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La présente, invention est relative à une machine ' à fabriquer des tubes à partir d'une bande de tôle par en-, roulement de celle-ci- ei hélice ,et soudure des bords rappro-'- chés - On. connaît diverses machines de ce type. Dans une première catégorie de ces machines, la tôle à façonner en tube est enroulée sur un mandrin rotatif' qui 1 : entraîne.
Certaines de ces machines comportent dès galets ou des cy- lindres extérieurs dont le rôle est d'appliquer la tôle con- tre le mandrin* Dans une deuxième catégorie de ces machines, l'enroulement de la. tôle en hélice s'obtient en poussant obliquement la bande de tôle dans un dispositif de cintrage constitué par des rouleaux ou desgalets. On connaît plusieurs formes de tels dispositifs de cintrage. Dans certains d'en- tre eux, le cintrage est réalisé en forçant la tôle à se cour ber autour d'un appui cylindrique ou d'un ensemble de galets équivalents disposé intérieurement par rapport au tube formé par la tôle.
La courbure est obtenue par la coopération avec cet appui cylindrique de deux autres cylindres (ou ensembles de galets équivalents) disposés en avant et en arrière de l'appui, imposant à la tôle une contrainte telle qu'à la sor- tie du dispositif, elle ait pris une déformation permanente qui la rapproche de la forme qu'elle doit avoir définitive- ment. Pour maintenir le tube hélicoïdal ainsi formé au dia- mètre voulu à l'endroit où s'effectue le joint, c'est-à-dire au point de soudure, il est nécessaire d'exercer.sur les deux bords de la tôle une pression au moyen d'un galet extérieur.
Dans d'autres machines connues, le cintrage est réalisé, en tout ou en partie,- par une enveloppe de forme sensiblement cylindrique présentant une ouverture longitudi-
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nale dans laquelle s'engage la tôle. Certaines machines com- prennent à proximité du point d'entrée de la tôle dans l'en- veloppe des organes de cintrage, rouleaux ou équivalents.
L'effet de ces organes est de "croquer" la tôle en lui donnant, au début de sa déformation, une courbure plus forte oue celle qu'elle doit avoir définitivement. La spire formée tend cependant à se rouvrir et le rôle de l'enveloppe, dont le diamètre est choisi en conséquence, est de limiter la déformation de la tôle, tendant vers l'ouverture de la spire, en sorte que le tube, supporté par la paroi de l'en- veloppe, ne prenne pas un diamètre supérieur à celui désiré pour le tube fini.
On comprend cependant que suivant l'épaisseur de la tôle et suivant le coefficient d'élasticité de la matière, les tensions résiduelles présentes dans la tôle lorsque ses bords se présentent à la soudure soient pratiquement incon- trôlables. Pour limiter celles-ci, en tout cas, la machine doit être conçue avec une extrême précision et dans les con- ditions précises données imposées par la matière d'une part - et par un équipage conformateur unique, d'autre part, on ne peut évidemment obtenir qu'un tube d'une seule dimension .
Dans d'autres machines à enveloppe, les organes de cintrage, quels qu'ils soient, donnent à la tôle un rayon de courbure initial supérieur à celui du tube fini. Dansces machines, le rôle de l'enveloppe est uniquement de guider la tôle en la maintenant sous sa forme en hélice, au diamètre définitif, jusqu'à exécution de la soudure. La tôlesoudée conserve,bien entendu,des tensions résiduelles incontrôla- bles. Ici encore, un même équipage ne permet de fabriquer qua des tubes d'un diamètre unique.
Outre les inconvénients des machines connues déjà
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cités, il est clair que dans toutes les machines où l'envelop- pe est appelée, soit à remplir dans uue mesure quelconque une fonction active de déformation, soit à résister jusqu'à exé- cution de la soudure à l'élasticité de la tôle déformée, le contact de la tôle et de.l'enveloppe 8:' accompagne d'un frotte- ment considérable et, partant, d'une usure des organes, pour lesquels il sera nécessaire de choisir-des aciers spéciaux, et de la tôle, ce qui est irréparable car le frottement lais- se sur celle-ci des morsures .
La présente invention élimine tous ces inconvénient Il s'agit, en fait, d'une machine à fabriquer des tubes par fixation des bords rapprochés d'une bande de tôle,enroulée en hélice, et comprenant un équipage poussant obliquement la tô- le dans un dispositif de façonnage, c aractérisée en ce que le dispositif de façonnage comprend au moins une série de corps tournant librement autour d'axes parallèles constituant des génératrices d'un élément d'enveloppe cylindrique disposé de manière à se trouver à l'extérieur et au moins partielle- ment autour de la bande de tôle, en cours d'enroulement en sor- te de lui offrir une série d'appuis. Dans une forme de réali- sation préférée, comportant un développement de l'idée inven- tive,
cette série de corps tournants extérieurs est combinée à une deuxième série de corps tournant librement autour d'axes parallèles aux premiers et constituant des génératrices d'un élément d'enveloppe cylindrique disposé de manière à se trou- ver à l'intérieur de la bande en cours d'enroulement, cette dernière série constituant en combinaison avec la première une succession d'appareils de cintrage.
Les enveloppes cylindriques sont de préférence cir- culaires et, lorsqu'il y a deux enveloppes, coaxiales.
Suivant une forme préférée de l'invention, les corps
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tournants dont les axes appartiennent aux dites enveloppes idéales sont répartis régulièrement au pourtour de ces enve- loppes et les axes des corps tournants intérieurs alternent avec ceux des corps tournants extérieurs, en sorte qu'en cou- pe transversale, les sections des corps tournants apparais- sent comme disposés en quinconce de'part et dtautre d'un es- pace annulaire trace, dans le plan de section, d'un espace cylindrique compris entre les deux jeux de corps tournants.
Les corps tournants sont avantageusement constitués par des rouleaux formés de manchons placés côte à côte sur leurs arbres de support et tournant librement par rapport ceux-ci, un certain jeu longitudinal étant prévu entre man- chons juxtaposés. Les arbres sont montés dans le bâti de la machine par l'intermédiaire de paliers que de's vis de réglage tournant dans des écrous fixés au bâti, permettent de dépla- cer radialement, en sorte de permettre d'approcher ou d'éloi-' gner les uns des autres les rouleaux intérieurs et extérieurs.
L'invention s'étend encore à des perfectionnements aux mécanismes connus dans ce genre de machine et servant à l'exécution de l'assemblage des lèvres de la tôle par soudure.
L'invention prévoit le contrôle automatique, asservi aux va- riations de la position relative des lèvres au point de sou- dure, d'un dispositif connu tendant à rapprocher les lèvres de la,tôle par flexion du tube formé.
L'invention prévoit aussi, pour le tampon appelé à soutenir la tôle au point de soudure, une monture à réglages multiples .
Ces particularités et d'autres ressortiront de la description donnée ci-après d'un mode de réalisation préféré de l'invention, qui ne se limite nullement a celui-ci. La description sera mieux comprise par les considérations des
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dessins annexés au présent mémoire et, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en plan de la machine, purement schématique, destinée à en situer les organes princi- baux ;
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GOm te ,[quÇ;r,.'f. ,.cb;u..;, te -- la figure 2 est une évp.#3 qu dispositif con- formateur, avec coupes partielles; - la figure 3 est une coupe de l'ensemble confor- mateur suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une coupe de.l'ensemble confor- mateur suivant la ligne IV-IV de la figure 2;
, - la figure 5 est un schéma d'un dispositif de con- trôle et de commande du rapprochement des lèvres de la tôle au point de soudure; - la figure 6 est une vue en bout d'un support ré- glable pour le tampon soutenant la tôle au point de soudure; - la figure ?en est une vue en plan; - la figure 8 est une coupe d'un tampon ou patin perfectionné, et - la figure 9 est une vue en plan de celui-ci .
Dans ces différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments analogues .
La figure 1 représente la disposition d'ensemble de la machine, dont beaucoup d'organes sont connus en soi et ne nécessitent pas de nouvelle description. La tôle, délivrée par un tambour d'approvisionnement (non figuré) et passant par. des jeux de rouleaux planeurs (non figurés) est poussée oblique- ment par l'action d'un jeu de cylindres pinceurs superposés 1, l' entraînés par le moteur 5a et le réducteur 5b, dans l'ensem- ble conformateur 2. Elle passe pour cela entre les guides 3,3'.
Dans un but de clarté, cette partie de là tôle non encore en- gagée dans l'ensemble conformateur n'a pas été représenté à la figure 1.
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Les cylindres, les guides et autres organes habituels non mentionnés sont montés sur&bâti 5 que l'on peut faire tourner autour d'un pivot 6 pour modifier, suivant une technique con- nue, l'angle d'introduction de la tôle dans la machine.
L'organe essentiel de la machine est le dispositif conformateur 2. Celui-ci comprend, dans la forme de réalisa- tion préférée ici décrite, un jeu de rouleaux intérieurs dé- signé généralement, par 7, et un jeu de rouleaux extérieurs désigné générale est par @. Les rouleaux extérieurs 8 sont montés à l'une d leurs extrémités (à gauche sur la figure 2) dans un flasque qui, avec le flasque opposé 10, visible à droite de la figure' 2, (recevant l'autre extrémité des rou- leaux 8) constitue la partie supérieure du bâti de la machina
Les flasques 9 et 10 sont fixés par des équerres telles que
12, 13, à une plaque de base 11. La plaque de base 11 est fixée au sol par des boulons 11a passant dans des oeillets allongés llb.
De la sorte, il est possible d'opérer un dépla- cement longitudinal de l'ensemble conformateur . D'ailleurs, en engageant sous la base 11 des épaisseurs convenables, on peut ajuster la lenteur de l'ensemble conformateur par rap- port aux guides 3, 3'
Les rouleaux des deux jeux comprennent des manchons tels que 14, 15... pour le jeu extérieur, montés côte à côte et coaxialement sur des arbres tels que 16 terminés à leurs extrémités par des parties à méplats 17, 18. Sur ces méplats s'exerce la pression de vis (telles que 19, 20) tournant dans les écrous (19a,20a) fixés aux flanques du bâti.
Aux extrémi- tés des arbres, ceux-ci comportent des prolongements tels que 21, 22 guidés dans les fentes (telles que 23 figure 4) de plaquettes de guidage (24,2 fixées aux flasques contre lesquelles elles sont serrées par des vis (26,27). Un tel
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ensemble d'organes de mouture permet donc de rapprocher ou d'éloigner les rouleaux constituant lescorps tournants exté- rieurs 8, de l'axe du dispositif conformateur. L'ensemble des .axes des arbres -des rouleaux extérieurs forme un élément d'en- veloppe idéale cylindrique, coaxiale au tube à former -et T'en -tourant partiellement .
On voit,, aux figures 3 ,et 4 qui montrent mieux les flasques terminaux de l'ensemble,, que l'enveloppe cylindrique
8 n'est pas entièrement fermée..
Les rouleaux intérieurs .de l'ensemble 7 sont consti- tués de manière analogue aux rouleaux 8. Toutefois,, ils ne sont pas soutenus aux deux extrémités. Un premier support. leur est apporté par le flasque 9' fixé au flasque 9. Un jeu de vis (telles que 28, 28a) tournant dans des écrous (29,29a) fixés au flasque 9' et s'appuyant sur des méplats d'extrémité (30,30a) constitue pour les rouleaux intérieurs une monture à réglage radial analogie à celle qui a été décrite pour les rouleaux extérieurs. L'autre appui des rouleaux intérieurs est offert par une couronne annulaire 31, reliée aux flasques 9, 9' par des tiges 32, 33, 34, à extrémités filetées serrées sur le flasque par des écrous tels que 35.
(Dans d'autres for- mes de réalisation, la couronne est soutenue par un pied fixé au plateau 11 et passant dans les intervalles entre les rou- leaux des deux systèmes). A la couronne 31 sont fixés des é- crous (tels que 36, 36a) dans lesquels tournent des vis (37,
37a) dont les extrémités appuient sur des méplats des arbres (tels que 38) des rouleaux intérieurs, eslaquettes-guides (39,39a) fixées par¯des vis (40,40a), assurent l'immobilité des arbres dans une position de réglage choisie. Les plaquet- tes (39,39a) et autres) embrassent les arbres correspondants, qui passent par des alésages de ces plaquettes tout comme les
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plaquettes (24) embrassaient les extrémités (21) des arbres (16).
Certains arbres peuvent être prolongés au delà du flas- que 10 pour supporter au mieux la tôle pendant son déroule- ment. Pour éviter un basculement des rouleaux autour de l'ap- pui constitué par la couronne 31, on a prévu des vis (telles que 41) antagonistes aux vis 28 et analogues
Afin d'éviter la présence de parties en porte-à-
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faux import"nt, d''51iuiner les portions de rouleaux sur les- quelles la t21c ne passe pas, et surtout pour utiliser des rouleaux de même !. '.13ueur, les flasques plans 9 et 10 de la présente forme de réalisation peuvent être remplacés avanta-
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geusement par des f lascues gauchis à contour hélicoïdal.
Dans une telle réalisation, les rouleaux des deux systèmes restent évidemment parallèles entre eux, mais leurs extrémités subis-
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sent un d calae ? v.;ßz; ucii zal progressif. C'est ainsi par exemple que le c rc. ' eau 1ô- conservant le place qu'il occupe dans la nrésente : r::e de réalisation, l'extrémité du rou- leau 16-8 portée par le flasque 9 est déplacé vers le flas- que 10 d'une quantité trait, l'extrémité du rouleau 16-7 porté par le même flasque est déplacée vers le flasque 10 d'une quantité "2a", et ainsi de suite, jusqu'au rouleau 16-1
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dont Pextr6uité portée par le flasque 9 gauchi se situerait à peu près au -lc..:< ¯A. de la figure 2.
Une- disposition analogue serait adoptée pour les rouleaux intérieurs .
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1.C' ; centres Ôns rouleaux intérieurs (38-1 à 3S-$) sont répartis ré;lireuezt sur un arc 0 directrice idéale circulaire, d'ouverture angulaire supérieure à 180 . Les flancs radiaux contenant les arbres 38 des rouleaux 7 bissec- tent les angles dièdres forme? par les plans radiaux conte- nant les axes des rouleaux extérieurs 8. Ainsi, chaque en-
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semble de troix rouleaux consécutifs, tels que 16-9, 38-8, et 16-8, puis 16-8, 38-7 et 16-7, etc... constitue un appa- reil de cintrage complet pour la tôlepassant entre eux .
L'action de ces dispositif de cintrage ni d'ailleurs celle des seuls rouleaux extérieurs ne peut être assimilée à celle d'aune enveloppe continue, telle qu'on en rencontre dans d'anciennes machines. D'un rouleau au suivant, et par le faiu d'un dispositif de cintrage au suivant, il y a chaque fois un intervalle vide où la tôle n'est pas contrainte et où, par conséquent, les tensions internes peuvent se distribuer sans intervention forces extérieures.
D'autre part, par con- struction des rouleaux ou séries de corps tournants, chaque rouleau ou série est constitué par juxtaposition d'é- léments tournants coaxiaux indépendants, en admettant un jeu longitudinal relatif et en prévoyant entre les éléments con- sécutifs des butées à billes (42, figure 2). Cette disposition est également de nature à favoriser une libération des -ten- sions élastiques ou tout au moins une distribution uniforme des tensions internes .
Les rouleaux individuels, et de ce fait les grou- pes de rouleaux constituant des appareils de cintrage succes- sifs sont réglables indépendamment les uns des autres. On peut ainsi avec la machine suivant l'invention réaliser un calibrage très précis du cintrage .
Suivant une variante de réalisation de l'invention non représentée ici mais correspondant à un développement de l'idée inventive, les vis de réglage d'un môme système de rou le aux intérieur ou extérieur) peuvent être tournées en même temps par le jeu d'une transmission à pignons d'angles com- mandés par un pignon commun .Cette disposition comporte un pignon de commande pour toutes les vis distribuées dans un
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même plan. En couplant les 'pignons de commande des deux flas ques, on assure que les rouleaux se rapprocheront de la tôle, ou s'en éloigneront, d'u@ seul bloc, c'est-à-dire que, dans' le réglage des rouleaux,
Les axée de ceux-ci resteront con- stamment parallèles entre eux et à l'axe du tube formé. Le repérage du déplacement des rouleaux vers la tôle peut se faire grâce à des échelles graduées placées sur les flasques.
Il entrerait également dans le cadre de l'invention de prévoir, pour chaque rouleau pris individuellement, un dispositif de réglage commun des vis qui agirent sur lui à ses deux extrémités.
Dans tous-les cas où plusieurs vis sont commandées par un pignon commun ou par un dispositif équivalent, on pré voit un dispositif de débrayage, par exemple entre le pignon commun et les pignons commandant les vis, de telle manière qu'un pré-réglage individuel soit possible, avant la manoeu- vre de plusieurs vis en même temps .
Le dispositif suivant l'invention se complète par des perfectionnements à des dispositions connues dans ce gen- re de machines. On a proposé déjà il y a plus d'un quart de siècle, de faciliter la formation du tube en rapprochant l'une de l'autre les lèvres de la tôle au point de soudure, au moyen d'une pression exercée sur le tube terminé, au delà du dispositif conformateur, le réglage de cette pression é- tant laissé à l'opérateur qui surveille la soudure.
Dans la présente invention, il est très utile-d'ap- pliquer cette disposition. Suivant un développement de l'in- vention, le contrôle visuel continu de l'opérateur est rem- placé par un contrôle automatique, delui-ci peut être obtenu :le diverses manières. Dans une premièreforme de réalisation, visible à la figure 1 et à la figure 5, l'automatisme est as-
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sure par une commandé à contact direct.
Le tuyau forme est poussé par une vis 41 actionnée par un moteur électrique 42 à deux sens de-marche. Un rappel constitué par;- un piston..43' à ressort 44 s'appuyant en un point du bâti fixe de la machi- ne tend à ouvrir les lèvres de la soudure. L'action, du moteur, dans le sens de la marche avants tend au contraire à rapprocher leslèvres l'une de l'autre. Entre les lèvres45 'et 46 de la tôle à souder,(vues en coupe à la figure 5) et à peu de dis- tance avant le point de soudure, se trouvent deux galets, 47 et 48, montés en bout de bras 49 et 50 pivotant autour d'un point de croisement 51. L'extrémité 52 du levier 49 est- fixe.
L'extrémité 53 du levier 50 porte un galet 53..Le galet 53 peut venir en contact avec deux bandes électriquement conduc- trices, 54 et 55 montées ainsi que le galet dans les circuits conditionnant le changement de marche du moteur. L'agencement est tel que lorsque le galet s'engage sur la bande 54, le mo- teur 42 tourne dans un yens favorable à 1' écartèrent des lè- vres 45 et 46. Au contraire, le contact du galet 53 avec la bande 55 détermine la marche du moteur dans le sens d'avance- fond meut de la vis 41, c'est-à-dire à pousser le tube et à rap- procher les lèvres de la tôle au point de soudure.
Le méca- nisme électrique est avantageusement doublé par un mécanisme à main commande par l'arbre 56 (muni d'un cardan 57) et par le volant 58.
Au lieu d'une commande du tube par moteur électri- que et vis de pression, il est possible d'installer une. com- mande hydraulique ou pneumatique à pistons antagonistes ou à cage de guidage comme dans anciennes dispositions connues.
La détection du¯ déplacement relatif des lèvres peut s'opérer, en variante, à l'aide d'une cellule photoélec- trique dont le courant influence le moteur dans le sens con- venable
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D'autres variantes peuvent être imaginées par les techniciens sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
Un dispositif auxiliaire annexe complète utilement l'installation de soudage. Celle-ci comprend, placé sous les lèvres et sensiblement à l'aplomb du poste de soudage un pa- @in 59 refroidi comme d'ordinaire par une circulation d'eau (entrant en 60 et sortant en 61 par des tuyauteries non mon- trées). Le patin 59 est porté par une colonnette 62 passant à coulisse @ent dans un alésage d'un arbre 63 et fixée par une vis 68.
L' @rbre 63 porte un plateau 64percé d'oeillets allon- gés 71 et 72 que traversent des boulons 69 et 70, montés sur un plateau 65 qui sert d'appui au plateau 64. En serrant les boulons, on peut donner aux deux plateaux diverses positions relatives invariables, mais modifiables dans la mesure de l'étendue desoeillets allongés 71 et 72. Le mouvement de la colonnette 62 permet de faire tourner le patin autour de l'axe de cette colonnette. Le jeu des boulons 71 et 72 permet de mo- difier la direction de la colonnette 22 et du patin qu'elle porte, par rapport à la verticale.
Enfin, le plateau 65 étant monté au bout d'un levier à deux bras 66 qui pivote autour d'un point fixe 67, sous l'action d'un tendeur 68a à filets inverses, il est possible de régler le déplacement du patin 59 en hauteur.
:Le positionnement du patin est très simple et tous les roulages peuvent tre repérés à l'aide d'échelles graduées ou de butées. Ceci facilitera la remise en place du patin a- près les démontages occasionnels nécessités par le rafraîchis- sement de la face du patin.
Les tolérances sur les épaisseurs de feuillards peu- vent présenter des différences de niveau, par rapport au cer- cle idéal, au droit du patin de soudure; il peut arriver que
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ce dernier porte d'une façon irrégulière et que le contact ne soit plus parfait sur toute sa surface, ce qui peut occa- sionner de légers défauts de soudure.
Suivant l'invention on améliore le contact perma- nent entre patin et tôle en ajoutant:
1 dans le système 59-72 de la figure 6, un ressort qui tend à appuyer le patin 59 sur la tôle , en plus :
2 eu remplaçant le patin monobloc 59 par un en- semble de petits patins formant damier et poussés eux aussi vers le haut individuellement. Un tel dispositif est repré- senté aux figures 8 et 9
Les figures montrent en 81 un support de patins, en acier /et une série de petits patins en cuivre, 82, glissant avec jeu dans d s alésages 87 du- support 81.
Chacun d'eux est pourvu d'une rainure 83 embrassant une broche fixe de guidage et de retenue 84 et peut prendre un mouvement vers la tôle, sous la poussée d'un ressort 85.
Le tout est refroidi par une circulation d'eau pas- sant dans un réseau de trous 86 percés dans le support en acier 81 .
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