Brevet FR2042512A1 — publié le 19710212

La présente invention^concerne un procédé et m appareil pour former une structure à ailettes pour échangeur de chaleur du type décrit par rapport aux figures 1 à 3 du brevet anglais n° 1.579.409. Cette structure comporte une bande de métal, par exemple, une bande 5 d'aluminium en feuille d'une épaisseur d'environ 0,125 mm, mise sous une forme ondulée ayant des zones formant des ailettes alternant avec des régions destinées à être liées à des éléments échangeurs de chaleur d: s'étendant entre ces dernières régions, les régions devant être liées se trouvant dans deux plans de part et d'autre du plan longitudinal médian de la structure 10 ondulée et comportant des ailettes inclinées les unes par rapport aucautres pour que les ailettes voisines dépassant des deux côtés d'une région convergent l'une vers l'autre. L'invention a par suite pour objet un appareil et un procédé pour former une telle structure. 15 Selon le procédé, la bande est d'abord mise en forme de structure ondulée dans laquelle des ailettes s'étendant des deux côtés d'une région divergent l'une de l'autre ou sont sensiblement normales à la région, cette structure ondulée étant ensuite avancée dans la direction du plan de la structure pour qu'elle passe entre des éléments élastiques de retenue situés au moins 20 sur un côté de la structure ondulée et venant en contact avec les angles entre une zone formant une ailette et une région pour ralentir ou arrêter temporairement le mouvement de la zone d'ailette au moins jusqu'à ce que la zone d'a'ilette immédiatement suivante soit inclinée vers la zone retenue, le dispositif de retenue élastique cédant ensuite pour permettre aux ailettes 25 devenues convergentes de passer au-delà du dispositif de retenue afin que la structure ondulée résultante comporte des ailettes voisines s'étendant à partir des deux côtés d'une région et convergeant l'une vers l'autre. La structure ondulée peut être entraînée vers les dispositifs de retenue par des bandes transporteuses sans fin disposées sur les côtés opposés 30 de la structure de façon que celle-ci passe entre les bandes en venant en contact à friction avec les régions ou les bords latéraux de la structure pour entraîner celle-ci dans l'intervalle compris entre les bandes transporteuses pendant le mouvement de ces bandes. Le dispositif élastique de retenue peut comporter un élément à ressort 35 disposé de chaque côté de la structure ondulée et exerçant une pression sur celle-ci, ces éléments étant décalés l'un par rapport à l'autre et chaque élément comportant une partie formant un épaulement pouvant s'engager sur l'angle formé entre une zone d'ailette et une région mais pouvant céder pour permettre le 70 16628 2 2042512 passage de la structure ondulée entre les éléments de retenue quand une zone d'ailette suivante est inclinée vers une zone retenue par un ou plusieurs dispositifs élastiques. Le décalage des éléments élastiques est de préférence égal à la 5 moitié de la longueur d'une région mesurée dans la direction du mouvement de la structure. De préférence, chaque zone d'ailette comporte des persiennes dépassant, de préférence, des deux côtés du plan de l'ailette. L'invention a aussi pour objet un outil de presse pour former les structures ondulées à persiennes à partir d'une bande de métal. L'outil de presse peut comporter une première section pour former les ondulations et former complètement des persiennes et une seconde section pour positionner les bandes ondulées comportant les persiennes pendant qu'une nouvelle ondulation à persiennes est formée par la première section. En variante, l'outil de presse peut comporter une première section pour former les ondulations et pour former partiellement les persiennes et une seconde section pour compléter la formation des persiennes. Suivant une autre variante, l'outil de presse comprend une première section pour former les ondulations, une seconde section pour former partiellement des persiennes, et une troisième section pour compléter la formation des persiennes. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en coupe un outil de presse pour former les ondulations et les persiennes dans une bande de métal selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une coupe schématique d'une persienne partiellement formée, - la figure 3 représente schématiquement un appareil pour la mise en oeuvre du procédé pour la formation d'ailettes convergentes selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 4 représente schématiquement une partie d'une structure ondulée à persiennes partiellement formées, - la figure 5 représente schématiquement la structure préparée pour une opération consécutive, « la figure 6 représente Schématiquement l'opération consécutive, - la figure 7 représente schématiquement la structure après l'opération de la figure 6, - ' ; 70 16628 3 2042512 - la figure 8 est une vue schématique en perspective d'une partie de la structure ondulée à ailette terminée, - la figure 9 est une coupe montrant une ailette terminée suivant la ligne IX-IX de la figure 8, 5 - la figure 10 représente une variante de l'outil-de la figure 1 selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 11 représente schématiquement une modification de l'appareil des figures 3 et 6 selon un autre mode de mise en oeuvre de 1'invention. 10 La figure 1 représente schématiquement un outil de presse pour former la structure ondulée et les persiennes, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. La bande continue de métal 9 est avancée pas à pas vers la première section de l'outil (lui- comprend une cavité de matrice 10 et un poinçon 11. 15 Quand le poinçon 11 descend dans la cavité de matrice 10, la bande 9 étant tenue à un piston 16 chargé par un ressort, une ondulation comportant des zones d'ailettes 1 reliées par une région 2, est formée dans la bande qui est tirée dans la cavité de la matrice. L'ondulation ainsi formée est extraite de la matrice par l'extracteur 12 et la bande est avancée par un mécanisme 20 à griffes G sur chaque côté de l'outil de presse d'une distance correspondant au pas des ondulations pour que l'ondulation formée pénètre dans la section suivante de l'outil comportant la cavité de matrice 13 et le poinçon 14. Cette cavité de matrice et le poinçon ont les formes voulues pour former partiellement les persiennes 7 et 8 (figure 8) dans lés zones d'ailettes 1 25 de chaque ondulation. Les ondulations formées dépassent seulement dans la matrice 13 de la façon représentée sur la figure 2. L'ondulation comportant les persiennes est extraite du poinçon 14 par le p.iston 16 et le poinçon 17 chargé par des ressorts et portés par le bloc à poinçons 18. Le mécanisme est établi pour que les poinçons 11 et 14 soient éloignés de la bande avant 30 que l'extracteur 15 éjecte, de la matrice 13, l'ondulation comportant les persiennes partielles. La bande ondulée est ensuite avancée par le mécanisme à griffes G d'un pas jusqu'à la position suivante pour placer l'ondulation à persiennes partielles sous le poinçon 17. Le.poinçon J.7 pénètre dans la matrice correspondante 20 avant que les poinçons 11 et 14 soient complètement 35 engagés et il assure le positionnement et le blocage de la bande ondulée. Le poinçon 17 a ailssi la forme voulue pour compléter les persiennes 7 et 8 des zones d'ailettes 1 de l'ondulation afin que les persiennes dépassent des deux côtés de chaque ailette 1 de la façon représentée sur la figure 9; La structure 70 16628 4 2042512 ondulée comportant les persiennes est ensuite éjectée de la troisième matrice 20 par l'extracteur 19. La structure ondulée comportant les persiennes ainsi formées peut ensuite être avancée vers l'appareil décrit cï-après par rapport à la figure 3. Les trois sections de l'outil de presse 11-12, 13-14 et 17-20, 5, peuvent fonctionner en même temps de façon qte,pendant la formation d'une ondulation par la première section, des persiennes partielles soient formées dans la seconde section et que' la formation complète des persiennes ait lieu dans la troisième section, la bande étant avancée pendant que les poinçons sont relevés au-dessus des matrices. 10 Dans l'appareil de la-figure 3, la bande de métal en feuille, par exemple en feuille d'aluminium d'une épaisseur de 0,125 mm, arrive sous la forme d'une structure ondulée comportant des zones formant les ailettes 1 entre des régions 2 destinées à être liées à des éléments échangeurs de chaleur. Les régions se trouvent alternativement dans deux plans situés respectivement 15 sur les côtés opposés du plan longitudinal médian A-A de la structure ondulée. Pour simplifier le dessin, les persiennes formées dans les ailettes 1 ne sont pas représentées sur la figure 3. La structure ondulée est avancée à travers l'intervalle compris entre deux bandes sans fin 3 qui passent autour des cylindres d'entraînement 4, chaque bande ou transporteur sans fin comportant 20 une partie 3a venant en contact avec les régions 2 voisines de la structure ondulée. Quand les cylindres d'entraînement des bandes 3 sont entraînés dans des sens de rotation opposés, la structure est avancée entre les bandes dans la direction indiquée par les flèches B. La structure ondulée est ensuite avancée à travers deux dispositifs de retenue comportant des plaques 5 chargées 25 par des ressorts et comportant des épaulements 6 pouvant s'engager sur les angles 21 entre chaque ailette 1 et la région 2 correspondante pour retenir ou arrêter temporairement la structure ondulée. Les plaques 5 sont décalées d'une distance "0" égale à la moitié de la longueur des régions 2 mesurée dans la direction du mouvement. Avec cette combinaison, quand les ondulations passent 30 entre les bandes 3 et sont accrochées par les dispositifs de retenue 5, elles ont tendance à se refermer les unes contre les autres à partir de la forme initiale pour laquelle les ailettes dépassant des deux côtés d'une région sont divergentes, de façon qu'au moins l'ailette voisine de celle tenue par le dispositif de retenue soit inclinée vers l'ailette retenue. Cette fermeture des 35 ailettes a pour effet de raidir la partie de la structure ondulée précédant immédiatement les dispositifs de retenue et d'établir une force suffisante pour que des plaques 5 cèdent pour permettre le passage des ailettes convergentes. Une structure ondulée comportant, des ailettes 1 dépassant de deux côtés d'une 70 16628 5 2042512 région 2 et convergeant l'une vers l'autre est ainsi formée à la sortie des dispositifs de retenue. Bien que les ondulations soient complètement fermées pendant le passage à travers l'appareil, elles s'ouvrent légèrement du fait d'un effet de ressort de la façon représentée sur la figure 4. Pour assurer 5 que la structure finale comporte les ondulations fermées d'une façon pratiquement complète, la structure est ensuite maintenue complètement fermée et elle est soumise à une opération de compression, la pression étant exercée d'une façon perpendiculaire aux régions 2. Cette compression est effectuée quand les ailettes sont disposées de la façon représentée sur la figure 5 par un outil 10 de compression représenté sur la figure 6 qui comporte un plateau 30, un poinçon supérieur 31 et des barres latérales 32 venant buter sur le plateau 30 pour régler la hauteur de la structurecndulée comprimée. Quand cette structure sort de l'outil de compression, les régions 2 sont planes et les angles entre ces régions et les ailettes 1 sont vifs de la façon représentée sur la 15 figure 7. La figure 8 est une vue en perspective d'une partie de la structure résultante avec les persiennes 7 et 8. Les persiennes de chaque ailette 1 sont divisées en deux groupes, les persiennes 7 étant inclinées dans le sens opposé à celui des persiennes 8 formant l'autre groupe, toutes les persiennes 20 dépassant des deux côtés du plan de l'ailette. La figure 9 montre en coupe la zone d'une ailette comportant les persiennes et montrant aussi la forme en dents de scie des parties d'une cavité 13a_ et d'un poinçon 14a formant les persiennes de façon complète pour qu'elles dépassent des deux côtés des ailettes de la façon décrite ci-après par rapport à la figure 10. 25 II doit être compris que différentes modifications peuvent être apportées aux dispositifs décrits ci-dessus 1 Par exemple, d'autres dispositifs peuvent être utilisés à la place de l'outil représenté sur la figure 1 pour former les ondulations. De plus, la disposition des persiennes décrites ci-dessus peut être remplacée par d'autres dispositions de persiennes. 30 Suivant une variante de l'outil de presse de la figure 1 pour former les ondulations et les persiennes dans la bande de métal, la première section de l'outil comprenant la cavité de matrice 10 et le poinçon 11 est supprimée, et la cavité 13 et le poinçon 14 sont utilisés pour former les ondulations dans la bande 9 et pour former partiellement et ânultanément les persiennes. 35 Le poinçon 17 et la cavité de matrice 20 complètent la formation des> persiennes comme dans le cas précédent. Une autre variante de l'outil de presse est représenté sur la figure 10 sur laquelle les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références 70 16628 6 2042512 que sur la figure 1. Suivant cette variante, la cavité de matrice 13a et le poinçon 14£ sont utilisés à la fois pour former les ondulations et pour former complètement les persiennes afin qu'elles dépassent des deux côtés des ailettes de la façon représentée sur la figure 9. L'extracteur 12 est prolongé jusqu'au 5 niveau de la bande 9 arrivant dans l'outil, et il est associé à une grille 12£ pour commander les mouvements verticaux de la bande. L'extracteur 12 remonte et descend en même temps que les extracteurs 15 et 19'. Le poinçon 17 est utilisé uniquement pour le positionnement, et il comporte des évidements 17a pour loger les persiennes, et ce poinçon sert à bloquer les ailettes dans 10 la cavité de matrice 20 en portant sur les parties planes des ailettes. La figure 11 représente une âutre variante suivant laquelle l'opération de compression décrite par rapport à la figure 6 peut être effectuée en plaçant l'outil de compression immédiatement après les plaques de retenue à ressort 5. Dans ce cas, les barres latérales 32 de la figure 6h sont de préférence fixées 15 sur le plateau 30 et le poinçon supérieur 31ja monté sur des ressorts 34 est descendu à la façon d'un marteau sur les barres latérales 32 par une came 33, par exemple entraînée par un moteur électrique à une vitesse d'environ 1000 tr/mn ou plus. Une seconde plaque à ressort 5a est placée après le poste de compression intermittente ou de martelage pour maintenir les ailettes complètement fermées 20 pendant cette opération. Suivant une autre variante, les plaques à ressort 5 peuvent être remplacées par des plaques de guidage 25 (représentées en tirets sur la figure 11), le mouvement de la bande étant restreint par une seule plaque à ressort 5^ située après le poste de compression intermittente ou de martelage 30a_, 31a^ 25 ou suivant une autre variante par deux plaques 5a (la seconde non représentée), chacune agissant sur l'une des séries opposées des régions 2 de la bande. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. 70 16628 7 2042512 REVENDICATIONS 1. Appareil pour produire une structure à ailettes constituée par une bande de métal mise en forme ondulée avec des zones constituant des ailettes 5 alternant avec des régions se trouvant dans deiix plans situés respectivement sur les côtés opposés du plan longitudinal médian de la ixucture ondulée, les ailettes étant inclinées les unes par rapport aux autres de façon que les ailettes voisines s'étendant à partir de chaque côté d'une, région convergent l'une vers l'autre, caractérisé par un dispositif pour la mise en forme de 10 la bande pour établir une structure ondulée avec les ailettes dépassant das deux côtés d'une région divergeant l'une de l'autre ou sensiblement normales à ces régions, et un dispositif pour faire avancer la structure ondulée dans la direction du plan longitudinal de la structure pour la faire passer devant des dispositifs de retenue situés au moins d'un côté de la structure ondulée, 15 chaque dispositif de retenue étant engagé avec l'angle formé entre une zone d'ailette et une région pour ralentir ou arrêter temporairement le mouvement de la zone d'ailette au moins jusqu'à ce que la zone d'ailette immédiatement suivante soit inclinée vers la zone de retenue, les dispositifs de retenue cédant ensuite pour permettre le passage des ailettes convergentes, afin que 20 la structure ondulée résultante comporte des ailettes voisines dépassant des deux côtés d'une région et convergeant l'une vers l'autre. 2.. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque dispositif de retenue comporte un élément à ressort situé sur un côté de la structure ondulée, ces éléments étant décalés l'un par rapport à l'autre et 25 chacun comportant une partie en forme d'épaulement venant s'engager sur l'angle formé entre une zone d'ailette et une région mais pouvant céder pour permettre le passage de la structure ondulée quand une zone d'ailettes consécutive a été inclinée vers la zone retenue. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 30 le dispositif pour établir la forme ondulée de la bande comporte un dispositif pour former des persiennes dans les zones d'ailettes, le dispositif faisant partie'd'un outil de presse. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'outil de presse comprend une première section pour former les ondulations et former complète- 35 ment les persiennes et une section supplémentaire pour positionner la bande ondulée comportant les persiennes pendant la formation d'une nouvelle forme ondulée avec des persiennes par la première section. 3 70 16628 8 2042512 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'outil de presse comporte une première section pour former les ondulations et former partiellement les persiennes, et une seconde section pour compléter la formation des persiennes. 5 6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'outil de presse comprend une première section pour former les ondulations, une seconde section pour former partiellement les persiennes et une troisième section pour compléter la formation des persiennes. 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par un dispositif pour soumettre la structure ondulée à une opération supplémentaire 10 pour assurer que la structure à l'état final comporte des ondulations pratiquement complètement fermées. 8. Appareil pour produire une structure à ailettes formée par une bande de métal ondulée avec des zones formant des ailettes entre des régions se trouvant dans deux plans situés sur les côtés opposés du plan longitudinal 15 médian de la structure ondulée, les ailettes étant inclinées les unes par , rapport aux autres, caractérisé par un dispositif à poinçon et matrice pour former une structure ondulée ayant des ailettes dépassant des deux côtés d'une région divergeant l'une de l'autre, le poinçon comportant deux faces, chacune avec des parties saillantes coopérant avec les faces correspondantes de la 20 matrice pour que, du fait du mouvement alternatif du poinçon par rapport à la matrice, la bande soit mise en forme ondulée et que des persiennes soient formées au moins partiellement dans la bande. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments pour former les persiennes de la matrice sont seulement des parties creuses 25 et les parties correspondantes du poinçon sont seulement des parties saillantes afin que les persiennes formées dans la bande dépassent seulement d'un côté de celle-ci, l'appareil comportant un dispositif supplémentaire à poinçon et à matrice pour compléter la formation des persiennes afin qu'elles dépassent des deux côtés de la bande. 30 10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les parties de la matrice pour former les persiennes comportent des parties saillantes et des parties creuses, et une partie du poinçon pour former les persiennes comporte des parties creuses et des parties saillantes afin que les persiennes soient formées dans la bande en une seule opération et dépassent des deux 35 côtés de la bande. 11. Appareil pour produire une structure à ailettes constituée par une bande de métal ayant une forme ondulée avec des zones formant des ailettes 70 16628 9 2042512 entre des régions situées dans deux plans se trouvant sur les côtés opposés du plan longitudinal médian de la structure ondulée, les ailettes étant inclinées les unes par rapport aux autres pour que les ailettes voisines dépassant des deux côtés d'une région convergent l'une vers l'autre, caractérisé 5 par un dispositif pour faire avancer la bande ondulée parallèlement au plan longitudinal médian, des dispositifs venant en contact avec la bande ondulée pour restreindre son déplacement afin que les ondulations soient refermées les unes"vers les autres et qu'au moins l'ailette arrivant immédiatement après l'ailette retenue soit inclinée vers l'ailette retenue. 10 12. Appareil pour former une structure à ailettes constituée par une bande de métal mise en forme ondulée avec des zones formant des ailettes 1 alternativement avec des régions situées sur les côtés opposés du plan longitudinal médian de la structure ondulée, les ailettes étant inclinées les unes par rapport aux autres de façon que les ailettes voisines dépassant des 15 deux côtés d'une région convergent l'une vers l'autre, caractérisé par un dispositif pour maintenir la bande ondulée avec des ondulations fermées, et un dispositif de compression comportant un plateau et un outil de compression supérieur, le plateau comportant une surface dans l'un des deux plans de la structure ondulée et l'outil de compression comportant une surface dans l'autre 20 des deux plans et venant en contact avec plusieurs régions de la bande, et un dispositif pour soumettre la bande- à une pression intermittente entre l'outil supérieur et le plateau dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan des régions. 13. Outil de presse pour former une structure ondulée avec des persiennes 25 à partir d'une bande de métal, caractérisé par une première section comportant une matrice avec une cavité de matrice ayant une partie en dents de scie dépassant des deux côtés du plan médian de la surface de la cavité et un poinçon comportant une partie en dents de scie correspondante complémentaire de la partie en dents de scie de la cavité de la matrice de façon que les 30 ondulations soient formées en une seule opération et que les persiennes soient complètement formées pour dépasser des deux côtés de la bande de métalj l'outil de presse comportant aussi une seconde section avec un poinçon et une seconde cavité de matrice coopérant pour positionner la bande ondulée comportant les persiennes, et le second poinçon et la seconde cavité comportant des 35 évidements pour recevoir les persiennes de façon que, quand le second poinçon est engagé dans la seconde cavité, seules les parties planes de la bande soient serrées entre le second piston et la seconde cavité pour bloquer la bande pendant la formation des ondulations et des persiennes dans la première section. 70 16628 10 '2042512 14. Procédé pour forner une structure ondulée comportant des ailettes avec des persiennes, caractérisé par la formation d'ondulations dans une bande de métal dans une première section d'outil, la formation dans une seconde section d'outil de persiennes partielles dépassant d'un seul côté 5 de chaque ailette, la formation dans une troisième section d'outil de persiennes complètes dépassant des deux côtés de chaque ailette, les ailettes dépassant des deux côtés d'une région intermédiaire divergeant l'une de l'autre, l'entraînement de la bande ondulée à travers un dispositif de retenue pour rapprocher les ailettes successives afin de former une bande avec des ondulations 10 fermées et la compression de la bande ondulée pour que les régions intermédiaires entre les ailettes soient aplanies tout en maintenant les ondulations fermées. 15. Procédé pour former une structure ondulée comportant des ailettes avec des persiennes, caractérisé par la formation simul-tanée d'ondulation dans une bande de métal dans une première section d'outil, la formation dans 15 une seconde section d'outil de persiennes complètes dépassant des deux côtés de chaque ailette, l'entraînement de la bande ondulée vers un dispositif de retenue pour rapprocher les ailettes divergeant les unes des autres pour former une bande à ondulations fermées et la compression de la bande ondulée pour que les régions intermédiaires entre les ailettes soient aplaties en 20 maintenant les ondulations fermées. 16. Procédé pour former une structure ondulée comportant des ailettes avec des persiénnes, caractérisé par la formation simultanée d'ondulation dans une bande de métal et de persiennes complètes dépassant des deux côtés d'ailettes situées entre des régions se trouvant dans des plans parallèles 25 de part et d'autre de la structure ondulée, l'entraînement de la bande ondulée vers un dispositif de retenue pour rapprocher les ailettes divergeant les unes des autres pour former une bande à ondulations fermées, et la compression de la bande ondulée pour que les régions intermédiaires entre les ailettes soient aplaties en maintenant les ondulations fermées.