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La présenta invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la fabrication des tubes à partir d'une plaque ou bande métallique et les tubes ainsi produits.
Il est connu de fabriquer des tubes à partir dtune bande métallique en enroulant cette dernière en spirale et en reliant par agrafage les bords adjacents de la spirale.
En pratique, la bande est soumise à 1 enroulement à partir d'un rouleau; les bords de ladite bande sont confor- més de façon appropriée par pliage en continu, après- quoi la. bande est enrouléeen spirale, avec engagement des bords qui ont avantage usèrentreçu des pliages complémentaires; enfin, les bords ainsi engages se replient ensemble contre la sur- face de la bande et se compriment de manière à rendre stable l'agrafge, ceci aboutissant à l'obtention d'un tube agrafé.
L'idée générale de la présente invention est de
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produire des tubes ayant une résistance meilleure que ceux obtenus par le moyen ci-dersus, en opèrent en continu, la for- mation du tube agrafé, avec enroulementen hélice de la bande et agrafage de ladite bande et, en outre, après formation du tibe agrafée e opérant le soudure pr résistance des bords complémentairement plies de la. bande, lesquels ont constitué l'agrafage, l'un contre l'autre.
En particulier, un but de l'invention est de prévoir des tubes dont les caractéristi- ques mécaniques sont améliorées, à partir de bandes d'acier, ordinaire ou inoxydable, très minces, d'épaisseur qui, en pratique, n'est pas sensiblement supérieure à 1,2 mm. Il y a lieu de mettre en relief que, selon la présente invention,on n'effectue pas une soudure avec .apport de matière qui se superpose, pour ainsi dire, à l'agrafgage, en constituant un moyen additionnel de liaison des bords de la bande, mais bien que l'on réalise un renforcement important de l'agrafage lui- même en ce que les bords complémentaires engagés de la bande, au lieu d'être simplement serrés à froid, viennent à se souder ensemble en constituant un tout unique.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention comprend donc les opérations qui consistent à conformer les bords oppo- sés dtune bande métallique en les repliant complémentairement l'un et l'autre, à enrouler lavande en hélice en engageant les bords adjacents complètement, conformés, à replier les bords ainsi engagés contre la surface de la bande et à les comprimer pour former ltagrafage, obtenant ainsi un tube agrafé, et à souder ensemble les bords engagés et comprimés qui constituent l'agrafage, à les rechauffer par passage de courant et à les comprimer à nouveau, toutes ces opérations étant effectuées en continu, la soudure en particulier - étant effectuée immédiatement après la formation du tube agrafé,
sur le même mandrin que celui sur lequel le tube se forme et avant que ce tube ne 'soit découpé en tronçons séparés, et cela,au moyen
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d'électrodes placées à l'extérieur du tube agrafé, en cor- respondance avec 1 'agrafage.
Le dispositif objet de l'inventinn comprend tous les moyens pour la formation du tube agrafé, et, pour cela, un support à partir duquel se déroule la bande, des rouleaux et/ou filières pour conformer, de faoon appropriée, par plia- ge, les bords de la bande, un mandrin muni de guides appro- priés pour l'enroulement en spirale de la bande et pour réali- ser l'engagement des bords complémentaires, des rouleaux ou autres moyens propres à faire replier en continu les bords en- gagés contre la surface de la bande pour constituer l'agrafa- ge et, en outre, des électrodes, conformées de façon appro- priée et disposées' à l'extérieur du tube agrafé, en contact avec ce dernier, pour faire passer du courant à travers les bords de la bande qui constituent l'agrafage,
et des moyens de pression - avantageusement appliqués à au moins une des élec- trodes - pour provoquer la soudure des bords réchauffés, les- dites électrodes et lesdits moyens de pression a.gissant sur le tube agrafé alors que ce dernier est encore sur le mandrin de formation- En particulier, quand oh fabrique des tubes en acier ordinaire ou spécial, le dispositif comporte un mandrin en alliage ou métal non ferreux, tel que bronze, cuivre ou similaire, ou revêtu de tels métaux ou alliages, tout au moins en ce qui se réfère à la zone de soudure.
L'invention sera mieux comprise en se référant à la forme d'exécution, donnée à titre d'exemple par les dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 représente schématiquement, en plan, un dispositif selon l'invention.
La figure Une vue en coupe verticale pratiquée suivant la ligne II-II de la figure 1;
La figure 3 est une vue en coupe transversale du man- drin et des parties qui lui sont relises suivant la ligne III-III de la figure 1.
La, figure 4 est une vue verticale à anle droit par
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rapport au plan de la section III-III qui montre les mêmes éléments que ceux représentes sur la figure 3.
La figure 5 représente schématiquement les diverses phases de la transformation de la bande en tube et
La figure 6 est une vue en coupe axiale d'un tronçon de tube selon l'invention.
En se référant aux figures, dans la forme d'exécu- tion décrite à titre d'exemple, le rouleau 10, supporté comme indiqué schématiquement en 12 porte, enroulée sur lui, la bande 11 en acier ordineire au carbone ou en acier inoxydable Les bandes que l'on utilise de préférence pour mettre en oeu- vre l'invention sont très minces, et ont en général une épais- seur de 0,5 mm avec maximum de 0,8 mm. La bande se déroule en passant à travers le guide 13 qui a une lumière 14 corres- pondant à la section de la bande.
A la suite du guide se trou- ve le premier couple commande par des rouleaux 15, conformés . de manière à faire replier les deux bords de la bande, le bord de droite se relevant à 45 tandis que le bord gauche se plie en forme de V renversé, ce qui donne le profil re- présenté sur la figure 5a. Successivement, le ruban passe dans le guide 16 qui soulève à nouveau le bord de droite en l'amenant à 90 , selon le profil représenté sur la figure 5b.
A la suite de cela, les couples de rouleaux 17 et 18 replient successivement le bord gauche de la bande en l'amenant aux configurations représentées sur les fibres 5c et 5d. Les couples de rouleaux utilisés pour le pliage de la bande sont commandés par tout moyen approprié, non représenté sur la figure, par exemple à l'aide d'un arbre unique à vis sans fin en prise avec une roue hélicoïdale pour chaque couple de rouleaux, laquelle commande le couple par tout moyen appro- prié.
La bande pli5e passe alors au dispositif d'enroule- ment. Ceui-ci est pourvu d'une tête de guidage 20 qui comporte intérieurement une cannelure en spirale pour le guidage du
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ruban. A l'intérieur de cette tête tourne un mandrin 21 : entre mandrin et tête se trouve l'intervalle nécessaire pour le passage du ruban. Le mandrin est fait dun métal ou allia- ge .,non ferreux (cuivre, bronze etc.**) ou de fer recouvert d'un métal non ferreux par exemple cuivré, chromé, et peut être aussi constitué dans la zone de soudure où il est, par exemple, revêtu sur une face de métal ou alliage non ferreux convenablement monté ou rapporté. Le mandrin peut être massif ou, mieux, tubulaire.
Le ruban pénètre dans 1$intervalle entre le mandrin et la tête 20 et, par l'effet de la cannelure de cette der- nière, s'enroule en spirale. Le profil de la cannelure est tel que le bord gauche de la première spire de la bande (dans le sens de l'avancement) et le bord de droite de la seconde spire s'encastrent l'un contre l'autre comme représenté sur la figure 5a. Les deux bords encastrés 1 un dans 1''autre passent à travers le couple commandé par les rouleaux 22, de préférence cannelés, qui compriment l'un contre l'autre les bords de la bande et, en même temps, agissent comme organes de traction.
Successivement, un-premier rouleau conique 23 replie les bords agrafés à 45 , en les amenant dans la posi- tion représentée à gauche sur la figure 5f, pour le premier agrafage à gauche Un rouleau cannelé 24 replie ensuite com- plètement l'agrafage ± 90 comme indiqué au centre de la fi- gure 5f pour lagrafage centrale'On obtient ainsi le tube agrafé 26.
Les rouleaux 22, ainsi que les rouleaux 23 ou 24 agissent comme organe de traction sur le tube en formation et sont commandés par un moyen quelconque mais doivent avoir tous lamême vitesse périphérique, tandis que le mandrin 21 aune vitesse périphérique plus grande qui lui est communiquée par l'intermédiaire de la poulie 25.
Les dispositifs décrits jusqu'à maintenant et autres analogues sont connus dans la technique et facilement réalisa- bles par lhomme du métier. Pour opérer la soudure des bords
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de la bande qui ont constitué l'agrafage, sont prévues deux électrodes 30,31, ayant la forme de.disques ou rouleaux et constitua en une matière appropriée, de préférence en cuivre.
De préférence les électrodes pont montées de ma- nière à pouvoir tourner autour d'axes'perpendiculaires à la tangente à laligne hélicoïdale de l'agrafage, au point de contact de chaque électrode; la même condition peut à tre exprimée en disant que la tangente à la ligne de l'agrafage, au point de contact, se trouve dans une section normale de l'électrode. Une telle disposition évit le glissement de l'électrode sur l'agrafage et, par suite, une usure excessi- ve de cette électrode.
Les deux électrodes sont montées folles respecti- vement sur les axes 32 et 33. Elles doivent être maintenues' en bon contact avec l'agrafage, mais au moins l'une d'elles - dans l'exemple représenté l'électrode 30 - doit être non seulement maintenue en contact de l'agrafage mais fortement comprimée contre lui. En correspondance de cette !,- trode, les bords agrafés de la bande se trouvent comprimés entre l'électrode elle-même et le mandrin. Il y a lieu de noter que, suivant ce qui :a été dit précédemment, on devrait reteu nir qu'il fut impossible d'effectuer une soudure dans de telles conditions, c'est-à-dire en utilisant deux électrodes disposées sur la bande même des deux éléments de ruban à souder ensemble ; quececi soit obtenu est tout à fait sur- prenant.
Pour réaliser de façon concrète le montage des électrodes on peut recourir, à titre d'exemple, au disposi- tif illustré par les figures 3 et 4.
L'axe 32 de l'électrode 30 est monté- sur un support comprenant les flasques 34-34*. le courant arrive à l'élec- trode 30 par le conducteur 38, de préférence en cuivre. Les flasques 34-34' sont rigidement reliés au bloc 39 auquel est aussi relié l'arbre fileté 40,muni, à sa partie inférieure, d'une clavette 41. L'arbre 40 se déplace dans un manchon
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42, rigidement relié au bâti de la machine, représenté fragmen- tairement en 43, lequel manchon est pourvu, intérieurement, d'une creusure pour la clavette 41. L'extrémité filetée de l'ar- bre 40 fait saillie hors du manchon et reçoit un petit volant 44, taraudé intérieurement et appliqué contre l'extrémité su- périeure du manchon 42.
Il est évident qu'en faisant tourner le volant 44, l'arbre 40 se déplace, guidé par la clavette 41, de telle façon qu'il peut rapprocher ou éloigner du man,- drin 21 l'électrode 30 et la presser à volonté contre le tube 26. Le même résulta.! pourrait d'ailleurs être obtenu par une variété de moyens mécaniques équivalents.
L'axe 33/de l'électrode 31, de son côté, est porté par un bras oscillant 45, articulé en 46 sur un arbre 47 qui sert aussi de conducteur et peut être constitué de tout métal approprié à cet usage, par exemple en laiton- Pour maintenir l'électrode 31 en contact avec le tube 26,.on agit sur une vis 48 montée sur un support 49 fixé sur l'arbre 47 et qui agit sur le bras 45.
Les électrodes sont reliées, par les conducteurs 38 et 47,au secondaire d'un transformateur dont le primaire est branché sur la ligne.
Dans l'exemple d'exécution décrit les électrodes ont été représentées disposées angulairement, à environ 90 l'une de l'autre, mais elles peuvent aussi être disposées différemment et montées à un angle inférieur ou supérieur, jusqu'à 180 . Les électrodes peuvent aussi être montées de façon à être décalées longitudinalement par rapport au man- drin, sans décalage angulaire ou encore être décalées tant angulairement que longitudinalement.
En outre, bien que l'on ait représenté les deux électrodes disposées au contact de l'agrafage et pressées
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contre lui, ceci n'est pas n,5ces:':,ire et il suffit qu'une électrode ecit en C#: 'ot avec 1 t'ndL 'cl1.1a lt,:u.:" peut être mise au contact de la surface extérieure du tube
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agrafé, mais non en correspondance de l'agrafage, en un point de cette superficie où n'est pas l'agrafage, un tel
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point étant distant angulairement ou longitudinal ement, ou à la fois angulairement et longitudinalement par rapport au
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point de contact de l'autre électrode avc 1 t.gr:.zi'we. Cn utilise uix "1e.2.oj.ef) 'le b¯,.:;-s ter;ic.a., de faibles voltages et une intensité de courant très élevée.
Le courant peut être envoya par impulsions, c'est-à-dire en ouvrant ou fermant périodiquement le circui; la durée de la période de fermeture par rapport à la période d'ouverture, ou la fré- quance des ouvertures et fermetures peuvent être réglées de façon appropriée. Il n'y a pas lieu de décrire en détail les moyens électriques parce qu'ils sont bien connus dans la tech- nique en tant qu'ils ne diffèrent pas des moyens utilisés pour la soudure en continu, par résistance, effectuée en disposant les électrodes sur les côtés opposés des bandes à souder en- semble.
Le tube fini, ainsi obtenu, est représenté en coupe sur la figure 6. On voit qu'au lieu d'avoir un agrafage simple les bords des bandes complémentaires, engagés l'un dans l'au- tre,se sont soudés ensemble pour former un anneau en spirale qui renforce considérablement la structure du tube.
Il y a lieu d'observer particulièrement que la pré- sente invention ne dépend pas des moyens utilisés pour confor- mer les bords de la bande, enrouler cette bande en spirale, et effectuer l'agrafage. Il est essentiel que se développent en continu toutes les opérations décrites, nécessaires et suf- fisantes pour la formation d'un tube agrafé, l'agrafage de ce tube étant ensuite soudé. Il n'est, par contre, pas important, pour les buts visés par l'invention, que lesdites opérations soient exécutées avec les moyens particuliers décrits.
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