<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour l'établissement d'objets constitues par une mande du type hélicoïdal ou d'un type analogue, notamment des tuyaux flexibles en métal ou toute autre matière dure".
L'Invention est relative aux procédés et dispo- sitifs pour l'établissement d'objets constitués par une band du type hélicoïdal ou d'un type analogue, étant entendu que par nbande du type hélicoïdal" on désigne la matière oompris entre deux surfaces d'hélicoïdes, en général, mais non obligatoirement, voisines. On entende de plus, par "bande d'un type analogue au type hélicoïdal" une bande dont une section normale à l'axe d'enroulement) au lieu d'être d'allure airoulaire, se présenterait sous une allure polygonale, elliptique, ou toute autre.
Et elle oonoerne plus particulièrement (parce que 'est dans leur cas que son application paratt devoir présenter le plus d'intérêt), mais non exclusi-
<Desc/Clms Page number 2>
vement, parmi ces procédés et dispositifs, ceux pour l'établis- sement des tuyaux flexibles en métal ou toute autre matière dure,
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, ces procédés et dispositifs, qu'ils répondent mieux que ceux employés jusqu'à, ce jour, aux divers desiderata de la pratique,
Elle consiste, prinoipalement, pour ce qui est tout d'abord des procédés du genre en question, à appliquer le principe d'après lequel tout hélicolde est applicable sur une surface de révolution et inversement,et ce de façon telle, quen une première opération on amène une bande d'allure rectiligne, par exemple plane,
à épouser par déformation une surface de révolution, et qu'en une deuxième opération on fasse prendre à ladite bande l'allure de l'hélicoïde sur lequel elle est alors applicable diaprés le principe ci-dessus énoncé, et pour ce qui est des dispositifs à utiliser pour mettre en oeuvre lesdits procédés, à leur faire comporter, d'une part au moins une surface moule de révolution susceptible de matricer une bande continue suivant un profil méridien déterminé, et, d'être part, des moyens de guidage agencés de manière telle, qu'ils provoquent l'enroulement de la bande, à la sortie de ladite surface moule, suivant l'hélicoïde de profil corres- pondant.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de pré- férence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'ap- plication (notamment ceux pour lesquels on Inappliqué à l'établissement des tuyaux flexibles en métal ou en matière dure), ainsi que certains modes de réalisation des susdites disposi- tions:
et elle vise plus particulièrement encore, et ce à ti-
<Desc/Clms Page number 3>
tre de produits industriels nouveaux, les objets du genre question comportant application de ces mêmes dispositions éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que ensembles comprenant de semblables objets ,
Et elle pourra, de toute façon, être bien compri à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication,
Les fig. 1 et 2, de ce dessin, sont des schémas destinés à faciliter l'intelligence du prinoipe dont l'inve tion est la mise en oeuvre.
La fig, 3 représente, en élévation. un dispositif pour l'établissement, oonformément à l'invention, d'un tuya flexible en métal.
Les fig. 4, 5 et 6, enfin, représentant, en coupe partielle, respectivement suivant IV-IV fig, 3, V-V fig.3 et VI-VI fig. 3, certains détails dudit dispositif,
Selon l'invention, et plus spécialement selon celu de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférenoe, se proposant d'établir un objet constitué par une bande du type hélicoïdal, par exemple un tuyau flexible en métal, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On obtenait de tels tuyaux, jusqu'à ce jour, en enroulant, en hélioe, une bande développable, sur un mandrins en général cylindrique, La bande hélicoïdale ainsi formée n'étant pas, à l'origine, géométriquement applicable sur le mandrin, il fallait, pour obtenir la coïncidence entre ledit mandrin et la bande développable, faire subir à cette dernière des déformations dont l'effet était, d'une part, de modifier l'aire des nappes qui la composaient et de créer ainsi des tensions dans sa structure interne, et d'autre part de néces- siter fréquemment le dégagement du mandrin et son retour à le
<Desc/Clms Page number 4>
que le mandrin, ae qui provoquaitides discontinuités dans la fabrication.
Pour remédier à ces inconvénients et pour permettre, notamment, de réaliser une fabrication continue, on met à profit le théorème, dû à Bour, d'après lequel tout hélicoïde est applicable sur une surface de révolution et inversement, et, s'appuyant donc sur oette propriété, on procède de façon telle, pour établir un tuyau hélicoïdal , qu'en une première opération on amène une bande, par exemple plane, à épouser , par déformation, une surface moule de révolution, et qu'en une deuxième opération, on écarte la bande transformée de la surface moule, de manière à constituer une bande hélicoïdal continue, la traction ou l'équivalent de traction qu'il faudra exercer pour ce faire n'impliquant, en principe, aucune extension finale de la surface limitante antérieurement appliquée sur le moule.
Le théorème de Bour permet d'établir une relation réciproque exacte entre le profil de l'hélicoïde et la méridienne de la surface de révolution correspondante. 6'est ainsi qu'un élément de vis à filets carrés est applicable sur une caténoïde de révolution autour de sa base, De même,un élément de vis à filet triangulaire équilatère est applicable sur un hyperboloïde équilatère a une nappe, on pourra, par conséquent, pour un profil quelconque l'hélicoïde, déterminer par le caloul la méridienne de la surface de révolution correspondante,
A supposer, d'abord, pour illustrer le principe de l'invention, qu'il s'agisse d'établir un élément de tuyau hélicoïdal figuré par le schéma de la fig.
2, et dont le profil est représenté par la ligne brisée A B C formant un angle #, le côté B C étant supposé relativement petit, on établira d'abord une surface de révolution, figurée par le schéma de la fig, 1, dont la méridienne A1 B1 C1 oor- responde, selon le théorème de Bour, audit profil, les cotés A1 B1, B1 C1 faisant entre eux un angle #1 différent de #,
<Desc/Clms Page number 5>
et on obtiendra l'élément de tuyau en amenant la surface de révolution supposée seotionnée suivant a b o à prendre l'allure hélicoïdal) ce qui ne nécessite pas de mo- dification de l'aire des nappes constituées, donc n'entraîne pas de travail interne de la matière,
et nécessite seulement une modification de l'angle el pour l'amener à prendre la valeur #, le rayon R dudit élément de tuyau étant en outre inférieur au rayon R de la surface de révolution dont il provient.
En réalité, pour qu'il n'y ait aucune déformation de surface, il faudrait que la portion b c soit un arc dechaînette, mais, si cette portion est petite, elle peut être assimilable à une droite,
Se proposant, maintenant, d'établir non plus simplement un élément de tuyau hélicoïdal, mais un tuyau hélicoïdal flexible de longueur quelconque, à partir d'une bande plane par exemple, on prévoit un dispositif auquel on fait essentiellement comporter, d'une part et principalement, des moyens propres à assurer le matriçage d'une bande, en la circonstance plane, suivant la méridienne d'une surface moule de révolution de profil déterminé d'après la relation de Bourg d'autre part, des moyens propres à assurer à la susdite bande une tension appropriée, au moment où les susdits premiers moyens entrent en jeu, d'autre part enfin,
des moyens assurant l'écartement de la bande transformée, selon une direction d'ensemble parallèle à l'axe de révolution du moule et de façon continue, de manière à constituer le tuyau flexible hélicoïdal.
On constitue, d'abord, essentiellement, les susdits premiers moyens, par une surface moule de révolution, aotionnée dans un mouvement de rotation autour de son axe par tout système moteur approprié et susceptible d'assurer l'en-
<Desc/Clms Page number 6>
traînement de la bande à matrioer. On réalise avantageusement cette surface moule à l'aide d'une molette 1, pour l'établissement d'un tuyau de diamètre moyen (1 à 2 cm par exemple),voire par un tambour ou un rouleau si les dimensions de la bande l'exigent.
La méridienne de cette molette sera donnée, en fonction du profil de l'hélicoîde que l'on désire obtenir, par le théorème de Bour,
Il y a cependant lieu de remarquer qu'il faut tenir compte, pour l'établissement de la méridienne de la molette, de l'élasticité de la matière à matricer qui tend en général à revenir vers une configuration antérieure, Aussi la méridienne de la molette, pour être appropriée à un cas déterminé, ne correspondra pas exactement au profil qu'indique la formule de Bour, mais à un profil déterminable, par le calcul, quand on connaît les constantes ou modules d'élasticité de la matière employée, ou par l'expérience directe, et tel, qurès rétraction, ce soit le profil prévu par la formule de Bour qui soit réalisé avec toute l'approximation désirable.,
Le tuyau plus particulièrement considéré à titre d'exemple comprend essentiellement une nappe 21,de profil rectiligne parallèle à l'axe, et une gorge constituée par une nappe 31 de profil rectiligne aussi parallèle à l'axe, gorge dans laquelle la nappe 41 de la spire suivante est susceptible de venir s'accrocher.
On fait alors comporter à la molette 1 une méri- dienne engendrant 2 nappes cylindriques 2 et 3, et 3 nappes tronconiques parallèles 4,5 et 6 .
On prévoit, de plus, au moins une contre-molette, d'application, agencée de manière telle qu'elle oblige la bande 7 à épouser simultanément la méridienne et une portion de parallèle de la molette 1, Cette contre-molette permettrat en maintenant la bande 7 pressée entre sa méridienne et celle de la molette 1, d'assurer l'entraînement de ladite bande par adhérence,
<Desc/Clms Page number 7>
Il est avantageux de disposer plusieurs contres lettes de ce genre, par exemple trois, 8, 9,10, réparties sur une portion de la périphérie de la molette 1 afin d'au monter la surface d'adhérence.
Il y a lieu, en outre, notamment lorsque la méri dienne de la molette 1 présente des rentrants, d'agencer 1, profils et les axes des contre-molettes 8,9,10 de manière telle que la déformation de la bande soit progressive, On @ alors à la dernière contre-molette d'application 10 un proi tel, et on agence;
son axe de manière telle, que l'espace s sistant entre elle et la molette 1, lorsqu'elles tournent, présente exactement la section que doit prendre la bande po tre applicable sur l"hélicoïde que l'on veut établir,
Bien entendu, la bande devra dans certains cas, de subir cette succession de déformations dans le train de minoir que constitue en quelque sorte l'ensemble des molett< et contre-molettes 1, 8, 9, 10, être soumise à des traitemer thermiques appropriés tels que recuits successifs, trempes,e et ceci par tous dispositifs que l'on jugera convehables,
On constitue, ensuite, avantageusement, les susdit seconds moyens, destinés à assurer la tension réglable de la bande, d'une part, par exemple,
par au moins une molette 11 transformant en une tension To quelconque 1'action de la pesanteur sur un contrepoids 12, dont on peut régler la position, tension To que lton pourrait d'ailleurs créer par tout autre dispositif approprié, tel que frein 'sur un axe par exem ?le, et d'autre part, de préférence, par un dispositif destiné à amplifier la tension To,
On peut, à cet effet, prévoir un système de molette ou cabestans, de chacun desquels la bande épouse une portion de la périphérie, ce qui a pour effet d'accroître par frottement la résistance que la bande 7 offre à l'effort d'entraî-
<Desc/Clms Page number 8>
nement que lui communique la molette 1, On prévoit un nombre tel, de ces molettes de retenue 13,
que la bande se présente entre les molettes et contre-molettes matriceuxes, sous une tension optimum, qui dépend d'ailleurs de la matière qui la constitue.
Ce dispositif de retenue pourra être rendu solidaire du système moteur par renvoi d'engrenage; la loi de ce renvoi, combinée avec les diamètres des cabestans, assurera la tension recherchée de la bande,
Il résulte de l'action de cette tension et de celle des molettes d'application,que la matière est ainsi contrainte d'épouser la surface du moule selon un angle défini et suffi- samment important tout en étant inférieur à un tour, et non pas seulement le voisinage immédiat d'un méridien comme c'était le cas dans certains procédés où la bande quittait la paire de molettes qui la serrait suivant le cylindre tangent.
Pour ce qui est enfin des susdits troisièmes moyens, destinés à assurer l'écartement de la bande après qu'elle a é- té travaillée sur le moule, on leur fait comporter des dispos sitifs tels que butée, galet, molette, vis sans fin, agencés de manière telle qu'ils produisent une élongation d'ensemble de la bande selon l'axe de révolution de la surface moule, dé- tachant ainsi la bande de ladite surface moule. Il sera néces- saire, en général; d'opérer un déplacement qui dépasse la posi- tion, géométriquement déterminée, correspondant à l'hélicoïde à obtenir, afin que cette position soit récupérée après rétrac- tion, selon la même direction d'ensemble, en sens inverse, pa- rallèle à l'axe ci-dessus indiqué.
De plus, on profitera de ce supplément transitoire d'élongation axiale et du jeu de l'élasticité, pour opérer certains chevauchements des spires successives, et pour insé- rer, s'il y a lieu, un ou plusieurs fils de joints, en sorte que les spires successives s'engrèneront progressivement les unes dans les autres, entraînant ledit joint.
,
<Desc/Clms Page number 9>
Les dispositifs prévus seront agencés de façon à permettre, en outre, de pinoer, ouvrir ou sertir certains ar gles qui, au oours de la transformation consistant à passer de la surface de révolution à la surface hélicoïdale, doivent subir certaines variations, ainsi qu'exposé ci-dessus relativement aux angles e et #1, ces modifications n'entraînant pas, toutefois, de modification de l'aire des nappes fc mées au contact de la surface moule.
Il va de soi que, si le profil désiré comportait des courbures accusées, ou des angles aigus qui nécessite** raient des moules trop délicats ou des opérations trop difficiles en raison des faibles espaces dans lesquels il fau- drait opérer, on pourrait, après élongation de la bande hélicoïdale, lui faire subir certaines déformations oompléme taires,
Suivant le mode de réalisation plus partioulièreme considéré, on prévoit trois Molettes 14,15, 16, d'axes obli ques, destinées à assurer le pincement des angles que format les nappes coniques et les nappes cylindriques de la bande, La molette 14 assure le redressement de la nappe de l'hélico de correspondant à la nappe 6 de la molette 1,
celles corres. pondant aux nappes 4 et 5 sont redressées par le passage ent: les molettes 15 et 16 .
Les molettes 14,15 et 16 pourront être motrices @ ou folles, cette dernière solution ayant été adoptée dans 1'@ @ emple considéré.
Le processus de formation du tuyau, après sa déformation sur la surface moule, est alors le suivant
La nappe 61 redressée s'engagera ensuite, grâce à l'élasticité de la bande, sous la bande 41 de la sptte précédente qui est déjà redressée,
Les molettes 15 et 16 redresseront enfin les nappes 41 et 51 et la spire du tuyau sera terminée.
On prévoit avantageusement, afin de pouvoir emplove
<Desc/Clms Page number 10>
permettant de faire varier leur inclinaison.
Cette opération d'enroulement prendra, appui sur un mandrin solidaire ou non solidaire de la surface moule et coaxiale ou non-ooaxiale avec elle.
Suivant le mode de réalisation adopté on établit un mandrin 17 court et appartenant à la même pièce que la molette moule 1.
Ce mandrin ne remplissant pas l'intérieur du tuyau, il ne force pas sur l'armature en train de s'enrouler, et il ne s'oppose pas à la progression du produit qui se forme,
On constitue, alors une machine en montant tous ces dispositifs sur un bâti approprié auquel on fait comporter tous les organes de transmission et de réglage nécessaires.
Le fonctionnement d'une telle machine à former les tuyaux hélicoïdaux flexibles ressort suffisamment clairement de ce qui précède, pour qu'il soit inutile d'en faire la description,
En tous cas un tel procédé et un tel dispositif présentent de nombreux et éels avantages, notamment;
celui de permettre l'obtention continue, et sans création de tensions internes dans la matière, de tuyaux flexibles en métal ou matière de dureté et plasticité analogues, d'une lon- gueur quelconque, celui de permettre l'utilisation de bandes de métal ou de matière dore d'une certaine épaisseur, avec création, dans ce cas, de tensions internes minima, celui de permettre, en changeant simplement le jeu des molettes, d'obgenir, avec une même machine, différents calibres de tuyaux, celui enfin, d'être d'une réalisation simple,
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties,
ayant été plus spécia- lement indiqués; elle en embrasse, au oontraire, toutes les
<Desc/Clms Page number 11>
variantes notamment: celles dans lesquelles, se proposant d'établir non p@ un tuyau mais une armature ou un objet quelconque hélicoi on aurait recours à une bande cylindrique, prismatique of toute autre section, ou à un fil par exemple: celles dans lesquelles, se proposant d'établir un obj d'un type analogue au type hélicoïdal, on aurait recours surface moule dont la section, normale à l'axe, au lieu d circulaire, serait une courbe fermée telle qutellipse, ov polygone,etc.. les autres éléments de la machine étant ap priés comme il oonvient à cette modification.
Résumé.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.