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"Machine pour la fabrication de tubes à joint longitudinal en hélice".
L'invention concerne une machine pour la fabrication de tubes à couture de soudage en hélice, dans laquelle une bande plate est introduite obliquement dans la machine où elle est conformée en forme d'hélice. Les joints en forme d'hélice sont soudés ensem- ble. La conformation de la bande est effectuée au moyen de rou- leaux de cintrage ou de galets de cintrage, qui doivent être au nom- bre d'au moins trois. (cintrage à trois rouleaux).
De telles machines doivent remplir des conditions variées, partiellement contradictoires. Entre autres, les conditions d'en- trée doivent être strictement définies pour que les cords de la
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bande en forme d'hélice soient tout près l'un e l'autre, mais ne se recouvrent pas, ni ne baillent. De plus,!pour fabriquer des tubes sans défauts, il ne faut pas qu'il y aitldes frottements dans la direction longitudinale du tube, pour épargner d'une part la sur- face du tube, et diminuer d'autre part l'usure'les galets et la dépense d'énergie.
D'autre part, on doit fabriquer aves la même machine des tubes de petit diamètre et des tubes de grand diamètre sans avoir besoin de changer d'outil ni d'apporter d'autres transformations importantes à la machine. D'autres difficultés se présentent pour le cintrage de l'entame de la bande, car la bande pénètre droite et doit être ensuite cintrée par les galets de cintrage.
Les machines connues résolvent ces problèmes variés avec plus ou moins de bonheur, et généralement avec une application rela- tivement importante de moyens tels que cercles de galets qui entou- rent tout le tube, leviers, tiges, tourillons et analogues.
L'invention résout les problèmes mentionnés par des moyens remarquablement simples et donne en plus la possibilité de fabri- quer aussi des tubes coniques sans augmenter sensiblement la dépen- se en appareillage.
L'invention a notamment pour objet une machine pour la fabrication de tubes à joint longitudinal en hélice cylindriques ou coniques de différents diamètres à partir d'une bande enroulée en spirale, dans laquelle la conformation de la bande se fait d'a- près le principe des machines à cintrer à trois galets -, machine car ce que chaque outil de cintrage consiste en un groupe de galets de cintrage à surface extérieure sphérique placés en biais dans la direction de la bande entrante et fixés chacun sur un support commun, parmi lesquels le support des galets d'en- trée inférieurs est fixe dans l'espace dans ses montants, tandis " que le motant des gaites supérieurs est mobile au moins en direc- tion verticale' ,
pour le réglage d'après l'épaisseur de la bande et
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le support des galets de cintrage arrière est mobile en direction horizontale et en direction verticale.
Le nouveau mode de construction prévoit, pour des tubes ayant- les diamètres les plus variés, des conditions précises d'en- tres de la bande droite sous la forme d'une hélice au moyen de ga- lets inférieurs d'emplacements fixes mais positionnables oblique- ment par rapport à la direction d'entrée de la bande. L'entrée rasta donc toujours à la même place. La position oblique des galets en direction de l'entrée de la bande évite alors tout glissement de la bande ou du tube par rapport aux galets.
On peut tenir compte de l'épaisseur de la tôle par un simple réglage vertical des galets intérieurs, tandis que le rayon de cintrage et donc le diamètre du tube, est déterminé par le dé- placement vertical et horizontal du troisième groupe de galets.
Aucun de ces déplacements de réglage n'influence les conditions d'entrée de la bande. L'entame de la bande peut être pliée d'avance au moyen du troisième groupe de galets de cintrage, alors que les deux autres groupes de galets restent inchangés.
De cette façon, il est immédiatement possible de former et couder des ':ubes par exemple dans la gamme de 300 mm à 3000 mm de diamètre extérieur.
Si on veut former des tubes de diamètre très différents avec les mêmes rouleaux de cintrage ou galets de cintrage, le dia- mètre des rouleaux ou galets est donné par le plus petit diamètre de tube, car le galet supérieur intérieur doit pénétrer dans le tube du plus petit diamètre.
Les dimensions du groupe de cylindres ou galets supérieur, limitées par ces conditions, avec le support, donnent naissance au danger que, lors de la conformation, avec un tube d'épaisseur cor- respondante, les galets de cintrage de diamètre limité ne s'appuient plus uniformément sur les tubes.
Pour obtenir même dans ce cas une conformation correcte,
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selon une autre caractéristique de l'invention le groupe des galets intérieurs reçoit une contrainte préliminaire, de sorte qu'il s' ap- puie avec pression sur la bande entrante pendant la déformation.
Si on monte le groupe de gelets arrière sur articulation et si on rend les deux paliers mobiles et réglables dans l'espace l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire que le palier arrière peut être déplacé par rapport au pariler avant aussi bien dans le sens horizontal que dans le sens vertical, il est aussi possible, malgré la simplicité de la nouvelle machine,, ce fabriquer des tubes coni- ques. Dans la fabrication des tubes coniques, le diamètre croit progressivement, et ainsi l'angle de la bande entrante doit être changé en continu.
Selon une autre caractéristique de l'invention on opère en explorant le changement continu d'angle par un palpeur, et le résultat de cette exploration est transmis par des impulsions électriques à une unité d'entraînement qui assure le déplacement de la plaque de fond sur laquelle est porté dans des montants, par une articulation, le troisième groupe de galets de cintrage.
Comme on le sait, les bandes servant à la fabrication des tubes, venant du laminoir ne sont pas toujours complètement droites, pour beaucoup de raisons, elles ont plutôt une forme d'arcs plats (dite forme en sabre). Cette forma en sabre modifie l'angle d'entrée de la bande dans la machine. Il en résulte la tendance à modification du diamètre du tube, soit que les bords de la bande passent l'un sur l'autre, soit que l'écart des bords de la bande soit excessif pour le soudage.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, cette circonstance peut être aussi prise en compte pir l'apparteil d'exploration, estappreil est placé au voisinage immédiat de l'emplacement de la conformation et au voisinage du groupe d'entraînement qui règle l'angle d'entrée de la bande par déplacement du cadre de base,
Un avantage remarquable de l'invention réside encore dans le fait que le dispositif de confermation est applicable pour tous
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les procédés de soudage connus, par exemple pour le soudage à l'arc 'protégé, pour la mise en place d'un seul joint soudé. pour le sou- dage en atmosphère de protection, ou pour le soudage en haute fré- quence ou pour le soudage à résistance.
Dans le soudage des bords de la bande par un seul joint soudé, par exemple par soudage en haute fréquence. il est avantageux d'inverser le processus de conformation, en enroulant la bande vers le bas au lieu de l'enrouler vers le haut.
Dans ce procédé de conformation inversé, le'galet de cin- trage inférieur doit être également maintenu libre, étant avantageu- sement maintenu aussi dans le montant qui reçoit le galet extérieur, lequel est dans ce cas à peu près à la verticale au-dessus de lui.
Le galet de cintrage extérieur, qui est alors à peu près à la verti- cale au-dessus du rouleau inférieur, est avantageusement soutenu par l'extérieur.
Avec l'invention, il n'y a pas besoin de contre-appui pour le soudage à l'arc protégé, ou de galets de pression pour le soudage par haute fréquence ou le soudage à résistance. Si on utilise par exemple le procédé de soudage à l'arc protégé, un des galets tour- nant sur les rouleaux de cintrage est en dessous du point de souda- ge et sert ainsi de contre-appui pour la soudure.
Dans.l'emploi du procédé par haute fréquence, il est prévu deux galets l'un au-dessus de l'autre, c'est-à-dire un galet inté- rieur et un galet extérieur, qui servent de galets de pression.
Si on doit fabriquer des tubes de diamètre très faible, les galets de cintrage avec leurs supports doivent prendre une pla- ce aussi petite que possible. Selon une autre caractéristique de l'invention, on y parvient en faisant passer le support des galets, c'est-à-dire l'axe des galets fixe dans l'espace, à travers les galet:!, les galets pouvant prendre une position inclinée quelconque par re port à cet axe fixe. Dans ce but ils sont portés sur des sur- faceslphériques de ces axes.
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L'invention s'and également aux carrctéristiques résul- tant de la description ci-après et des dessins :oints ainsi qu'à leurs combinaisons possiles.
La description se rapporte à un exemple de réalisation de l'invention représenté pux dessins joints dans lesquels: -la figure 1 contre la machina vue de front, -lafigure 2 est uns vu.5 en plan correspondante, -la figure 3 montre les galets de cintrage avec les sup- ports allant d'un bout à l'autre, -la figure 4 un groupe de galets de cintrage articulés aux deux extrémités, -la figure 5 un axe de rouleau fixe avec deux galets de cintrage, -la figure 6 une vue de front d'un dispositif pour la fabrication de tubes coniques avec appareil palpeur.
Selon la figure 1 la bande B pénètre dans les groupes de galets 1 et 2. Les galets inférieurs2 sont montés fixes dans l'espace sur leurs montants 10a et 10b (figure 3). Ils n'ont pas besoin d'être déplacés ni en direction verticale,ni en direction horizonta e, de sorte que l'emplacement d'introduction de la bande reste toujours le même. Les galets supérieurs 1 peuvent être dépla- cés dans leurs montants 5a et 5b au moins en direction verticale.
Si les montants 5a et 5b doivent être déplacés, cela peut se faire au moyen du moteur 8 et de la tige 7 qui agissent sur la plaque de base 6.
Quand il faut passer antre les galets des tubes de petit diamètre., comme cela est représonté par exemple en pointillé en R2 dans le dessin, les galets arrière 3 prennent la position représen- tée dans la figure 1 en lignes continues. Les galets sont mobiles dans les montants 13a et 13b en direction verticale à l'aide de pivots de réglage ou analogua. Dans 1a fabrication de tubes cylin- driques les galets 3 sont l'@@@ l'autre, comme il est indi-
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que dans la figure 1.
Chaque groupe de galets consiste en différents galets de forme sphérique 4 (voir figures 2 à 5) qui sont placés sur un axe qui passe à travers tous ces galets.
D'après la figure 5 l'axe comporte des parties sphériques ou des douilles sphériques 4c sur lesquelles les galets 4 avec leurs douilles peuvent pivoter. Les différentes positions de pivotement peuvent être lues sur une échelle 4a. Dans la position inclinée sou- haitée quelconque, les galets 4 sont maintenus par des vis 4b. La fixation des douilles sphériques 4c sur l'axe passant de part en part peut se faire par exemple par des vis 4d et 4e.
Si on forme des tubes de diamètre plus grand, les galets des 3 sont placés l'un derrière l'autre dans la position marquée parti- rets dans la figure 1.
Le déplacement des montants 13a et 13b maintenant les ga- lets 3 peut être effectué au moyen des manivelles 15a et 15b par l'intermédiaire des tiges 15c et 15b. Si dans une telle conforma- tion, il faut changer aussi la largeur de la bande et donc la pente de la ligne en hélice, la plaque de fond 17 avec les organes qu'elle ports est déplacée par la manivelle 14b au moyen de la tige 14c pa- rallèlement à l'axe du tube. A la place des manivelles on peut aussi employer des entraînements hydrauliques ou électriques.
Les galets de cintrage intérieurs 1 sont, comme il res- sort de la figure 3, maintenus libres dans les montants Sa et 5b.
'La contrainte préliminaire déjà mentionnée peut être produite par l'incorporation dans le montant 5b d'un cylindre correspondant à commande hydraulique, qui pousse le palier dans le montant 5b vers le haut, de sorte que les galets 4 appuient sur la bande ou le tu- be avec pression préliminaire. Le palier dans le montant 5a est constitué de telle façon que la pression préliminaire peut être exercée par le palier 5b.
Le déplacement des paliers Sa et 5b en hautour est effec-
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tué par le moteur 9b par l'intermédiaire de l'engrenage 9a. Il est prévu un entraînement de me's type dans le pontant 5b, mais on ne l'a pas dessiné pour simpl der le dessin. Par la variation de hau- teur on peut régler l'épa seur du tube.
Les montants 5a t 5b sont sur la plaque de fond commune 6, laquelle, comme on l'adéjà signalé et comme il est vi- sible dans la figure 2, peit étre déplacée en direction horizonta- le au moyen de la tige 7.
En plus des montant,: 10a et 10b, les galets 2 peuvent encore être soutenus par d'autres montants auxiliaires 10c et lOd (figure 3). Ces montants auxiliaires sont mobiles, de sorte que les galets peuvent être groupés à volonté. Dans ce but, les douilles sphériques 4c (figure 5) peuvent être déplacées de façon continue sur l'axe allant de part en part. De même les montants auxiliaires servent à établir des conditions fixes d'entrée et de mise en forme pour la bande.
Les montants 10a à la,1 sont portés sur un cadre commun 11, lequel est porté par le cadre 12 sur lequel (figure 3) s'appuie la plaque de fond 6 pour les paliers 5a et 5B.
Quand on veut fabriquer sur la machine des tubes coniques le groupe de galets 3 est articula sur les montants 13a et 13b, comme cela est représenté dans la partie gauche de la figure 4.
Par un déplacement en hauteur correspondant des cylindres 16a et 16b et par déplacement dans la direction horizontale à l'aide des en- traînements 15a et 15b, on peut produire une position quelconque du groupe de galets 3 dans l'espace. l'angle d'entrée de la bande dans la machine est variable.
De façon connue la bande est guidée sur une platine pivotante 25 qui est munie d'un entraînement de pivotage 20,21, 22.
Dans la fabrication de tubes cylindriques la platine 25 reste fixe en général. Mais si la n'est pas rectiligne, mais légèrement courbée (forme en sabce), la platine pivote pour que,
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maJ.gré la forme en arc, la bande entre toujours sous l'angle réglé initialement.
Pour surveiller cette situation, on place sur la platine un palpeur ou explorateur 24 qui porte sur le bord de la bande 23.
Si sa position varie, l'entraînement 20, 22 est enclenché pour exé- cuter un mouvement correcteur.
Dans la fabrication de tube conique, l'angle d'entrée de la bande doit être changé de manière continue . Cela peut se faire par une commande correspondante de l'entraînement de la platine 20, 22. Mais en même temps le troisième groupe de galets 3, pour un anle [alpha] restant constant, doit être éloigné de l'axe du tube en accord avec la croissance du diamètre.
Cela se fait de façon particulièrement simple au moyen d'un autre palpeur 19. Celui-ci est fixe dans l'espace et présente sur un levier un galet qui porte sur la platine 25 ou le bord de la bande. A partir du palpeur 19 l'entraînement 18a est commandé selon le pivotement de la table 25, de façon à obtenir un tube conique convenable.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.