'appui 23 est également pourvue d'une surface hélicoidale 45 pour coopérer avec la surface 46 de la plaque formeuse 22. La douille ±µprésente à un bout une surface 48 de forme correspondante, du bout externe de la- quelle la queue ou doigt semi-circulaire 26 s'étend suivant la même courbe que celle qui serait produite si ladite sur-
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/dit face était peulueibéti. c1aullt udia. a 6Zgtafm, aq doigt est maintenu en position par une pièce de monture ou de serrage 35 tenue elle-même en place par la vis 50. repré- senée plus clairement aux figs, 4 et 5.
La surface hélicoïdale de la plaque d'appui 23 est représentée à la fig. 10; une partie en est enlevée, en 52,pour assurer que la surface de cette plaque ne gênera pas l'action formeuse de la surface 53 de la douille 24. La rorme de cotte durface 53 de la douillo est pluo clairoment représentée à la fig. 4; elle coopère avec un évidement 55 existant sur la plaqua formeuss 22.
La saillie 48, existant sur cette surface 53 s'étend dans cet évidement 55 qu'elle remplit sensiblement, à l'exception d'un petit espace laissé entre eux pour le passage de la bande courbée, et elle pré- sente une pente et un pas predetermines, A mesure que la Dande progresse le long de ce passade, il y est formé un léger re- bord qui va en augmentant au fur et à mesure qu'elle se meut autour de la surface 48 de la douille 24, de façon à coopérer avec la partie crochue de .la bande à mesure qu'elle est en- traînée ordinairement à la matrice. Cela, naturellement, ne se produit qu'au second tour de la bande autour de mandrin.
Chacune des pièces dépouilleuses 21 et la pièce extrême 20, si on le désire, peuvent être pourvues d'une ai- lette s'étendant radialement dont un des côtés affleure la surface des pièces respectives. L'un des côtés de la pièce formeuse 22 est sensiblement le même que celui des pi-ces
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dépouilleuses, sauf qu'un léger relief, 57 (fig. 9) est don- ne.
au bord interne de cette ailette afin qu'il se aonforme plus exactement à la.-tonne prisepar là bande à mesure qu'elle pénètre dans la matriceo
On a trouvé que la portion formeuse de la matrice est soumise au plus grand effort et, par conséquent, à la plus forte usure et, en incorporant convenablement les élé- ments roulants, au lieu de s'en reposer entièrement sur une action de frottement pour produire la courbure de la bande, on assure une duré.e beaucoup plus. grande. - On. a. trouvé.'que le galet 31, situé au point où la bande pénètre dans la ma- trice et précentant un boudin 50 descondant dann la matrtes, comme c'est représenté à la fig. 6, afin d'assurer que le rebord relevé.
du second tour de la bande s'agrafera avec le fileta ou baguette, de la bande à mesure qu'elle-pénètre dans Isolatrice, améliore l'action résultante et diminue l'u- sure qui se produit. ]Le doigt, ou prolongement semi-circu- laire, 26 passe suffisamment près de la surface à gorge, 61, de ce galetpour s'adapter à l'intérieur de l'ondulation de la bande qui arrive, tant dans le but d'empêcher son. affais- sement que pour aider à l'action de formation, ou de façonnage, en ne perdant pas de vue que ce prolongement ou doigt est supporté, par le mandrin et vient en contact frottant avec -lui.
Il est également désirable que cette pièce soit' plus épaisse à son extrémité libre qu'à l'extrémité où se fait l'agrafage, de façon à appliquer une action de refoulement plus serrée à l'agrafage, sous le galet 32.
Ainsi, le galet 31 aide à courber la bande à une forme circulaire. Le galet façonneur supplémentaire 32 a sa surface extérieure façonnée à gorge, 62, située plus.. près du doigt 26. de manière à comprimer le filet ou 'baguette. et à le rabattre sur le rebord de la bande dans son .second tour autour du mandrin..--L'agrafage ainsi formé, peut être ferma-
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plus ou moins étroitement suivant la position de l'axe 35 par rapport à l'axe de la matrice et à la surface du mandrin qui supporte le doigt 26. Comme cela a été indiqué précé- demment,
on peut régler cela plus facilement en faisant usage d'un galet que cela ne serait le cas si l'on utilisait la partie de matrice d'une seule pièce, étant.donné que l'on peut faire usage, radialement, de galets de diverses gros- seurs et que l'axe supportant le galet peut être légèrement ajusté si c'est nécessaire.
La douille 24 est également soumise à une usure considérable; mais on peutla remplacer facilement en des- serrant la via 64,comme c'est représenta à la fige 5..
Pour permettre de serrer toutes les parties en un tout formant bloc, elles peuvent être pourvues de trous pour recevoir des vis 66 et 67, qui,sont des moyens de re- tenue communs, passant à travers chaque pièce et vissées en 68 dansée fond de la cage de retenue cylindrique 4. L'axe 35 et lesgoujons 40 et41 aidentégalement à empêcher un mouvement des parties lorsqu'elles sont serrées ensemble.
Ainsi, on peut placer convenablement la matrice en position, dans le porte-matrice 2 de la machine, comme une unité et la. régler convenablement ainsi que le mandrin hors de la machine, avec l'assurance que ce réglage sera maintenu durant le fonctionnement.
Dans le brevet antérieur précité, des galets sont portés par une partie fixe au-delà du mandrin tournant et coopérant avec des galets tournants commandés similaires à ceux, et.13 représentés ici. Cette construction est efficace avec des tuyaux de dimension suffisante pour perinet- tre de faire usage de ces galets intérieurs; mais dans le cas de tuyaux plus petits, il est impossible de faire usage de galets intérieurs, de sorte qu'au lieu des galets, il est fait usage d'une pièce fixe, 70, filetée extérieurement
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(fig. 11). '-Cependant, il est possible de faire sans ces galets, en.. particulier avec de petits tuyaux.
Cette pièce 70 est supportée par la, pièce filetée
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71t filetde dans le sens voulu i3aur empêcher le dévissage sous l'effet de la rotation-dû tuyau forme.. La pièce filetée
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71 se prolonge vers l'arriére, à travers le mandrin creux 74 et au-delà de la tête de la machine,, jusqu'à un disposi- tif de serrage fixe convenable, 73, .Lui empêche cette pièce de tourner. Le mandrin creux 74 est mis en rotation de la même faucon que coolie décrite ci-dessus et indiquée dans
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brevet antérieur précité. la pièce filetée '70 coopère avec et U6 cionrqplllo sanaiblotnaht à 1 rju:Lrutjd ittc.i18 du tuyau formé, en l'obligeant à progresser de droite à gauche du- rant la rotation du tuyau et du mandrin.
Pour améliorer l'agrafage ainsi forme, et aider
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le mouvement de rotation du tuyau, des.. galets ., et 13, con- venablement reliés patr engrenage comme cela a été: indiqué p.F9Qt3d@nm@)-tt, petont <lluoq4%u iinb auii i'noe:<oetzge du tuyau. en un endroit adjacent au point où se trouve la partie, file- tée 70. Cesgalets le et 13 sont pourvus d'une gorge et on peut les régler par le moyen indiqué dans le brevet-antérieur
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précité.. Cette action améliore l'agrafage du tuyau, pour" certains buta; mais on peut,.s'en dispenser.lorsqu'une
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grande étanchéité des joints n'est pas essentielle.
On voit ainsi que 1"à uurfioe interne, h4lioordalop de la matrice est obtenue en plagant des pièces de forme gon- venable les unes sur les autres à la hauteur désirée et que les parties sont solidement maintenues en position Là où auparavant, on faisait usage d'une seule pièce coûtant char et difficile à fabriquer. .par cette construction, des ailet- tes qui viennent à se briser au à se trouver usées peuvent
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ttre faoliginant ;
um>lia40a on anbstttuulit siialilernanb à une des parties de série'une Partie de rechange. Par-l'usage
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des galets décrits précédemment, les parties qui sont soumi- ses au plus gros effort sont rendues faciles à fabriquer en série tandis que les éléments'de matrice tels qu'on les cons- truisait auparavant exigeaient d'être faits entièrement à la main. En outre, en raison de la séparation des pièces, des
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efforts qui sont appliquda à l'une d'elles n'en affectent pas nécessairement une autre et on obtient la résistance mé- caniue d'une structure feuilletée.
Ainsi, lorsqu'un obsta- cle viendrait à se présenter, avec'une matrice d'une seule pièce une rupture intéresserait la matrice tout entière, tandis qu'avec la présente matrice la rupture serait limitée
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à un seul élément remplacable. L'emplacement donné à l'ailet- te radiale, de façon que sa surface supérieure coïncide avec celle de la pièce, .et la prévision d'une surface évidée en-dessous aide également à l'efficacité de la matrice tant comme résistance, à un effort qu'en ce qui concerne le mouve- ment aisé. du tuyau sur elle.
Il est évident que si la posi- tion de l'ailette était inversée, il y aurait risque de coin-
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FJE311zEIt, rlt-1,nlJ '1 i) Dor1;l<1}'Hl (lu tnyal1 Ant,r'1 4in D'P,gqp a.dJl.I.nnnl.<1fl, en raison de la pression contre le tuyau, à l'endroit de l'ailette, à mesure que le tube se trouve forcé hors du mandrin.
On pourrait apporter des modifications considéra- bles à la matrice décrite et représentée ici comme ce que l'on considère, à l'heure actuelle, être la meilleure forme
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ci'e..t6ùubiQü da ..1if411Li.i.f1 tif t:Jo.l1d..tJl t1'dj:j{ par lUU;6'lUolIl. pas strictement limitée à la construction et aux détails dé- crits et représentés ici.
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