Procédé pour l'établissement d'articles, par exemple de tuyaux métalliques, constitués par une bande du type hélicoïdal. L'invention est relative à un procédé pour l'établissement d'articles, par exemple de tuyaux métalliques constitués par une bande du type hélicoïdal, étant entendu par "bande du type hélicoïdal" non seulement une bande ayant la forme d'une surface hélicoïde, mais encore une bande dont une section nor male à l'axe d'enroulement, au lieu d'être d'allure circulaire, Lse présenterait sous une allure polygonale, ovale, elliptique ou toute autre.
D'autre part, la présente invention com prend également un appareil pour la mise en #uvre dudit procédé ainsi qu'un article établi par ce procédé.
Le procédé du genre en question consiste à appliquer une bande continue .sur une cer taine portion au moins d'une surface matri- ceuse propre à lui .donner une forme telle que celle engendrée par un élément de profil se déplaçant le long d'une courbe plane fer- mée et à faire prendre à cette bande une allure hélicoïdale en l'écartant de la susdite surface matriceuse selon une direction paral lèle à l'axe
de cette dernière.
L'appareil pour la mise en oeuvre du pro cédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif matriceur propre à donner à une bande continue un profil transversal tel que la susdite bande prenne une allure hélicoïdale lorsqu'on l'é- carte-de la susdite surface matriceuse.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, une forme d'exécution d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cet appareil est destiné à la fabrication de tuyaux flexibles en métal.
Les fig. 1 et 2 de ce dessin sont des schémas destinés à faciliter l'intelligence du principe dont l'invention est la mise en ceuvre; La fig. 3 représente cet appareil en<B>élé-</B> vation et les fig. 4, 5 et 6 enfin représentent, en coupes partielles respectivement suivant les lignes IV-1T, V -V et VI-VI fig. 3, certains détails dudit appareil.
On sait, d'après le théorème de Bour, que tout hélicoïde est applicable sur une certaine surface -de révolution et inversement.
Pour établir un tuyau hélicoïdal, on pourra donc par exemple procéder de façon telle, qu'en une première opération, on amène une bande, par exemple plane, à épouser une surface moule de révolution et, qu'en. une deuxième opération, on écarte la bande trans formée de la surface moule, -de manière à constituer une bande hélicoïdale continue.
On a représenté dans la fig. 2 un élément de tuyau hélicoïdal dont le profil est figuré par la ligne brisée A-B-C formant un angle O, le côté B-C étant supposé petit par rapport à la partie -A-B.
Pour constituer par exemple un tel élé ment de tuyau (fig. 2), on établira donc d'abord une surface de révolution, repré sentée dans la fig. 1, dont la méridienne A17- & -C, formant un angle 19l, corres pond au profil A-B-C d'après le théorème de Bour.
Il suffit alors, pour passer de l'élément de surface de révolution :à 1'él.ément de tuyau hélicoïdal, d'effectuer un certain pincement de l'angle 0, jusqu'à l'amener à prendre la valëur O.
Pour établir non plus simplement un élé ment de tuyau hélicoïdal selon la fig. 2, mais un tuyau hélicoïdal flexible de longueur quelconque, à partir d'une bande plane par exemple, on prévoit de préférence un appa reil tel qu'il est représenté dans les fig. 3 à 6.
Cet appareil comporte essentiellement: d'une part, -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'a près la, relation de Bour, d'autre part, des moyens propres à assu rer à la susdite bande une tension appropriée,
avant que les susdits. premiers moyens en trent en jeu, et, d'autre part enfin, des moyens assu rant l'écartement ,de la bande transformée selon une direction parallèle à l'axe de r6vo- lution du moule et de façon continue, de manière à constituer le tuyau flexible héli coïdal.
Les susdits premiers moyens sont consti tués par une surface moule -de révolution, actionnée dans un mouvement de rotation autour de son axe par tout système moteur approprié et susceptible -d'assurer l'entraîne ment de la bande à matricer. Cette surface moule est formée à l'aide d'une molette 1. Le diamètre -de cette molette peut varier se lon les dimensions de la bande à enrouler. La méridienne -de cette molette sera donnée, en fonction du profil de l'hélicoïde -que l'on désir 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 là matricer qui tend en général à revenir vers une configuration antérieure. Aussi la méridienne -de la molette ne corres pondra pas exactement au profil qu'indique la formule de Bour, mais à un profil déter minable, par le calcul, quand on connaît les constantes ou le module d'élasticité de la matière employée,
ou par l'expérience directe. Cette méridienne aura donc une forme telle qu'après rétraction, ce soit le profil prévu par la formule -de Bour qui soit réalisé avec toute l'approximation désirable. .
Le tuyau établi par l'appareil selon la fig. 3 comprend une nappe 2', -de profil rec tiligne parallèle à l'axe, et une gorge consti tuée par une nappe : & de profil rectiligne aussi et .également parallèle à l'axe, gorge dans laquelle la nappe 4' de la spire suivante est susceptible -de venir s'accrocher.
La molette 1 comporte donc une méri- dienne engendrant deux nappes cylindriques 2 et 3, et trois. nappes tronconiques parallèles 4,5et6.
Il est prévu, de plus, au moins une contre- molette -d'application 10, agencée de manière telle qu'elle oblige la bande 7 à épouser la. molette 1 sur une certaine partie au moins. Cette contre-molette permettra, en mainte nant la. bande 7 pressée entre sa méridienne et celle de la molette 1, d'assurer l'entraîne ment de ladite bande par adhérence.
Il est avantageux de disposer plusieurs contre-molettes de ce genre, par exemple trois, 8, 9, 10, réparties sur une portion de la périphérie de la molette 1 afin d'augmen ter la surface d'adhérence.
Il y a. lieu, en outre, notamment lorsque la, méridienne de la molette 1 présente des rentrants comme dans l'appareil représenté, de veiller à ce que la déformation de la. bande soit progressive. A cet effet, on donne alors à la dernière contre-molette d'application 10 tin profil tel et on agence son axe de manière telle que l'espace subsistant entre elle et la molette 1 représente aussi exactement que possible la section que doit prendre la bande pour être applicable sur l'hélicoïde que l'on veut établir.
Bien entendu, la bande devra dans cer tains cas, avant de subir cette succession de déformations dans le train de laminoir que constitue en quelque sorte l'ensemble de la molette et -des contre-molettes 1, 8, 9, 10, être soumise à des traitements thermiques appro priés tels que recuits successifs, trempes-, etc.
Il y a lieu de noter que les molettes ou au moins une partie d'entre elles peuvent être folles ou commandées.
Les moyens cités en second lieu et pro pres à assurer à la bande à déformer une certaine tension, sont constitués, d'une part, par au moins une molette 11 transformant (#n une tension To l'action .de la pesanteur du contrepoids 12, dont on peut régler la position, tension To que l'on pourrait d'ail leurs créer par tout autre dispositif appro prié, tel que frein sur un axe par exemple, et, d'autre part, par un dispositif destiné à amplifier la tension de la bande.
A cet effet, il est prévu un système de molettes 13, de chacune desquelles la bande épouse une portion de la périphérie, ce qui a pour effet d'accroître par frottement la ré sistance que la bande 7 offre à l'effort d'en traînement que lui communique la molette 1. On prévoit un nombre tel de ces molettes de retenue 13 que la bande se présente entre la molette et les contre-molettes matriceuses, sous une tension optimum, qui dépend de la matière qui la constitue.
Ce dispositif de retenue pourra être rendu solidaire du système moteur par renvoi d'en grenage: l'agencement de ce renvoi, d'une part, et les diamètres des molettes, d'autre part, détermineront la tension recherchée de la bande.
Il résulte de l'action de cette tension et de celle des molettes d'application, que la ma tière est ainsi contrainte d'épouser la surface du moule selon un angle défini et suffisam ment important tout en étant inférieur à un tour, et non pas seulement dans le voisinage immédiat d'un méridien, comme c'était le cas dans certains procédés. Nous faisons remar quer que, dans certains cas, on peut se passer de ces moyens pour créer une tension.
Les susdits troisièmes moyens, destinés à assurer l'écartement de la bande après qu'elle a été appliquée sur le moule, peuvent com porter des dispositifs tels que butées, galets, molettes, vis sans fin, agencés de manière telle qu'ils produisent un écartement de ladite surface moule de la bande selon une direction parallèle à l'axe de la surface moule. Il sera nécessaire, en général, d'opérer un déplace ment qui dépasse la position, géométrique ment déterminée, correspondant à l'hélicoïde à obtenir, afin que cette position soit récu pérée après rétraction.
De plus, on profitera de cette élongation axiale et du jeu de l'élasticité pour opérer certains chevauchements des spires succes sives et pour insérer, 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.
Les dispositifs prévus seront agencés de façon à permettre, en outre, de pincer, ouvrir ou sertir certains angles qui, au cours de la transformation consistant à passer de la sur- face de révolution à la surface hélicoïdale, doivent subir certaines variations, ainsi qu'exposé ci-dessus relativement aux angles O et 0'.
II va de soi que, si le profil désiré com portait des courbures accusées. ou des angles aigus qui nécessiteraient des moules trop dé licats ou des opérations trop difficiles en rai son des faibles espaces dans lesquels il fau drait opérer, on pourrait, après l'élongation axiale, faire subir à la bande certaines dé formations complémentaires.
Dans l'appareil représenté au dessin, ces dits troisièmes moyens sont formés par trois molettes 14, 15, 16, d'axes obliques, destinées à assurer le pincement des angles que forment les nappes coniques et les nappes cylindriques de la bande. La molette 14 assure le redresse ment de la nappe de l'hélicoïde correspondant à la nappe 6 de la molette 1, celles corres pondant aux nappes 4 et 5 sont redressées par le passage entre les molettes 15 et 16.
Les molettes 14, 15 et 16 pourront être motrices ou folles, cette dernière solution ayant été adoptée dans l'exemple considéré.
Le processus de formation du tuyau, après sa déformation sur la surface moule, est alors le suivant: La nappe 6' redressée s'engagera ensuite, grâce à l'élasticité de la bande, sous la nappe 4' de la spire précédente qui est déjà re dressée.
Les molettes 15 et 16 redresseront enfin les nappes 4' et 5' de la spire en cours de fabrication et la spire du tuyau sera ter minée.
On prévoit avantageusement, afin de pou voir employer des molettes de profils divers, un dispositif de réglage permettant de faire varier leur inclinaison.
Cette opération d'enroulement prendra de préférence appui sur un mandrin solidaire ou non solidaire de la surface moule et coaxiale ou non-coaxiale avec elle.
La forme d'exécution montrée au dessin présente à. cet effet un mandrin 17 court ap partenant à la même pièce que la molette 1. Ce mandrin 17 ne remplissant pas l'in térieur du tuyau, il ne force pas sur l'arma ture en train de s'enrouler et il ne s'oppose pas à la progression du produit qui se forme.
Tous ces dispositifs précités seront avan tageusement montés sur un bâti approprié qui comporte tous les organes de transmis sion et de réglage nécessaires.
Le fonctionnement d'une telle machine à former les tuyaux hélicoïdaux flexibles res sort suffisamment clairement de ce qui pré cède, pour qu'il soit inutile d'en faire la des cription.
Cette machine, dont les différents disposi tifs ont été décrits ci-dessus et représentés au dessin, présente de nombreux et réels avan tages, notamment celui de permettre l'obten tion continue, et sans création de tensions internes importantes dans la matière, de tuyaux flexibles en métal, ou matière de du reté et plasticité analogue,, d'une longueur quelconque, celui de permettre, en changeant simplement le jeu des molettes, d'obtenir, avec la même machine,
des tuyaux de diffé rents calibres, celui, enfin, d'être d'une réali sation simple.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, le procédé suivant l'invention ne se limite nullement aux formes de réalisation ayant été plus spécia lement indiquées;
elle embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où l'on ferait tourner le bâti de la machine autour d'un mandrin d'enroulement fixe, et celles dans lesquelles on aurait recours à une sur face moule dont la section, normale à l'axe, au lieu d'être circulaire, serait une courbe fermée telle qu'ellipse, ovale, polygone, etc., les autres éléments @de la, machine étant alors appropriés comme il convient à cette modi fication.