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Procédé et machine pour la fabrication, à partir d'une matière en forme de feuillard, de tubes ou tuyaux continus, à rainure hélicoïdale*
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Les procédés et appareils connus utilises pour la fabrication, à partir d'une matière en forme de fouillait de tubes ou tuyaux flexibles continus présentant une rai- nure hélicoïdale, sont basés sur le principe suivant : le feuillard est enroulé autour d'un mandrin ; le tube ou tuyau ainsi obtenu est rainuré en hélice en le faisant passer à travers une filière comprenant une bague à filetage intérieur et un mandrin à filetage extérieur, ces deux filetages exerçant une action de repoussage ou de refoule- ment qui forme une rainure hélicoïdale, tandis que le tube est progressivement retiré du mandrin.
Grâce à un dispositif de freinage longitudinal qui s'oppose à l'avance du tube, les rainures sont plus ou moins comprimées dans le sens axi ce qui rend le tube plus flexible. La bague à filetage int.,- rieur ou "écrou à repousser" présente du côté sortie du tube, une partie alésée sans filetage, destinée à lisser les bords des rainures. Pendant le repoussage de la rainure du tube, @ pendant son avance depuis le mandrin d'enroulement dont il doit être retiré vers le mandrin à filetage extérieur ou "mandrin repousseur", et pendant l'opération de refoulement des rainures, il se produit un échauffement qui exerce une influence préjudiciable à la-cadence de production. Avec des feuillards de forte épaisseur, 1échauffementa/tteijnt de telles proportions, qu'il devient impossible de refroidir suffisamment le tube et les outils.
D'autre part, l'usure de l'écrou repousseur et du mandrin repousseur est relativement rapide. La partie lisse de l'écrou à repousser, partie des- tinée à laisser les rainures du tube en feuillard, est sou mise à une usure particulièrement sévère, étant donné que cette partie doit aplanir et lisser les bords des rainures* Peur toutes ces raisons il a été, jusqu'à présent, impossible
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de réaliser des tubes de grand diamètre avec les moyens de fabrication existants, de même qu'il a été impossible d'uti- liser des feuillards d'une épaisseur supérieure à 2/10 de m/m.
La présente invention a pour objet un procédé et une machine pour la fabrication, à partir d'une matière en forme de feuillard, de tubes ou tuyaux continus flexibles, à rainures en hélice, procédé et machine grâce auxquels, les inconvénients susmentionnés peuvent être supprimés. Confor- ément à la présente invention le feuillard est enroulé au- tour d'un mandrin de manière à former un tube. Les bandes constituant ce tube sont enroulées par recouvrement et au fur et à mesure de l'enroulement, ledit tube formé est retiré du mandrin par la filière à repousser, cette filière comprenant un écrou et un mandrin à repousser, la filière forme la rainure. L'enroulement et le repoussage sont suivis d'un effet de compression des spires, obtenu par freinage de l'avance du tube.
Ensuite, les spires sont mandrinées par au moins une molette montée dans l'écrou repousseur et au moins une molette montée sur le mandrin repousseur. Enfin, les rainures sont lissées par un brunissoir séparé de l'écrou repousseur et entraîné par une commande indépendante de cet écrou.
Du fait, que d'une part, la rainure hélicoïdale n'est plus obtenue par une sorte d'emboutissage brutal du tube (en feuillard enroulé) mais par le laminage des molettes à fileter par repoussage, et que, d'autre part, le brunissoir est séparé de la filière de formation de la rainure dans le tube en feuillard enroulé, 1e dégagement de chaleur peut être considérablement réduit. Par conséquent, la production peut être augmentée. Etant donné que le brunissoir est entrai- né par une commande indépendante de l'écrou repousseur de la filière, sa vitesse peut être adaptée avec précision aux
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conditions du travail à effectuer.
C'est ainsi que la vitesse du brunissoir peut être réduite par rapport à la vitesse de l'écrou repousseur: Le dégagement de chaleur qui est particulièrement important dans les brunissoirs de con- ception connue, peut être réduit encore davantage par l'em- ploi de molettes à brunir, qui transforment le frottement de glissement des dispositifs connus en frottement de roule- ment. Les avantages de ce dispositif ne sont pas limités à la réduction du dégagement de chaleur; leur principal avan- tage consiste dans la possibilité de travailler des feuillard: plus épais que ceux admis jusqu'à présent.
Le tube peut être fabriqué par l'enroulement d'un ruban unique ou par enroulement de deux ou d'un plus grand nomb de rubans soit enmétal, (fer, acier ,cuivre etc...), soit en matières non métalliques (papier, matières plastiques, tissus, etc* ,
Sur le dessin annexé oin a représenté une machine pour fabriquer en continu, à partir d'une matière en forme de feuillard, des tubes ou tuyaux à rainures hélicoïdales, une filière classique et une filière suivant l'invention, ainsi que des variantes et divers détails d'exécution.
Sur ce dessin : la fig. 1 est une vue schématique en élévation repré- sentant la machine pour la fabrication en continu de tubes flexibles à rainure hélicoïdale, à partir d'une matière en, forme de feuillard.
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La fig. 2 est une coupe axiale d'une filière de type connu, faisant partie de cette machine.
La fig. 3 est une coupe axiale de l'éèrou repousseur de la filière représentée fige 2.
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La fig. 4 est une coupe axiale de la filière destinée à la machine conforme à la présente invention.
La fige 5 est une coupe par V-V de la fige
La fig. 6 représente la--couronne de brunissage, avec les molettes de brunissage destinées à lisser les bords des rainures du tube
La fig. 7 est une vue en'coupe axiale partielle de la couronne de brunissage de la fig. 6.
La fige 8 est une vue en coupe partielle représentant une couronne de brunissage munie de molettes différentes de celles représentées sur la figure 7.
La fige 9 représente une variante de "l'écrou" repous- seur
La fig. 10 est une vue en coupe axiale de l'écrou repousseur représenté sur la fig. 92
La fig. 11 représente le mandrin repousseur corres- pondant à l'écrou repousseur.
La fig 12 est une vue latérale.du mandrin repousseur représenté sur la fig. Il.
La disposition générale de la machine pour la fabrica- tion en continu de tubes ou tuyaux flexibles, à rainures hélicoïdales, suivant la présente invention, correspond dans ses grandes lignes à celle des machines connues uti- lisées dans ce genre de fabrication. La machine conforme à la présente invention diffère des machines classiques par : la construction de la filière, la forme des outils exécu- tant les rainures dans le tube en feuillard enroulé, et le dispositif de lissage des rainures.
La machine est constituée, comme indiqué sur la fige 1 par un bâti 1 avec poupée 1', et contre-poupée 1"..A 1'intérieur du bâti 1 est logé un réducteur-variateur de vitesse non représenté, entraînant le rotor 2 qui porte les
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supports de bobines 3 et 3'. Le feuillard 5 et 5' se dérou des bobines d'alimentation 4 et 4 et s'enroule autour du mandrin 6 Les bandes sont enroulées avec recouvrement" c'est-à-dire que les spires.ne sont pas jointives, mais se superposent sur uhe partie de leur largeur.
Dans la contre-poupée 1" est montée la filière 7 qui imprime au tube lisse une sorte de vissage grâce auquel ce tube est constamment retiré du mandrin d'enroulement 6.
L'avance du tube "fileté" est ensuite ralentie au moyen d'un dispositif de freinage qui comprime ce tube axialement, en vue de le rendre plus flexible.
Les fig. 2 et 3 représentent schématiquement la constitution des filières classiques. La filière destinée à transformer le tube rectiligne en tube à ondulations en s raie, comprend un écrou rpousseur 8,,monté dans un manchon 9 entraîné par l'intermédiaire d'une roue à chaîne 10 et d'une chaîne (non représentée sur le dessin) commandée par un variateur de vitesse logé à l'intérieur du bâti 1. La filièr comporte, en outre, un mandrin repousseur Il tournant à la même vitesse que l'écrou repousseur 8. La vitesse du réduc- teur-variateur peut être réglée progressivement. Comme on le voit sur la fig. 2 l'écrou repousseur peut se trouver du côté libre du mandrin d'enroulement 6.
Il est également possible de munir le mandrin repousseur d'un arbre, de faire passer cet arbre à travers le mandrin d'enroulement creux, et de l'entraîner au même régime que l'écrou repousseur Dans ce cas, le mandrin peut rester immobilisé. En arrière de la filière 8, se trouve un dispositif 12, qui s'oppose à l'avance du tube. Pour lisser les spires du tuyau sortant de la filière 8-11, l'écrou repousseur 8 présente un alésage 13 partiellement.lisse, destiné à lisser le tuyau.
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Les fige 4 et 5 montrent à titre d'exemple un mode de réalisation d'une filière conforme à la présente inven- tion destinée à une machine pour la fabrication en continu de tubes ou tuyaux en feuillard. Cette filière comprend un écrou repousseur il+ présentant des évidements cylindriques équidistants dans lesquels' sont montés, sur des axes 14", des galets ou molettes à fileter 14',"écrou-repouseur !4 est logé dans un manchon 15 dont il est rendu solidaire au moyen d'une clavette 16.
Le manchon 15 tourne dans des roulements à rouleaux ou à aiguilles 17 et 17' montés dans la contre-poupée l".Ce manchon est solidaire d'une roue à chaîne !5' (figé 4) entraînée par une chaîne (non repré- sentée) et un réducteur variateur à réglage progressif de vitesse; ce réducteur est logé dans le bâti 1.
18 désigne un mandrin repousseur à l'extrémité libre duquel est ménagé un évidement circulaire comportant des molettes 18' à fileter par repoussage, montées sur des axes équidistants 1$ '.Le corps du mandrin-repousseur 18 sert en même temps de mandrin d'enroulement au feuillard et tourne à la même vitesse que l'écrou repousseur 14 Dans la contre- poupée est monté un manchon 19 immobilisé par une vis 20; ce manchon comporte une bague de freinage 21 qui s'oppose à l'avance du tube. Sur le manchon 19 tournent des rouleaux ou aiguilles 22/et 22' sur lesquels tourne'le manchon cylin- drique 23 de la couronne 23' portant les molettes de bru- nissage. Le manchon 23 tourne à l'intérieur du manchon 15.
La couronne 23' porte les molettes de brunissage 25 qui tournent sur des axes équidistants 24 Ainsi les molettes à fileter par repoussage de l'écrou repousseur sont suivies presque immédiatement par les molettes de brunissage. La commande de la couronne de brunissage est indépendante de la commande de l'écrou-repousseur. Un réducteur variateur de vitesse entraîne l'arbre 27 dont le pignon 26 engne
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avec la roue dentée 23" de la couronne de brunissage 23'. Le mandrin 18 à fileter-repousser est évidé de manière à laisser passer l'arbre 28 qui porte le mandrin de freinage 29 empê- chant la torqion du tube ondulé.
Le tube exécuté par enroulement d'une matière en forme de feuillard autour du mandrin 18 (enroulement par recouvrement partiel des bandes), passe entre les molettes à fileter 14' de l'écrou repousseur Il+ et les molettes à fileter 18' du mandrin. Ces molettes forment sur le tube des spires hélicoïdales grâce auxquelles le tube est pro- gressivement retiré du mandrin d'enroulement. A sa sortie des molettes à fileter 14' et 18', ce tube à spires héli- coïdales est lissé extérieurement par les molettes de bru- nissage 25. Le frein tubulaire 21 s'oppose à l'avance du tube à spires lissées.
Ce freinage est suffisamment puissant pour provoquer la compression axiale-du tube ; cette compres- sion qui se poursuit jusque au moment ou. les flancs des spires derennent pratiquement jointifs, a pour but de rendre le tube flexible En même temps le tube est protégé contre
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1?.'. ':,r.:',:-' ,:<1S par le frein intérieur 29; il sort donc de la 1.;*<;;<.=,q <,2..-'1.5 aucun mouvement de torsion, et peut ainsi être '3::;"":¯: ¯'J.'T19diatement sur un tambour. sur les fig. 4 et 5; les molettes de la couronne de branissge 23', représentées en détail sur les figures 6 et 7, sont cylindriques.
La fig. 8 montre une variante dans laquelle les molettes 25', montées sur des axes 24', portés par la couronne 23', sont coniques. te petit diamètre des molettes coniques se trouve en face des molettes de l'écrou repousseur il+.
Les fig. 9 à 12 montrent d'autres variantes d'exécution des outils destinés à former des spires hélicoïdales sur le tube obtenu par enroulement d'un feuillard.
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Les fig. 9 et 10 montrent un écrou à fileter et à repousser 30. Dans l'alésage de cette pièce est formé un fil,et hélicoïdal 31, présentant un évidement à l'entrée duquel est montée une molette-33 tournant autour de l'axe 32
Les fige 11 et 12 montrent le mandrin correspondant
34 Dans ce mandrin est pratiqué un filet hélicoïdal 35 à l'entrée duquel est montée une molette à fileter et à repousser 37 tournant autour de l'axe 36. L'écrou 30 étant monté dans la filière et le mandrin à fileter et à repousser étant en position de travail, les molettes 33 et
37 engrènent avec les filets 31 et 35 du mandrin 34 et de l'écrou 30 qui, tournant à la même vitesse, forment sur le tube, pendant son passage, une spire hélicoïdale.
Au lieu d'être munis d'une molette unique 33 ou 37 le mandrin et l'écrou pourront être munjsde deux, de trois un d'un plus grand nombre de molettes disposées les unes après les autres devant les filets en hélice de l'écrou et du mandrin.