FR2542648A1

FR2542648A1 - Method and device for forming corrugations in a tube

Info

Publication number: FR2542648A1
Application number: FR8304473A
Authority: FR
Original assignee: Packless Metal Hose Inc
Current assignee: Packless Metal Hose Inc
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1984-09-21
Also published as: FR2542648B1

Abstract

The device comprises a die 1 comprising a body 2 through which a hole 3 passes and which is provided with a plurality of teeth 4 uniformly distributed over the internal periphery of this hole. The teeth are angularly arranged in the body so that their active parts are located on a helix. When a thin-walled tube is inserted into the die and is prevented from rotating and when the die body is rotated with respect to the tube, the teeth corrugate this tube somewhat in the manner of a threading die. The corrugated tube may then be sized by passing it into a stationary reducing die; it is furthermore possible to roughen the surface of the tube by sand blasting or pickling. Application to heat-exchange, refrigeration, air-conditioning or other apparatuses.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour former des ondulations dans un tube métallique d'échange de chaleur. The present invention relates to a method and a device for forming corrugations in a metal heat exchange tube.

Des tubes ailetés d'échange de chaleur sont utilisés d'une manière bien connue dans des radiateurs, des échangeurs de chaleur, des condenseurs de réfrigération, etc. On connaît de nombreux types de procédés et dispositifs pour la mise en place d'ailettes d'échange de chaleur sur des tubes d'échangeurs de chaleur. Finned heat exchange tubes are used in a well known manner in radiators, heat exchangers, refrigeration condensers, etc. Numerous types of methods and devices are known for the installation of heat exchange fins on heat exchanger tubes.

Il est également bien connu de former des ailettes d'échange de chaleur intégralement à partir de la paroi d'éléments tubulaires dtéchange de chaleur. Il est également connu d'onduler un tube d'échange de chaleur de façon à former des ondulations s'étendant longitudinalement ou bien s'étendant circonférentiellement ou en hélice de façon à augmenter la surface d'échange de chaleur, d'une manière un peu équivalente à la mise en place d'ailettes extérieures sur le tube. Cependant la production d'ondulations hélicoi- dales et de tubes a nécessité par le passé d'utiliser un mandrin intérieur et une filière extérieure d'ondulation pouvant coopérer avec le mandrin pour former les ondulations désirées. Un tel équipement a limité la longueur du tube à ondulations hélicoïdales à longueur du mandrin utilisé dans l'opération d'ondulation.Cela n'a pas constitué un procédé pratique pour l'ondulation continue d'une longueur indéfinie d'un tube d'échange de chaleur à paroi mince. It is also well known to form heat exchange fins integrally from the wall of tubular heat exchange elements. It is also known to corrugate a heat exchange tube so as to form corrugations extending longitudinally or else extending circumferentially or in a helix so as to increase the heat exchange surface, in a manner not very equivalent to the placement of external fins on the tube. However, the production of helical corrugations and tubes has in the past required the use of an internal mandrel and an external corrugation die which can cooperate with the mandrel to form the desired corrugations. Such equipment limited the length of the helical corrugated tube to the length of the mandrel used in the corrugating operation. This did not constitute a practical method for the continuous corrugation of an indefinite length of a tube. thin wall heat exchange.

Dans le brevet US 2 954 212, on décrit un dispositif d'extrusion d'un tube métallique dans lequel sont formées intégralement des ailettes hélicoïdales. In US Pat. No. 2,954,212, a device for extruding a metal tube is described in which helical fins are integrally formed.

Dans le brevet US n0 3 008 187, on décrit une filière d'extrusion pour assurer l'extrusion de pièces thermoplastiques comportant des ondulations hélicoïdales en vue d'orienter la matière plastique dans différentes directions. In US Patent No. 3,008,187, an extrusion die is described for ensuring the extrusion of thermoplastic parts comprising helical corrugations in order to orient the plastic material in different directions.

Dans le brevet US n0 3 267 712, on décrit une filière d'extrusion pour extruder un tube comportant des ailettes s'étendant longitudinalement. In US Patent No. 3,267,712, an extrusion die is described for extruding a tube comprising fins extending longitudinally.

Dans le brevet US n0 4 159 739, on décrit un procédé et un dispositif pour former des ailettes d'échange de chaleur intégralement à partir de la matière du tube d'échange de chaleur. US Patent No. 4,159,739 describes a method and a device for forming heat exchange fins integrally from the material of the heat exchange tube.

Dans le brevet US n0 3 850 227, on décrit un tube d'échange de chaleur à ondulations hélicoïdales et on fait référence dans ce brevet à d'autres types de tubes et de dispositifs utilisés pour former un tel tube. In patent US Pat. No. 3,850,227, a heat exchange tube with helical corrugations is described and reference is made in this patent to other types of tubes and devices used to form such a tube.

Dans le brevet US n0 3 988 804, on décrit l'utilisation d'une filière tournante comportant des ailettes intérieures hélicoïdales pour donner à un film tubulaire en cellophane à paroi mince une forme plissée ou ondulée comportant des plis de profil hélicoïdal. In patent US Pat. No. 3,988,804, the use of a rotating die comprising helical internal fins is described to give a tubular film of cellophane with a thin wall a pleated or corrugated shape comprising folds of helical profile.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la fig. 1 est une vue en bout d'une filière pour former des ondulations dans un tube représentant un mode préféré de réalisation de l'invention, ladite filière comportant huit dents d'ondulation, la fig. 2 est une vue latérale de la filière d'ondulation représentée sur la fig. 1, la fig. 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne 3-3 de la fig. 1, la partie supérieure de la coupe étant faite le long d'une surface plane de la dent de filière d'ondulation, la fig. 4 est une vue en élévation d'une des dents de la filière représentée sur la fig. 1, la fig. 5 est une vue en plan de la dent de filière de la fig. 4, la fig. 6 est une vue en élévation de gauche de la dent de filière de la fig. 4, la fig. 7 est une vue en élévation de droite de la dent de filière représentée sur la fig. 4, la fig. 8 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation de la filière d'ondulation comportant quatre dents d'ondulation, la fig. 9 est une vue en bout, semblable à la fig. 1, de la filière représentée sur la fig. 8, la fig. 10 est une vue en bout, semblable à la fig. 1, d'une filière tournante comportant une seule dent d'ondulation, la fig. il est une vue en bout, semblable à la fig. 1, d'une filière tournante comportant deux dents d'ondulation, la fig. 12 est une vue en bout, semblable à la fig. 1, d'une filière tournante comportant#cinq dents d'ondulation, la fig. 13 est une vue en bout, semblable à la fig. 1, d'une filière tournante comportant six dents d'ondulation, la fig. 14 est une vue en bout d'une filière tournante, semblable à la fig. lj dont le corps est formé de quatre segments séparés, la fig. 15 est une vue latérale de la filière représentée sur la fig. 14, la fig. 16 est une vue en plan d'un des segments du corps de filière de la fig. 14, montrant la position des dents, la fig. 17 est une vue schématique montrant le montage de la filière tournante représentée sur la fig. 1 dans un dispositif d'ondulation de tube et mettant en évidence la progression du tube au travers de la filière, la fig. 18 est une vue en élévation de gauche du dispositif à filière tournante représenté sur la fig. 17, la fig. 19 est une vue en élévation, et en partie en coupe arrachée, d'un tronçon de tube à paroi mince qui a été partiellement ondulé en utilisant le procédé et le dispositif conformes à l'invention, la fig. 20 est une vue en bout de la partie ondulée du tube représenté sur la fig. 19, la fig. 21 est une vue en partie en coupe et en partie en élévation montrant une filière d'étirage stationnaire servant à réduire les dimensions du tube ondulé hélicoîdale- ment des fig. 19 ou 17 jusqu'à une dimension uniforme plus petite et prédéterminée, la fig 22 est une vue en élévation d'un tube ondulé après son passage dans la filière réductrice de la fig. 21 et après qu'il a été en outre soumis à un sablage au sable ou à la grenaille ou bien à un décapage pour produire une surface piquée. Other advantages and characteristics of the invention will be highlighted in the following description, given by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings in which FIG. 1 is an end view of a die for forming corrugations in a tube representing a preferred embodiment of the invention, said die comprising eight corrugation teeth, FIG. 2 is a side view of the corrugation die shown in FIG. 1, fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 1, the upper part of the cut being made along a flat surface of the tooth of the corrugation die, FIG. 4 is an elevational view of one of the teeth of the die shown in FIG. 1, fig. 5 is a plan view of the die tooth of FIG. 4, fig. 6 is a left elevation view of the die tooth of FIG. 4, fig. 7 is a view in right elevation of the die tooth shown in FIG. 4, fig. 8 is a side view of another embodiment of the corrugation die comprising four corrugation teeth, FIG. 9 is an end view, similar to FIG. 1, of the die shown in FIG. 8, fig. 10 is an end view, similar to FIG. 1, of a rotating die comprising a single corrugation tooth, FIG. it is an end view, similar to fig. 1, of a rotating die comprising two corrugation teeth, FIG. 12 is an end view, similar to FIG. 1, of a rotating die comprising # five wave teeth, FIG. 13 is an end view, similar to FIG. 1, of a rotating die comprising six corrugation teeth, FIG. 14 is an end view of a rotating die, similar to FIG. lj whose body is formed by four separate segments, fig. 15 is a side view of the die shown in FIG. 14, fig. 16 is a plan view of one of the segments of the die body of FIG. 14, showing the position of the teeth, fig. 17 is a schematic view showing the mounting of the rotating die shown in FIG. 1 in a tube waving device and showing the progression of the tube through the die, FIG. 18 is a left elevation view of the rotating die device shown in FIG. 17, fig. 19 is an elevational view, partly in cutaway view, of a section of thin-walled tube which has been partially corrugated using the method and the device according to the invention, FIG. 20 is an end view of the corrugated part of the tube shown in FIG. 19, fig. 21 is a view partly in section and partly in elevation showing a stationary drawing die used to reduce the dimensions of the helically corrugated tube of FIGS. 19 or 17 to a smaller, predetermined uniform dimension, FIG. 22 is an elevation view of a corrugated tube after it has passed through the reducing die of FIG. 21 and after it has been further subjected to sandblasting or gritting or to pickling to produce a pitted surface.

Sur les dessins et plus particulièrement sur les figures 1 à 7, on a représenté une nouvelle filière 1 pour former des ondulations dans un tube, comprenant un corps 2 qui a une forme cylindrique, mais qui pourrait avoir une autre forme régulière, par exemple carrée; hexagonale, octogonale, etc. Le corps de filière 1 est traversé par un trou cylindrique 3 dans lequel font saillie plusieurs dents 4. Le corps de filière 2 est également pourvu de plusieurs trous de montage 5. Les dents 4 de la filière sont positionnées dans des fentes 6 ménagées dans le corps de filière 2 et leurs parties actives pénètrent dans le trou 3, comme le montre la fig. 3. In the drawings and more particularly in Figures 1 to 7, there is shown a new die 1 for forming corrugations in a tube, comprising a body 2 which has a cylindrical shape, but which could have another regular shape, for example square ; hexagonal, octagonal, etc. The die body 1 is crossed by a cylindrical hole 3 in which several teeth protrude 4. The die body 2 is also provided with several mounting holes 5. The teeth 4 of the die are positioned in slots 6 formed in the die body 2 and their active parts penetrate into the hole 3, as shown in fig. 3.

Les dents de filière 4 sont représentées en détail respectivement sur-les figures 4 à 7. Les dents 4 comprennent une embase portante 7 qui a une section droite rectangulaire et qui est pourvue de cotés parallèles qui s'emboîtent dans les fentes 6 ménagées dans le corps de filière 2. La partie active 8 des dents de filière 4 est incurvée comme indiqué en 9 sur la fig. 4 dans la vue latérale de la structure de dent de filière.La raCine de la partie active de dent 8 qui est adjacente à la partie portante 7 est étroite et constitue approximativement une arête de couteau comme indiqué à droite sur la fig. 5 et en avant sur la fig. 7 La surface incurvée 9 de la partie 8 de la dent de filière augmente de largeur depuis 1 D arete 10 jusqu'à une partie large arrondie 11 qui est située à l'extrémité supérieure de la dent. Le profil des dents de filière a une influence importante sur l'action dtondulation d'un tube métallique. The die teeth 4 are shown in detail respectively in FIGS. 4 to 7. The teeth 4 comprise a supporting base 7 which has a rectangular cross section and which is provided with parallel sides which fit into the slots 6 provided in the die body 2. The active part 8 of the die teeth 4 is curved as indicated at 9 in FIG. 4 in the side view of the die tooth structure. The root of the active tooth part 8 which is adjacent to the bearing part 7 is narrow and constitutes approximately a knife edge as shown on the right in FIG. 5 and forward in FIG. 7 The curved surface 9 of the part 8 of the die tooth increases in width from 1 D edge 10 to a wide rounded part 11 which is located at the upper end of the tooth. The profile of the die teeth has an important influence on the undulating action of a metal tube.

Les dents 4 de la filière sont positionnées dans des fentes 6, comme indiqué sur la fig. 2, et elles sont orientées d'un angle substantiel par rapport à l'axe longitudinal du corps de filière 2. En conséquence les dents 4 sont disposées de manière que la partie de racine 10 du bord de coupe étroit soit adjacente à la surface Intérieure du trou 3. Les dents sont incurvées le long d'une ligne 9 vers l'intérieur du trou 3, la partie 11 faisant le plus saillie vers l'intérieur pénétrant sensiblement dans le trou 3. Les dents 4 sont toutes orientées sensiblement du même angle par rapport à l'axe longitudinal du corps de filière 2 de manière que les surfaces incurvées 9 des dents soient situées approximativement sur un segment d'une hélice. The teeth 4 of the die are positioned in slots 6, as shown in fig. 2, and they are oriented at a substantial angle relative to the longitudinal axis of the die body 2. Consequently the teeth 4 are arranged so that the root portion 10 of the narrow cutting edge is adjacent to the Inner surface of the hole 3. The teeth are curved along a line 9 towards the inside of the hole 3, the part 11 projecting the most inwards penetrating substantially into the hole 3. The teeth 4 are all oriented substantially the same angle with respect to the longitudinal axis of the die body 2 so that the curved surfaces 9 of the teeth are located approximately on a segment of a helix.

L'angle de la fente 6 est de préférence l'angle de pas d'une hélice qui formerait dans un tube en train d'être ondulé des creux hélicoïdaux ayant à peu près la même largeur que les ondulations en train d'être produites.The angle of the slot 6 is preferably the pitch angle of a helix which would form in a tube being corrugated helical depressions having approximately the same width as the corrugations being produced.

Sur les figures 17 et 188 la filière d'ondulation 1 est représentée comme étant positionnée dans un dispositif servant à produire des ondulations hélicoïdales dans un tube à paroi mince. Le corps de filière 2 est positionné dans un bloc porteur creux 12 et il est maintenu en place par des vis ou boulons de retenue 13 qui sont engagés dans des trous 5. Le corps porteur 12 comporte une surface extérieure cylindrique et il est supporté par un palier 14 sur le côté extérieur et par un palier 15 sur la surface extrême. Le corps de support de filière 12 est pourvu d'un pignon ou engrenage 16 qui peut être relié à un dispositif d'entraînement approprié ( non représenté ) qui assure l'actionnement d'un engrenage d'entraînement direct ou bien d'une chaîne d'entraînement de l'engrenage ou pignon.La structure portante représentée sur la fig. 17 est un peu schématique et il va de soi qu'on pourrait utiliser toute table de support de filière appropriée. Cet équipement est de préférence utilisé avec un banc d'étirage classique et la structure portante schématique représentée sur la fig. 17 correspond aux éléments porteurs d'un banc d'étirage et à des organes porteurs placés sur ce banc et nécessaires pour supporter la filière d'ondulation dans une position horizontale de rotation, comme indiqué. In FIGS. 17 and 188 the corrugation die 1 is shown as being positioned in a device serving to produce helical corrugations in a thin-walled tube. The die body 2 is positioned in a hollow carrier block 12 and is held in place by retaining screws or bolts 13 which are engaged in holes 5. The carrier body 12 has a cylindrical outer surface and is supported by a bearing 14 on the outer side and by a bearing 15 on the end surface. The die support body 12 is provided with a pinion or gear 16 which can be connected to a suitable drive device (not shown) which actuates a direct drive gear or else a chain. drive gear or pinion. The supporting structure shown in fig. 17 is a bit schematic and it goes without saying that any suitable die support table could be used. This equipment is preferably used with a conventional drawing bench and the schematic bearing structure shown in FIG. 17 corresponds to the load-bearing elements of a drawing bench and to supporting members placed on this bench and necessary to support the corrugation die in a horizontal position of rotation, as indicated.

Un tube cylindrique à paroi mince 17 est introduit dans l'extrémité du corps de filière 2 de manière à pénétrer dans le trou 3 dans une zone adjacente à la partie de racine 10 des dents de filière 8. Le corps de filière 2 est entraîné en rotation par action du mécanisme d'entraine- ment ( non représenté ) sur le pignon ou engrenage 16 qui assure l'entraînement en rotation du corps porteur 12. A thin-walled cylindrical tube 17 is introduced into the end of the die body 2 so as to penetrate the hole 3 in an area adjacent to the root portion 10 of the die teeth 8. The die body 2 is driven in rotation by action of the drive mechanism (not shown) on the pinion or gear 16 which drives the carrier body 12 in rotation.

Lorsque le corps de filière 2 est entraîné en rotation, les dents 8 mordent dans le tube 17 et commencent à creuser le tube le long de lignes hélicoïdales. Le corps de filière 2 est entraîné en rotation dans le-sens des aiguilles d'une montre, en regardant la fig 18, ce qui provoque l'application de la partie de racine 10 de chacune des dents 8 contre la surface du tube creux 17 et le creusement progressif de ladite surface le long de lignes hélicoïdales qui sont également espacées. A mesure que le tube 17 est creusé par mouvement progressif de la surface incurvée 9 des dents 8, il se forme plusieurs ondulations hélicoïdales dont le nombre correspond à celui des dents de la filière ( à savoir huit dents dans le mode de réalisation considéré et lesdites ondulations ont un pas déterminé par l'angle des fentes 6 dans lesquels les dents 8 sont montées.Les ondulations qui sont produites ont une profondeur déterminée par la hauteur de la partie de crete 11 des dents de filière 8. Le profil des dents 8, qui varie depuis pratiquement une arête de coupe placée à la partie de racine 10 jusqu'à une surface assez large l1 à la partie de crête dela dent, est efficace pour commencer le creusement ou l'ondulation du tube 17 le long d'une ligne étroite qui est progressivement élargie par la largeur croissante des dents 8, ce qui provoque un rétreint du tube dans une direction longitudinale.When the die body 2 is rotated, the teeth 8 bite into the tube 17 and begin to dig the tube along helical lines. The die body 2 is rotated in a clockwise direction, looking at fig 18, which causes the application of the root part 10 of each of the teeth 8 against the surface of the hollow tube 17 and the progressive digging of said surface along helical lines which are also spaced apart. As the tube 17 is hollowed out by progressive movement of the curved surface 9 of the teeth 8, several helical undulations are formed, the number of which corresponds to that of the teeth of the die (namely eight teeth in the embodiment considered and said corrugations have a pitch determined by the angle of the slots 6 in which the teeth 8 are mounted. The corrugations which are produced have a depth determined by the height of the crest portion 11 of the die teeth 8. The profile of the teeth 8, which varies from practically a cutting edge placed at the root portion 10 to a fairly wide surface 11 at the crest portion of the tooth, is effective in starting the digging or waving of the tube 17 along a line narrow which is gradually widened by the increasing width of the teeth 8, which causes a constriction of the tube in a longitudinal direction.

Pendant la rotation du corps de filière 2, on doit empêcher le tube 17 de tourner. Le tube ondulé 18 qui sort du corps 2 de la filière tournante est ondulé de manière-à comporter plusieurs ondulations hélicoïdales dont le nombre correspond à celui des dents 8 ( à savoir huit dents dans ce mode de réalisation ), la largeur des ondulations étant à peu près égale à la largeur des rainures formées par les dents 8 lors de l'exécution des ondulations. During the rotation of the die body 2, the tube 17 must be prevented from rotating. The corrugated tube 18 which leaves the body 2 of the rotating die is corrugated so as to comprise several helical undulations, the number of which corresponds to that of the teeth 8 (namely eight teeth in this embodiment), the width of the undulations being at roughly equal to the width of the grooves formed by the teeth 8 during the execution of the undulations.

Après que le tube ondulé 18 est sorti de la filière tournante, il peut être fixé dans un dispositif de serrage 19, qui peut être le bloc d'étirage d'un banc d'étirage et qui est mobile le long de la surface du banc ( non représenté ).After the corrugated tube 18 has come out of the rotating die, it can be fixed in a clamping device 19, which can be the drawing block of a drawing bench and which is movable along the surface of the bench (not shown).

Le bloc de serrage d'étirage 19 sert à empêcher le tube 17 et le tube ondulé 18 de tourner pendant l'ondulation du tube par rotation du corps de filière 2.The drawing clamping block 19 serves to prevent the tube 17 and the corrugated tube 18 from rotating during the undulation of the tube by rotation of the die body 2.

L'entraînement en rotation du corps de filière 2 peut être assuré par-un mécanisme d'entraînement positif agissant sur l'engrenage ou pignon 16 qui fait tourner le corps porteur 12. En variante, on peut laisser le corps porteur 12 tourner librement une fois que la partie ondulée 18 du tube 17 est sortie du corps de filière 2 et a été fixée sur le bloc de serrage ou d'étirage 19. Le bloc de serrage ou d'étirage 19 peut alors tirer le tube 17 au travers du corps de filière 2 et ce corps de filière tourne et produit des ondulations de la même manière que s'il était entraîné positivement.Dans la plupart des cas cependant il est souhaitable de prévoir un entraînement positif pour faire tourner le corps porteur 12 et le corps de filière 2 puisque la rotation des dents 8 provoque non seulement une ondulation du tube 17 mais également un entraînement positif du tube au travers de la filière tournante. Lorsqu'on opère de cette manière, il est possible d'onduler des longueurs infinies de tubes creux à paroi mince. Par exemple il est possible d'introduire dans la machine de grandes longueurs de tube creux provenant directement d'une bobine portante et d'onduler le tube de façon continue. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 7 et dans le dispositif représenté sur les figures 17 et 18, le tube produit comporte huit ondulations hélicoïdales de pas substantiel. Des détails de ce tube sont représentés plus clairement sur la fig. 19, où une partie de la paroi de la partie de tube ondulé 18 a été représentée en vue arrachée pour montrer les ondulations. Egalement sur la fig. 20, on a représenté une vue en bout du tube ondulé. The rotation of the die body 2 can be ensured by a positive drive mechanism acting on the gear or pinion 16 which rotates the carrier body 12. As a variant, the carrier body 12 can be left to rotate freely. once the corrugated part 18 of the tube 17 has come out of the die body 2 and has been fixed to the clamping or stretching block 19. The clamping or stretching block 19 can then pull the tube 17 through the body of die 2 and this die body rotates and produces ripples in the same way as if it were positively driven. In most cases however it is desirable to provide a positive drive to rotate the carrier body 12 and the body of die 2 since the rotation of the teeth 8 not only causes an undulation of the tube 17 but also a positive drive of the tube through the rotating die. When operated in this way, it is possible to wave infinite lengths of thin-walled hollow tubes. For example, it is possible to introduce into the machine long lengths of hollow tube coming directly from a carrying coil and to undulate the tube continuously. In the embodiment shown in Figures 1 to 7 and in the device shown in Figures 17 and 18, the tube produced has eight helical undulations of substantial pitch. Details of this tube are shown more clearly in FIG. 19, where part of the wall of the corrugated tube part 18 has been shown in cutaway view to show the corrugations. Also in fig. 20, there is shown an end view of the corrugated tube.

Lors de l'ondulation d'un tube en utilisant ce dispositif et le procédé conforme à l'invention, il se produit une légère variation de dimensions des ondulations. When corrugating a tube using this device and the method according to the invention, there is a slight variation in the dimensions of the corrugations.

Il est souhaitable de produire un tube ondulé ayant des dimensions et un profil uniformes En correspondance, on fait passer le tube ondulé 18 de préférence au travers d'une filière d'étirage stationnaire 20 où il subit une réduction dimensionnelle supplémentaire en étant tiré au travers de celle-ci. Le tube ondulé sortant de la filière d'étirage 20 a été indiqué en 21 et il comporte un diamètre uniforme mais plus petit.La vitesse de traction du tube ondulé au travers de la filière d'étirage 20 est habituellement différente de la vitesse à laquelle le tube passe au travers de la filière tournante d'ondulation et il en résulte que la filière d'étirage doit être placée dans une position différente
Il est évident que, dans un dispositif où la filière d ! ondu- lation et la filière d'étirage stationnaire peuvent opérer a' la même vitesse, les filières peuvent être disposées en ligne pour une opération continue. Puisque le tube ondulé est conçu pour être utilisé dans des échangeurs de chaleur, on peut augmenter sa capacité d t échange de chaleur par sablage au sable ou à la grenaille ou bien par décapage de manière à produire une surface rugueuse 22 comme indiqué sur la fig. 22.Le produit ainsi obtenu comporte une surface rugueuse et des ondulations de dimensions et profil sélectionnés et il possède une capacité d'échange de chaleur grandement améliorée. Ce tube ondulé est utilisable en particulier dans des équipements de réfrigération et de conditionnement d'air et il peut aussi etre utilisé dans des échangeurs de chaleur industriels, des radiateurs et appareils semblables.It is desirable to produce a corrugated tube having uniform dimensions and profile. Correspondingly, the corrugated tube 18 is preferably passed through a stationary drawing die 20 where it undergoes an additional dimensional reduction by being pulled through of it. The corrugated tube coming out of the drawing die 20 has been indicated at 21 and has a uniform but smaller diameter. The speed of traction of the corrugated tube through the drawing die 20 is usually different from the speed at which the tube passes through the rotating corrugation die and as a result the drawing die must be placed in a different position
It is obvious that, in a device where the sector d! the corrugation and the stationary drawing die can operate at the same speed, the dies can be arranged in line for continuous operation. Since the corrugated tube is designed to be used in heat exchangers, its heat exchange capacity can be increased by sandblasting or sand blasting or by pickling so as to produce a rough surface 22 as shown in fig. 22.The product thus obtained has a rough surface and undulations of selected dimensions and profile and it has a greatly improved heat exchange capacity. This corrugated tube can be used in particular in refrigeration and air conditioning equipment and it can also be used in industrial heat exchangers, radiators and similar devices.

La filière d'ondulation 1 est d'une conception adaptable. Les dents 4 de la filière peuvent avoir des prof-ils différents et on peut modifier le degré de saillie de la partie active 8 des dents de la filière en vue d'obtenir une profondeur désirée d'ondulation dans le tube à conditionner. De meme, la largeur de la partie supérieure 11 de la partie active 8 des dents de la filière peut être modifiée en dimension de manière à faire varier le degré de rétreint du tube lors de la formation des ondulations. On peut faire varier de la meme façon l'angle des fentes 6 ménagées dans le corps de filière 2 de façon à régler le pas des ondulations hélicoïdales à toute valeur désirée. On peut aussi faire varier le nombre des dents de la filière d'ondu- lation 1 en concordance avec le nombre des ondulations désirées.On peut utiliser n'importe quel nombre désiré de-dents de filière depuis une seule dent jusqu'à un nombre substantiel. Les figures 8 à 13 des dessins représentent d'autres modes de réalisation de la filière d'ondulation qui illustrent ce point. The corrugation die 1 is of an adaptable design. The teeth 4 of the die can have different prof and they can modify the degree of projection of the active part 8 of the teeth of the die in order to obtain a desired depth of ripple in the tube to be conditioned. Likewise, the width of the upper part 11 of the active part 8 of the teeth of the die can be modified in size so as to vary the degree of constriction of the tube during the formation of the undulations. The angle of the slots 6 made in the die body 2 can be varied in the same way so as to adjust the pitch of the helical undulations to any desired value. You can also vary the number of teeth in the wave die 1 in accordance with the number of the desired corrugations. You can use any desired number of die teeth from a single tooth to a number substantial. Figures 8 to 13 of the drawings show other embodiments of the corrugation die which illustrate this point.

Sur les figures 8 et 9, on a représenté un autre mode de réalisation d'une filière d'ondulation 1 comportant un corps 2 comme dans le mode préféré de réalisation. Sur les figures 8 et 9, le corps de filière 2 comporte seulement quatre fentes 6 espacées d'intervalles égaux sur la surface du corps de filière 2 et dans lesquelles des dents 4 sont positionnées de manière que leurs parties actives 8 pénètrent dans le trou intérieur 3 de la filière. Dans ce mode de réalisation, l'angle formé par les fentes 6 avec l'axe longitudinal du corps de filière 2 est bien supérieur à celui de la fig. 2 pour faire en sorte que les largeurs des ondulations et des rainures entre ondulations soient essentiellement égales. In Figures 8 and 9, there is shown another embodiment of a corrugation die 1 comprising a body 2 as in the preferred embodiment. In FIGS. 8 and 9, the die body 2 comprises only four slots 6 spaced at equal intervals on the surface of the die body 2 and in which teeth 4 are positioned so that their active parts 8 penetrate into the internal hole 3 of the sector. In this embodiment, the angle formed by the slots 6 with the longitudinal axis of the die body 2 is much greater than that of FIG. 2 to ensure that the widths of the corrugations and the grooves between corrugations are essentially equal.

Sur la fig. 10, la filière d'ondulation 1 est pourvue d'une seule dent comportant une seule partie active 8 pénétrant dans le trou 3. Lorsqu'une seule dent est utilisée dans la filière, la fente 6 dans laquelle elle est supportée est orientée presque perpendiculairement à l'axe longitudinal, ce qui est juste suffisant pour permettre à la partie active 8 de la dent d'avancer le long d'une seule ligne hélicoïdale en ondulant le tube 17. Cet angle formé par la dent de filière avec l'axe longitudinal est nécessaire pour que, lorsqu'une seule ondulation hélicoïdale est formée, la largeur de la rainure soit approximativement égale à la largeur de l'ondulation. Il est à noter que, lorsqu'une seule dent est utilisée et lorsque l'inclinaison de la dent est presque perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps de filière 2, la filière doit être entraînée positivement en rotation.Le tube ne peut pas être tiré au travers de cette filière à cause de l'angle d'orientation de la dent de filière 8. Cependant la rotation du corps de filière est efficace pour onduler le tube 17 avec une seule ondulation hélicoïdale. In fig. 10, the corrugation die 1 is provided with a single tooth comprising a single active part 8 penetrating into the hole 3. When a single tooth is used in the die, the slot 6 in which it is supported is oriented almost perpendicularly to the longitudinal axis, which is just enough to allow the active part 8 of the tooth to advance along a single helical line by undulating the tube 17. This angle formed by the die tooth with the axis longitudinal is necessary so that, when a single helical corrugation is formed, the width of the groove is approximately equal to the width of the corrugation. It should be noted that, when only one tooth is used and when the inclination of the tooth is almost perpendicular to the longitudinal axis of the die body 2, the die must be positively rotated. The tube cannot be pulled through this die because of the angle of orientation of the die tooth 8. However, the rotation of the die body is effective for waving the tube 17 with a single helical undulation.

Sur la fig. 11, la filière d'ondulation 1 comporte deux dents dont les parties actives 8 pénètrent dans le trou 3 du corps de filière 2. L'angle de positionne- ment des dents de la filière dans les fentes 6 est tel que les dents forment une double ondulation hélicoïdale, la largeur des ondulations étant à peu près égale à la largeur des rainures existant entre les ondulations. Ce mode de réalisation nécessite de façon semblable que le corps de filière soit entraîné positivement en rotation. In fig. 11, the corrugation die 1 comprises two teeth, the active parts of which 8 penetrate into the hole 3 of the die body 2. The angle of positioning of the teeth of the die in the slots 6 is such that the teeth form a double helical undulation, the width of the undulations being approximately equal to the width of the grooves existing between the undulations. This embodiment similarly requires that the die body be positively driven in rotation.

Sur la fig. 12, on a représenté un mode de réalisation d'une filière d'ondulation 1 comportant un corps 2 qui est pourvu de cinq dents dont les parties actives 8 pénètrent dans le trou 3. Cette filière d'ondulation produit cinq ondulations hélicoïdies lorsqu'elle est entraînée positivement en rotation cu bien lorsque le tube 17 est tiré au travers de la filière qui est autorisée à tourner librement. In fig. 12, there is shown an embodiment of a corrugation die 1 comprising a body 2 which is provided with five teeth, the active parts of which penetrate into the hole 3. This corrugation die produces five helical undulations when it is positively driven in rotation cu well when the tube 17 is pulled through the die which is allowed to rotate freely.

Sur la fig. 13, on a représenté un autre mode de réalisation d'une filière d'ondulation 1 dont le corps 2 comporte six dents dont les parties actives 8 sont engagées dans le trou 3. Une rotation de cette filière produit six ondulations hélicoïdales dans le tube 17. Le pas des hélices individuelles est déterminé par l'angle des dents individuelles de la filière par rapport à l'axe du corps tournant. Le positionnement angulaire des dents de la filière détermine également à un certain degré l'espacement des ondulations. In fig. 13, another embodiment of a corrugation die 1 is shown, the body 2 of which comprises six teeth, the active parts 8 of which are engaged in the hole 3. A rotation of this die produces six helical undulations in the tube 17 The pitch of the individual propellers is determined by the angle of the individual teeth of the die with respect to the axis of the rotating body. The angular positioning of the die teeth also determines to some degree the spacing of the corrugations.

Dans les modes de réalisation précédemment décrits, le corps de filière 2 présente une structure unitaire et les dents 4 sont insérées dans le corps 2 au travers de fentes 6 s'étendant depuis la surface extérieure du corps 2 jusque dans son trou intérieur 3. Sur les figures 14 à 16, on a représenté un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le corps 2 de la filière est divisé en segments et où les dents sont insérées dans des fentes adjacentes au trou lorsque les segments sont démontés. In the embodiments described above, the die body 2 has a unitary structure and the teeth 4 are inserted into the body 2 through slots 6 extending from the external surface of the body 2 into its internal hole 3. On Figures 14 to 16, there is shown another embodiment of the invention in which the body 2 of the die is divided into segments and where the teeth are inserted in slots adjacent to the hole when the segments are disassembled.

Sur la fig. 14, on a représenté une filière d'ondulation 1 qui comprend un corps 2 pourvu d'un trou intérieur 3 dans lequel font saillie les parties actives 8 des dents. Le corps 2 est formé de quatre segments 23, 24, 25 et 26. Ces segments comportent des ouvertures ou passages 27, 28, 29 et 30. Des vis ou boulons 31 sont positionnés dans les ouvertures ou passages respectifs 27 à 30 pour assembler les segments du corps de filière comme indiqué sur les fig. 14 et 15. Le corps de filière 2 comporte plusieurs méplats 32 qui sont usinés dans sa surface de façon à définir un profil hexagonal dans la partie correspondante. In fig. 14, there is shown a corrugation die 1 which comprises a body 2 provided with an internal hole 3 in which the active parts 8 of the teeth project. The body 2 is formed by four segments 23, 24, 25 and 26. These segments have openings or passages 27, 28, 29 and 30. Screws or bolts 31 are positioned in the respective openings or passages 27 to 30 to assemble the die body segments as shown in figs. 14 and 15. The die body 2 has several flats 32 which are machined in its surface so as to define a hexagonal profile in the corresponding part.

A l'autre extrémité du corps de filière 2, il est prévu un prolongement cylindrique 33 de diamètre réduit.At the other end of the die body 2, there is provided a cylindrical extension 33 of reduced diameter.

Sur la fig. 16, on a donné une vue détaillée d'un des segments 25 du corps de filière, montrant des fentes 34 orientées angulairement et dans lesquelles des dents 4 sont positionnées. Dans ce mode de réalisation de l'invention, la filière d'ondulation 1, quand elle est assemblée, ne nécessite pas un bloc porteur extérieur 12 pour empêcher les dents de se déplacer radialement en cours de fonctionnement. Dans ce mode de réalisation, les dents de la filière sont supportées rigidement dans des fentes34 et elles ne peuvent pas se déplacer radialement vers ltexté- rieur. Cette filière segmentaire, lorsqu'elle est assemblee, peut être utilisée directement pour assurer l'ondulation du tube 17 à paroi mince sans faire intervenir un corps porteur. In fig. 16, a detailed view has been given of one of the segments 25 of the die body, showing slots 34 angularly oriented and in which teeth 4 are positioned. In this embodiment of the invention, the corrugation die 1, when it is assembled, does not require an external support block 12 to prevent the teeth from moving radially during operation. In this embodiment, the teeth of the die are rigidly supported in slots34 and they cannot move radially inwards. This segmental die, when assembled, can be used directly to ensure the undulation of the tube 17 with thin wall without involving a carrier body.

Dans les différents modes de réalisation de l'invention, la filière d'ondulation 1 peut avoir une structure monobloc ou bien elle peut être formée de segments qui sont assemblés comme indiqué sur les fig. 14 val6. On peut utiliser tout nombre désiré de dents 4 en correspondance au nombre d'ondulations hélicoïdales désirées. Lorsque quelques dents sont utilisées dans la filière, par exemple une, deux ou trois dents, l'angle de disposition des dents dans le corps de filière 2 pour produire des ondulations également espacées est tel que le corps de filière doit être entraîné positivement en rotation.Lorsque la filière comporte plus de dents, l'angle suivant lequel les dents sont placées dans le corps de filière est tel que ce dernier doit être entraîné positivement en rotation, le cas échéant, ou bien on peut le laisser tourner librement et tirer le tube au travers de la filière en utilisant le bloc de serrage ou d'étirage 19. Il est évident que le corps de filière devrait être entraîné positivement en rotation pour amorcer la formation de la partie ondulée de tube 18 sur laquelle le bloc de serrage ou d'étirage serait fixé. On peut faire varier le nombre d'ondulations en correspondance au nombre de dents utilisées dans la filière.On peut modifier le pas des ondulations hélicoïdales en relation avec l'angle d'orientation des dents de la filière. La profondeur et la largeur des ondulations sont déterminées partiellement par l'angle de disposition des dents de la filière et partiellement par la largeur des dents de la filière, et en particulier la variation de largeur depuis la partie de racine 10 jusqu'à la partie en saillie 11. La profondeur des ondulations est essentiellement déterminée par le degré de dépassement de la partie en saillie il des dents de filière. Le produit obtenu avec une filière d'ondulation est un tube comportant une ou plusieurs ondulations qui crée une forte augmentation de surface utilisable à des fins d'échange de chaleur. Le tube peut être en outre calibré en le faisant passer au travers d'une matrice réductrice stationnaire 20 comme indiqué sur la fig. 21 et il peut être rendu rugueux ou piqué, comme décrit en référence à la fig. 22. In the various embodiments of the invention, the corrugation die 1 can have a one-piece structure or it can be formed of segments which are assembled as shown in FIGS. 14 val6. Any desired number of teeth 4 can be used corresponding to the number of helical undulations desired. When a few teeth are used in the die, for example one, two or three teeth, the angle of arrangement of the teeth in the die body 2 to produce equally spaced undulations is such that the die body must be positively rotated .When the die has more teeth, the angle at which the teeth are placed in the die body is such that the latter must be positively rotated, if necessary, or it can be left to rotate freely and pull the tube through the die using the clamping or drawing block 19. It is obvious that the die body should be positively rotated to initiate the formation of the corrugated portion of tube 18 on which the clamping block or stretching would be fixed. You can vary the number of waves in correspondence to the number of teeth used in the die. You can modify the pitch of the helical waves in relation to the angle of orientation of the teeth of the die. The depth and width of the corrugations are partly determined by the angle of arrangement of the die teeth and partly by the width of the die teeth, and in particular the variation in width from the root portion 10 to the portion protruding 11. The depth of the undulations is essentially determined by the degree of protrusion of the protruding part 11 of the die teeth. The product obtained with a corrugation die is a tube comprising one or more corrugations which creates a large increase in surface area usable for heat exchange purposes. The tube can be further calibrated by passing it through a stationary reducing matrix 20 as shown in FIG. 21 and it can be roughened or pitted, as described with reference to FIG. 22.

Claims

1. Die for forming corrugations in a metal tube without carrier mandrel, characterized in that it comprises a hollow body (2) traversed by a hole (3) extending longitudinally, several die teeth (4) supported in said body (2) by being equidistantly distributed around the circumference of said hole (3) and by penetrating into this hole (6), each of said teeth (4} comprising a straight supporting base part (7) which is supported in the die body at an angle with its longitudinal axis, and a corrugation die part comprising a flat plate (8) extending from said base part (7) radially towards the inside of said hole (3 ) and having an edge (9) curved inwardly from a root portion (10) adjacent to the surface of the hole (3) to a ridge portion (11) radially inward thereof and having a curvilinear length corresponding to a small fraction of a helical coil the of the corrugated tube, the angle and the space of said die teeth (4) being such that multiple uniform helical corrugations are produced in the thin walled tube by passing said tube through the die while ensuring rotation of the latter.

2. Die according to claim 1, characterized in that said curved surface (9) of each of the teeth (4) of the die has a width which varies from a narrow edge (9) placed on said part of root (10) in gradually widening to a wide part located on the crest part (11).

3. Die according to claim 1, characterized in that said die body (2) comprises several slots (6) oriented radially and which each have a rectangular cross section, opening into said hole (3) so as to support the part base (7) of a die tooth (4), said planar part (7) extending in said hole (3).

4. Die according to claim 1, characterized in that said die body (2) comprises several segments (23, 24, 25, 26) which are fixed together in a separable manner and in that each of said segments of the die body comprises a slot (34) extending along the surface of the hole (13) at an angle with its longitudinal axis so as to support said base portion of the die tooth, said corrugation die portion extending in said hole.

5. Device for forming corrugations in a metal tube without carrier mandrel, characterized in that it comprises a carrier base element (12), a tube corrugation die (1), means (14) supporting said die tube corrugation (1) on said base member (12) so that it rotates about a horizontal axis, means for rotating said corrugation die (1), said corrugation die comprising a a hollow body (2) which is traversed by a hole (3) extending longitudinally, several die teeth (4) supported in said body equidistant around the circumference of said hole and penetrating therein, each of said teeth (4) comprising a straight supporting base part (7) which is supported in said die body (2) at a certain angle relative to its longitudinal axis, a corrugation die part comprising a flat plate extending to from said base portion radially inward ior of said hole and having an edge (9) curving inwardly from a root portion (10) adjacent the surface of said hole (3) to a crest portion (11) radially inwardly the latter and having a curvilinear length corresponding to a small fraction of a helical turn of the corrugated tube, the angle and the spacing of said teeth (4> of the die being such that multiple uniform helical undulations (18) are produced in the thin-walled tube (17) passing said tube through the die while ensuring the latter's rotation, and in that said base element (12) includes means (19) for drawing a tube through said die and to fix the front end of the tube by preventing it from turning during its passage through said corrugation die (1).

6. Device according to claim 5, characterized in that said tube fixing means comprises a clamping and stretching block (19) movable along the surface of the carrier base element (12).

7. Device according to claim 5, characterized in that it comprises a stationary stretching matrix (20) positioned on said supporting base element (12) for calibrating an unreinforced corrugated tube which has been produced by said die of ripple (1).

8. Device according to claim 5, characterized in that said curved surface of the die tooth (4) has a variable width from a narrow edge located on its root portion (10) gradually widening to a portion wide located on its crest part (

9. Device according to claim 7, characterized in that said drawing die (20) is aligned with said corrugation die (1).

10. Method for forming helical corrugations in a thin-walled metal tube #, characterized in that the front end of said tube is prevented from rotating and that this tube is pulled longitudinally through a rotating die corrugation (1) according to one of claims 1 or 2.

11. A method of forming helical corrugations in a thin-walled metal tube, characterized in that said tube is prevented from rotating and that it is passed longitudinally through a corrugation die (1) according to claim 1, and in that it ensures a positive rotation of said die.

12. A method for forming helical corrugations -in a thin-walled metal tube according to claim 11, characterized in that the said corrugated tube is then passed through a stationary drawing die (20) to reduce still the outside diameter of said corrugations to a predetermined dimension.