FR3048757A1 - Tubes a paroi aeree, procedes de mise en oeuvre et machine automatique de fabrication semi-continue - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne des tubes à paroi aérée, les procédés d'élaboration mis en œuvre ainsi que la machine permettant leur fabrication automatique semi-continue. Les principales caractéristiques de l'invention résident dans une construction des tubes à partir de bandes, l'une en hélice [1a] côté interne et les autres en méridiennes [1b] placées côté extérieur. Les bandes sont liées entre elles à leurs croisements. Le taux d'aération de la paroi et le diamètre du tube conduisent aux calculs du pas de l'hélice et du nombre de méridiennes en fonction notamment du choix des largeurs de bandes. Pour des épaisseurs de paroi très fines, inférieure à 0.5 mm, ce type de construction de tubes est bien adapté, notamment avec des bandes métalliques.

Description

La présente invention concerne des tubes à paroi aérée, les procédés d’élaboration mis en œuvre ainsi que la machine permettant leur fabrication automatique semi-continue.

Beaucoup d’applications font usage de tubes comportant une surface aérée, c’est-à-dire une paroi avec des orifices. On appelle taux d’aération le ratio de la surface des orifices rapportée à la surface totale de la paroi du tube.

On peut citer en particulier l’application décrite dans le brevet FR2913897, développant la construction de structures de garnissage interne de colonne de mise en contact de fluides. Ces structures de garnissage sont construites avec des tubes de diamètre inférieur ou égal à 50mm, les parois de ces tubes comportant des orifices inscrits dans des rectangles dont les côtés mesurent entre 2 mm et 45 mm en fonction notamment du diamètre du tube, et de surface supérieure à 2 mm^. La distribution spatiale des orifices est régulière de préférence et en quantité suffisante pour respecter le taux d’aération visé.

Des parois de très fine épaisseur sont souvent recherchées pour diminuer la masse linéique des tubes et réduire la quantité de matière utilisée, facteur souvent prépondérant dans le coût de l’objet. C’est notamment le cas pour des tubes métalliques.

Etat de l’art de fabrication de tubes métalliques aux surfaces aérées.

Selon l’état de l’art, la fabrication de tubes métalliques aux parois aérées peut être réalisée par : • Perçage de la paroi pleine d’un tube. Le tube est fabriqué avec des procédés métallurgiques classiques, notamment : tube roulé soudé ; tube étiré. Cette façon de faire est coûteuse car : O une grande quantité de matière est perdue surtout lorsque le taux d’aération est important, O le perçage des orifices est délicat surtout si des parois fines sont recherchées, O le temps d’exécution du perçage est long lorsque le nombre d’orifices par unité de surface est élevé, notamment dans les configurations à fort taux d’aération. • Tressage de bandes métalliques. Cette façon de faire est intéressante pour l’économie de matière qu’elle amène et pour l’automatisation qu’elle permet en se référant aux savoir-faire de l’industrie textile. Mais le tressage impose des déposes de bandes métalliques en hélice avec des passages alternés des bandes métalliques l’une sur l’autre. La matière doit être assez souple pour autoriser les croisements de bandes. Les deux hélices doivent être liées pour que le tube ait une géométrie figée. Cependant, le tube obtenu a peu de tenu car il présente un manque de rigidité intrinsèque aussi bien en longitudinal qu’en circonférentiel. • Roulage de tôle perforée. La tôle est perforée par poinçonnage pour créer les orifices. Après roulage, le tube est fermé par agrafage des bords en contact ou par soudure des bords disposés bord à bord ou en recouvrement. Les bords de fermeture doivent former des arêtes continues et bien droites pour réaliser une liaison géométriquement acceptable et robuste. Suivant le mode de fermeture, le tube présente une surépaisseur qui peut être dimensionnellement gênante ou créer une ligne de faiblesse suivant un méridien. Pour de fines épaisseurs de paroi, la réalisation reste très délicate et coûteuse. La perte de matière importante au poinçonnage pénalise aussi les coûts. • Etirage puis roulage d’une tôle pré-fendue. L’étirage de la tôle pré-fendue suivant un motif prédéfini crée les orifices par écartement des fentes. C’est un procédé intéressant pour éliminer la perte de matière. Les orifices prennent des formes de type losange. Ce procédé de tôle étirée est courant pour fabriquer des grilles et grillages. La fermeture du tube est faite comme indiquée ci-avant pour la tôle poinçonnée. Mais l’étirement de la matière crée un écrouissage au niveau des coins des lèvres des fentes, rendant la matière fragile localement. Avec de faibles épaisseurs de paroi, des amorces de fissures se développent facilement aux extrémités des fentes. Le roulage ultérieur pour former le tube favorise leur propagation.

Afin de contrer, limiter ou éradiquer les inconvénients relevés dans les modes de réalisation décrits ci-avant, des tubes métalliques aux parois aérées, les procédés mis en œuvre et la machine de production automatique semi-continue ont été inventés et sont décrits ci-après. L’invention s’applique tout particulièrement lorsque les parois du tube sont de fine épaisseur.

Tubes à paroi aérée objet de l’invention : définition et procédé de construction • Il s’agit de tubes constitués de : O Une bande métallique enroulée en hélice, comme pourformer un ressort, avec un pas défini en fonction du taux d’aération recherché, du diamètre du tube et de la largeur des bandes. O Bandes métalliques méridiennes placées par-dessus l’hélice, c’est à dire disposées parallèlement à l’axe du tube, le nombre de méridiennes étant défini en fonction du taux d’aération visé, du pas de l’hélice et de la largeur des bandes. • Les bandes métalliques de l’hélice et des méridiennes formant le tube à paroi aérée sont liées à leurs intersections par soudure électrique, par points ou à la molette. Les liaisons soudées peuvent aussi être obtenues par d’autres procédés techniques comme le soudage Laser. D’autres voies techniques comme le collage sont aussi utilisables. • Les tubes à paroi aérée sont coupés à la longueur définie pour l’application visée. Pour obtenir une coupe propre avec une section circonférentielle continue et de bonne tenue, les extrémités du tube sont définies avec des spires Jointives. Les coupes peuvent être le résultat de procédés mécaniques, laser ou Jet d’eau. • Les dimensions des bandes métalliques, notamment largeur et épaisseur, résultent d’études économiques relatives à leurs méthodes d’élaboration et à la nature de la matière première, mais aussi de l’analyse de leur compatibilité avec les principaux paramètres géométriques et mécaniques du tube, à savoir sans être exhaustif : diamètre ; taux d’aération ; rigidité ou autre caractéristiques mécaniques.

Pour faciliter l’enroulement de la bande métallique de l’hélice et éviter des déformations élastiques post-fabrication, un recuit est appliqué à l’alliage métallique si la nature et l’état de la matière l’exigent.

Pour accroître la rigidité du tube qui est essentiellement donnée par les bandes méridiennes, notamment la rigidité axiale, des alliages métalliques écrouis ou durcis sont privilégiés pour les bandes méridiennes.

Les Figures 1 et 2 décrivent des exemples de tubes définis dans le respect de l’invention.

La Figure 1 représente un tube à section circulaire, formé d’une bande métallique enroulée en hélice 1 a, de diamètre intérieur de 12.5 mm dans cet exemple, et de bandes méridiennes 1b déposées au-dessus de l’hélice et liées à celle-ci par soudage électrique aux endroits d’intersection. Dans l’exemple décrit les bandes métalliques sont en acier inoxydable AISI 316L. Elles ont une épaisseur de 0.1 mm et une largeur de 1.8 mm. Les bandes méridiennes au nombre de 6 sont déposées de façon équidistante sur la circonférence. Le pas de l’hélice est calculé pour atteindre un taux d'aération de 50%.

La Figure 4 présente les éléments du calcul du pas de l’hélice. 4a désigne deux spires consécutives de l’hélice du tube. 4b désigne deux méridiennes successives sur le tube. La largeur des bandes est désignée par « w » et l’épaisseur par « t ». « E » représente l’écartement circonférentiel entre deux bandes méridiennes successives. « P » représente le pas de l’hélice ou la distance axiale entre 2 spires consécutives. « n » est le nombre de bandes méridiennes sur le tube. « D » est le diamètre interne du tube et « T » le taux d’aération surfacique. Nous appelons « So » et « S » respectivement la surface d’un orifice et la surface totale orifice plus paroi. En explicitant nous avons : i. S = Ex PetSo=(E-w)x(P-w). ii. E = π X (D+2 X t) / n. iii. T = Sol S.

Dans le cas précis de l’exemple de la Figure 1, le pas de l’hélice est de P = 5.7248 mm.

Le pas de l’hélice est resserré aux extrémités du tube pour obtenir 2 spires jointives 1c assurant une finition des bouts avec une section géométriquement continue et robuste. La masse linéique d’un tel tube est de 18.5 grammes par mètre.

Figure 2 représente un tube à section polygonale dont la construction s’apparente à la description faite ci-avant pour le tube à section circulaire : bande en hélice 2a, bandes longitudinales 2b et spires Jointives 2c de finition aux extrémités.

Tout tube à section concave est réalisable suivant le procédé décrit.

Dans certains cas, il est préférable de positionner des méplats sur le profil de la section du tube, comme indiqué en 3a de la Figure 3, afin de placer précisément les bandes méridiennes et de leur assurer une zone de contact plane et optimale aux intersections avec la bande en hélice. La qualité et la robustesse des jonctions soudées en sont grandement améliorées.

Des bandes métalliques de largeurs différentes pour l’hélice et pour les méridiennes sont envisageables pour définir et construire des tubes. Il en est de même pour les épaisseurs des bandes métalliques.

Les bandes métalliques utilisées pour la construction des tubes, quelle que soit la nature de la matière métallique, sont élaborées suivant des procédés métallurgiques connus et disponibles, par exemple, par écrasement de fil ou par refendage de tôle. Les bandes métalliques résultantes sont ensuite enroulées avec « trancannage » sur des bobine-dévidoirs.

Dans ies descriptions des tubes à paroi aérée faites dans les figures 1 et 2, les diamètres sont inférieurs ou égal à 50 mm pour répondre aux applications visées dans ie brevet FR2913897, mais des tubes avec des diamètres bien supérieurs sont aussi réaiisabies suivant le procédé décrit au titre de l’invention. L’épaisseur des tôies et ia iargeur des bandes métalliques sont ajustables pour répondre aux besoins techniques recherchés. Des épaisseurs fines, inférieures au miiiimètre, sont priviiégiées dans ie cas des applications visées dans le brevet FR2913897, mais des épaisseurs bien supérieures sont utilisables suivant le procédé décrit au titre de i’invention, notamment et de façon non exhaustive pour : • des appiications structuraies et mécaniques comme des bieiiettes, des poteaux, des poutres, • des constructions d’âmes de matériaux sandwiches, • des réaiisations de structures absorbantes de chocs, de bruits, • ia création d’éiéments d’habiiiage dans ie bâtiment, de décoration.

Des bandes métaiiiques au profii autre que rectanguiaire sont aussi utiiisabies, par exempie des bandes au profii trapézoïdai notamment pour des appiications de fiitration et de séparation de fiuides et soiides.

Outre les alliages métalliques, ferreux ou inoxydables, les alliages d’aluminium, les alliages de titane, les matières thermoplastiques, les matières thermodurcissables et les matériaux composites sont utilisables pour fabriquer les tubes décrits dans l’invention.

La machine de fabrication des tubes à paroi aérée.

Une machine automatique de fabrication en mode semi-continu de tubes métalliques aux parois aérées objet du brevet a été inventée pour les produire de façon industrielle et économique. L’invention fait l’objet du descriptif ci-après. • Le principe de cette machine repose sur une tête de dépose en continu de la bande métallique formant l’hélice autour d’une broche dont le profil reproduit le contour interne de la section du tube. Une deuxième tête dépose en continu les bandes métalliques méridiennes sur les spires de l’hélice supportées par la broche, tout en réalisant des liaisons par soudure aux intersections des bandes métalliques. Le tube étant alors devenu autoporteur, il est séparé de la broche pour être coupé à longueur. La Figure 5 schématise les principaux organes fonctionnels de la machine avec : O La broche 5a qui, supportée par le bloc glissière 5b, se déplace linéairement. O La tête de dépose de l’hélice avec le fourreau 5c d’entrainement en rotation du bras satellite 5e et avec la bobine-dévidoir 5d contenant la bande métallique. Le fourreau 5c repose sur des chemins de roulement 5i liés au carter tubulaire 5h dans lequel passe la broche 5a. O La tête de dépose des bandes méridiennes sur l’hélice, guidées par les molettes 5f tirant les bandes métalliques contenues dans les bobine-dévidoirs 5g. • La tête de dépose de l’hélice comporte un bras qui tourne en satellite autour de la broche réceptionnant la bande métallique. La broche avance linéairement en passant dans une ouverture placée au centre de rotation du bras satellite. L’avance de la broche est synchronisée avec la rotation du bras satellite pour obtenir le pas calculé pour les spires de l’hélice. Ce pas d’hélice peut être fixe ou variable suivant la synchronisation des mouvements de rotation et d’avance respectivement du bras satellite et de la broche. Par exemple, des zones à spires jointives sont réalisées localement sur le tube fabriqué en semi-continu pour faciliter les coupes des extrémités prédéfinies du tube. La bande métallique formant l’hélice par la rotation du bras satellite provient d’une bobine-dévidoir qui est positionnée de façon adjacente sur un des côtés du bras satellite. De par son mouvement de rotation, le bras satellite tire sur la bande métallique pour l’extraire de la bobine-dévidoir. Cette traction imprime un mouvement de rotation à la bobine-dévidoir montée en roue libre autour de la broche.

La bobine-dévidoir est freinée pour éviter son emballement qui provoquerait un excès de déroulement de bande métallique, par exemple en mettant un système de ressorts comprimés entre une ou les deux flasques de la bobine-dévidoir et la structure de réception de la bobine-dévidoir sur la tête de dépose. Un système pneumatique peut aussi être utilisé pour mieux piloter et contrôler les efforts de freinage. La pression de freinage exercée par le système est calculée pour que la tension induite dans la bande métallique n’en provoque pas la rupture. La Figure 6 montre une vue 3D d’une tête de dépose de la bande métallique 6c pour former l’hélice 6e sur la broche 6d. On voit le carter tubulaire 6g qui supporte les roulements permettant la rotation du fourreau 6f d’entrainement du bras satellite 6a. Un rouleau 6f d’extraction par détrancannage de la bande métallique de la bobine-dévidoir 6h est positionné en bout du bras satellite 6a. • La broche est portée par une glissière qui assure son déplacement linéaire suivant la direction de l’axe de la tête supportant le bras satellite et la bobine-dévidoir, cet axe étant aussi l’axe du tube à fabriquer. La broche traverse lors de son déplacement les ouvertures centrales du bras satellite et de la bobine-dévidoir. Le profil de la broche reproduit le contour interne de la section du tube. La broche est en cuivre ou en métal revêtu d’un matériau très bon conducteur de l’électricité et de la chaleur pour satisfaire les conditions de soudage électrique. La longueur de la broche est fonction de la longueur des tubes à produire. Cependant, si les tubes sont très longs, la longueur utile de la broche peut être limitée à une portion du tube. Une fois la broche arrivée au bout de sa course, le bras satellite de la tête de dépose de l’hélice est mise à l’arrêt. Il en est de même des mécanismes de la tête de dépose des bandes méridiennes. La broche est alors ramenée en arrière en libérant le tube ou la portion de tube formé.

Des conditions peuvent être appliquées individuellement ou en combinaison quelconque pour faciliter la séparation du tube et de la broche, par exemple : O Pratiquer une légère contre dépouille sur la surface de la broche, suivant son axe. Une pente se situant entre 1/1000 et 5/10000, ratio du rayon de la section sur la longueur du tube ou de la portion de tube fabriqué, est couramment pratiquée. D’autres valeurs de pente peuvent aussi être appliquées. O Chauffer ou refroidir rapidement l’ensemble tube ou portion de tube et la broche pour provoquer la désolidarisation des éléments, induite par les dilatations thermiques différentielles des matériaux. O Soumettre l’ensemble à des ultrasons pour que les petits mouvements transmis aux éléments favorisent leur désolidarisation. O Utiliser une broche expansible, par exemple en positionnant localement des ballonnets ou des olives ou encore avec une broche en deux demi-coquilles présentant des pentes à « effet coin » en vis-à-vis.

Cette liste de procédés applicables pour atteindre l’objectif de libération du tube de la broche n’est pas exhaustive.

Un système de doigt préhenseur est enclenché à l’extrémité libre du tube pour le tenir bloqué, facilitant de la sorte la libération de la broche entraînée en arrière sur sa glissière. Une fois arrivée en butée lors de son recul, la broche repart en avant pour reprendre et poursuivre la construction du tube en synchronisation avec le redémarrage des têtes de dépose des bandes métalliques. Le doigt préhenseur libère alors le tube ou suit son déplacement en avant sans le contraindre. • La tête de dépose des bandes métalliques formant les méridiennes est placée après la tête de dépose de l’hélice dans le sens d’avance de la broche. Elle possède aussi une ouverture centrale pour le passage de la broche portant les spires de l’hélice. La tête de dépose est équipée de molettes de guidage et de mise en tension des bandes métalliques méridiennes sur la broche. Les mouvements des molettes sont synchronisés avec le déplacement en avant de la broche. Les molettes exercent une pression pour plaquer les bandes métalliques méridiennes sur les spires de l’hélice, par exemple en exerçant un effort perpendiculairement aux intersections des bandes. Cet effort est calibré et asservi, par exemple à l’aide de vérins électriques 0-1, de vérins pneumatiques tout-ou-rien ou par électro-aimant. Les profils des molettes sont définis pour conformer les bandes métalliques méridiennes au profil de la broche corrigé des épaisseurs des bandes métalliques. Les molettes sont disposées en opposition deux à deux afin de soutenir la broche et éviter sa déformation par flexion lors de l’appui des molettes. De ce fait, la tête de dépose des bandes méridiennes assure une fonction de « lunette » support et guide de la broche lors de son déplacement. Les molettes sont en cuivre ou en métal revêtu d’un matériau très bon conducteur de l’électricité et de la chaleur pour satisfaire les conditions de soudage électrique. Les profils optimisés des molettes en vis-à-vis de la broche conduisent à l’obtention de soudures qui recouvrent pratiquement toute la surface aux croisements des bandes en hélice et en méridiennes, créant des liaisons fortes et reproductibles. Les bandes métalliques qui vont former les méridiennes sont contenues dans des bobine-dévidoirs. Elles sont amenées jusqu’aux molettes par un système de guides ou « d’œilletons », comme ceux employés dans l’industrie textile. Les rotations des bobine-dévidoirs sont freinées par un système, mécanique, hydraulique ou autre, adapté pour garder les bandes métalliques en tension, sans que leur résistance à la rupture ne puisse être atteinte. La Figure 7 présente une vue 3D d’une tête de dépose des bandes métalliques méridiennes 7b par-dessus l’hélice supportée par la broche 7a pour former le tube 7e. La structure 7d de la tête supporte les molettes 7c qui guident les bandes métalliques. Les molettes 7c pressent les bandes métalliques 7b contre la broche 7a et amènent le courant pour faire les soudures électriques aux intersections des bandes. • La broche et les molettes sont reliées respectivement à un des pôles de l’amenée de courant électrique provenant du poste de soudure électrique. Les déclenchements des soudures sont programmés lors du passage des molettes au-dessus des croisements des bandes méridiennes avec les spires de l’hélice. Les molettes exercent une pression pour assurer un bon contact des bandes à leurs intersections. Ces intersections sont détectées ou préprogrammées compte tenu des mouvements de rotation du bras de dépôt de l’hélice et des vitesses de déplacement de la broche. • Lorsque la longueur du tube est atteinte, la rotation de la tête satellite de dépose de l’hélice, l’avance de la broche, les rotations des molettes, les déclenchements des mises en pression des molettes et des soudures sont arrêtés. Le tube est dégagé par le recul de la broche. Il se trouve entre la tête « lunette » et le doigt préhenseur engagé à l’extrémité du tube. Le tube peut alors être coupé à longueur au moyen d’une tête de découpe automatisée. Cette tête est équipée d’un système de découpe mécanique, par exemple une disqueuse portant un disque de coupe adapté. Elle peut aussi être équipée d’une tête de découpe laser ou encore par jet d’eau.

Une découpe à la lame de scie ou au fil est aussi adaptable. Cette liste de procédés de découpe n’est pas exhaustive. La tête de découpe se déplace sur une glissière motorisée, parallèle à l’axe du tube. La tête est conduite à l’endroit prédéterminé pour la coupe du tube. Elle est mise en position, se rapproche du tube par basculement, place si nécessaire des soutiens du tube de chaque côté de la section de coupe. L’outil de coupe est alors activé. Après découpe du tube, la tête de découpe est rétractée et le doigt préhenseur relâché. Le tube est alors transféré dans un bac de stockage. L’ensemble du moyen de découpe est activé et commandé en cohérence et en synchronisation avec les autres organes de la machine à fabriquer les tubes. • Tous les systèmes et organes de la machine de fabrication des tubes sont contrôlés et pilotés par un programme centralisé, un automate. Tous les mouvements et déplacements des divers éléments qui aboutissent à la fabrication du produit « tube aéré » sont synchronisés. Citons sans être exhaustif : la rotation de la tête satellite qui dépose la bande métallique en hélice ; le déplacement longitudinal de la broche qui reçoit les bandes en hélice et méridiennes ; les mouvements des molettes qui poussent les bandes méridiennes sur l’hélice ; les déclenchements des impulsions électriques pour la soudure ; le déplacement du doigt de préhension du tube qui est déclenché dès que la broche est arrivée en butée ; le retour de la broche sur sa glissière et sa remise en position pour redémarrer un cycle ; la mise en marche du système de découpe du tube ; etc.... Tous ces mouvements sont paramétrables dans le logiciel de l’automate en fonction de la définition du tube à fabriquer. • Les bobine-dévidoirs équipant la machine de fabrication des tubes sont amovibles. Ainsi, elles peuvent être remplacées lorsque la totalité de la bande métallique contenue a été consommée. Les bobine-dévidoirs sont conçues pour être montées et démontées rapidement sur la machine pour ne pas pénaliser les rendements de production des tubes. Par exemple, pour ce qui est de la bobine-dévidoir associée à la tête satellite créant l’hélice, une liaison sur le flasque d’appui à la structure peut être faite par clips élastiques. La fin de bande métallique d’une bobine-dévidoir est détectée pour mettre l’ensemble de la machine à l’arrêt. Une fois la bobine-dévidoir changée la nouvelle bande métallique est raboutée à la précédente par une soudure bord à bord électrique, laser ou avec tout autre procédé. La fabrication du tube peut alors reprendre. Les bobine-dévidoirs sont réutilisables. Elles sont rechargées de bandes métalliques par un système annexe, dérivé et adapté des systèmes classiques employés dans l’industrie pour faire l’enroulement et le trancannage de fils ou de bandes. Les bobine-dévidoirs sont définies pour être compatibles de la machine et aussi du système de recharge annexe. • Différentes tailles de bobine-dévidoirs sont pratiquées en fonction du type et de la géométrie des bandes métalliques utilisées. Pour le premier modèle de machine développée, la masse de la bobine-dévidoir chargée de sa bande métallique est limitée à 20 kg afin de réduire son inertie de rotation. A titre d’exemple, pour la fabrication de tubes en Inox 316L de 12.5 mm de diamètre, à la surface aérée à 50%, des bobine-dévidoirs de diamètres interne et externe de 100 mm et 200 mm respectivement, de largeur 40 mm, ont été utilisées avec une charge de 15 kg de bandes métalliques de 0.1 mm d’épaisseur et 1.8 mm de largeur. Ce chargement permet de fabriquer plus de 1200 tubes de 1 mètre de long sans arrêt de la machine. Avec une vitesse de rotation du bras satellite de 10 tours par seconde, le temps de fabrication d’un tube est de 30 secondes. Les efforts induits par les rotations sont pris en compte dans le dimensionnement de la structure porteuse et des roulements. A titre indicatif et pour l’exemple décrit ci-avant, un effort centrifuge maximal de 6000 kg est induit par la rotation de la bobine-dévidoir. Les inerties de rotation sont optimisées pour bien contrôler les phases d’arrêt et ne pas pénaliser les phases de redémarrages. Les asservissements et la mécanique sont définis en conséquence. Le bras satellite est défini pour être le plus léger possible et il est équilibré en rotation pour éliminer les risques de vibrations. • La machine automatique de fabrication de tubes en semi-continu objet du brevet convient dans son principe pour travailler avec des matériaux métalliques autres que l’AISI 316L, comme par exemple et de manière non exhaustive, tous les métaux ferreux et inoxydables, les alliages d’aluminium, les alliages de titane. La matière elle-même est ajustée pour la réalisation des tubes, par exemples : l’application d’un recuit pour faciliter l’enroulement de l’hélice ; l’utilisation d’un alliage autorisant le soudage électrique ; la géométrie des bandes pour tenir les efforts induits par la machine lors de la fabrication des tubes. • De même, la machine automatique de fabrication de tubes en semi-continu objet du brevet convient dans son principe pour travailler avec des matériaux polymères thermoplastiques, par exemple du nylon, du polypropylène, du PEEK, renforcés ou non avec des fibres textiles comme le Polyacrylonitrile ou la Rayonne, ou des fibres techniques comme le verre, le keviar ou le carbone. Dans ce cas, la tête de soudage de la machine automatique de fabrication des tubes est remplacée par une tête avec des buses de chauffage local pour faire les liaisons aux croisements des bandes perfusion du thermoplastique, suivie par un système de refroidissement pour figer rapidement la matière aux intersections. Des moyens de chauffage peuvent aussi être associés pour faciliter la formation de l’hélice par un ramollissement contrôlé de la matière. Les liaisons aux intersections des bandes peuvent aussi être faites par collage. Dans ce cas, une tête spécifique est adaptée à la place de la tête de soudage ou de chauffage afin de déposer un film de colle bien calibré sur les zones d’intersection prédéfinies sur l’hélice. Un soudage par ultrasons est aussi envisageable. • La liste présentée ci-avant des matières utilisables par la machine n’est pas exhaustive.

Claims (15)

1. Revendications.

   1. Tube à paroi aérée caractérisé en ce que sa construction associe une bande mise en hélice [1a] et des bandes méridiennes [1b], liées à leurs intersections.
2. 2. Tube selon la revendication 1 caractérisé en ce que son diamètre est inférieur à 50mm.
3. 3. Tube seion la revendication 1 caractérisé en ce que les bandes ont des profils rectangulaires.
4. 4. Tube selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dernières spires de l’hélice aux extrémités du tube sont jointives.
5. 5. Tube selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les bandes sont métalliques, ferreux ou inoxydables, en alliages d’aluminium ou en alliages de titane, ou encore les bandes sont des polymères thermoplastiques ou thermodurcissables, ou en matériaux composites.
6. 6. Procédé de fabrication d’un tube selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il consiste à la mise en œuvre des étapes essentielles et successives d’enroulement en hélice d’une bande continue et de positionnement de bandes méridiennes par-dessus.
7. 7. Procédé de fabrication d’un tube seion la revendication 6 caractérisé en ce que les bandes sont liées à leurs intersections par soudure ou par collage des matériaux.
8. 8. Machine de fabrication de tubes à paroi aérée selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle est équipée d’une broche au profil interne du tube se déplaçant linéairement.
9. 9. Machine de fabrication selon la revendication 8 caractérisée en ce qu’elle est équipée d’une tête montée sur un bras tournant en satellite autour de la broche pour y déposer une bande suivant une hélice.
10. 10. Machine de fabrication selon l’une des revendications 8 à 9 caractérisée en ce qu’elle est équipée d’une tête de dépose des bandes méridiennes comportant des molettes de guidage des bandes le long de la broche et de leur plaquage sur la bande en hélice aux intersections.
11. 11. Machine de fabrication selon la revendication 10 caractérisée en ce que les molettes et la broche conduisent les courants électriques pour réaliser les soudures aux intersections des bandes.
12. 12. Machine de fabrication selon l’une des revendications 9 à 10 caractérisée en ce que la tête de dépose des bandes est équipée d’un dispositif de distribution de colle pour réaliser les collages aux intersections des bandes.
13. 13. Machine de fabrication selon l’une des revendications 8 à 12 caractérisée en ce qu’elle est équipée d’un dispositif de préhension qui retient le tube lors du retrait de la broche et de la mise à longueur du tube.
14. 14. Machine de fabrication selon l’une des revendications 8 à 13 caractérisée en ce qu’elle est équipée d’un automate de contrôle, de pilotage et de synchronisation de tous les mouvements et actions des divers éléments dont la broche, les têtes de déposes des bandes, les systèmes de préhension et de coupe des tubes, les dispositifs de soudure ou de collage.
15. 15. Utilisation de tubes à paroi aérée selon l’une des revendications 1 à 5 pour la construction de structures de garnissage interne de colonne de mise en contact de fluides.