Brevet FR2270963A1 — publié le 19751212

La présente invention concerne un procédé de fabri cation dtenveloppes profilées en tôle mince métallique que l'on emploie pour des échangeurs thermiques tels que des radiateurs dtusage courant, une machine pour la réalisation automatique du procédé, et échangeurs thermiques obtenus par ce procédé. La réalisation des échangeurs thermiques, en par ticulier radiateurs et similaires, dans lesquels le liquide tel que liteau circule dans un réservoir d'une grande superfi cie dtéchange thermique avec ltambiance antérieure} peut être réalisée de plusieurs manières. L'une telle consistait en unissant ensemble par des soudures plusieurs éléments métalliqu#es, par exemple emboutis, pour cons tituer ainsi l'échangeur thermique. Souvent ltéchangeur ther mique se compose de deux demi-enveloppes, soudées le long dtune ligne dtassemblage commune.Chaque demi-enveloppe peut présenter, à ltintérieur du périmètre d'assemblage avec autre demi enve loppe, des profils variés afin obtenir une superficie dtéchan- ge# thermique appr9priée. De tels profils peuvent varier de la plaque plate à la plaque à -ailettes, chaque ailette étant -creu- se pour être en contact parfait 'd'adduction thermique avec le courant fluide dans ltéchangeur thermique. Même dans ce dernier cas, dans lequel au moins une de ces demi enveloppes de ltéchangeur thermique présente- un profilé à ailettes ou ondes, la réalisation de telles ailet tes à partir d'une fine lamelle métallique brute demandait jus qutà présent, à part le pliage de la tôle afin de réaliser de telles ailettes, aussi la soudure de plusieurs endroits de la tôle pour obtenir ltétanchéité le long des contours des ailet tes. La fabrication des demi-enveloppes ou enveloppes complètes des échangeurs thermiques et similaires à partir dtune tôle métallique, le découpage e t la soudure est coûteuse, soit pour le coût élevé de la soudure, soit pour les opérati-ons successives à la soudure pour obtenir une finition esthétiquement acceptable le long des lignes de soudure La présente invention se propose donc de réaliser un procédé de fabrication des demi-enveloppes et enveloppes complètes des échangeurs thermiques et similaires à partir de tôle mince métallique avec laquelle on évite au moins en partie l'utilisation de soudures et la nécessité dtautres opérations de finition le long des lignes d'union entre les parties de lrenveloppe ou demi-enveloppe. L'invention a aussi pour but de réaliser une machine pour la fabrication automatique de tel procédé. Ces buts sont obtenus, selon l'invention par un procédé pour la fabrication d'enveloppes en tôle mince métallique pour échangeurs thermiques tels que radiateurs pour usage courant caractérisé par le fait de comprendre les opérations suivantes - rogner une partie de la bande de tôle, dans le sens longitudinal, longue comme le développement de l'ailette ayant une zone de largeur préétablie côtoyant une zone ayant une plus grande largeur de manière que cette zone présente des bords repliables sur la première - plier la tôle le long de côté commun aux deux zones jusqu'à la position préétablie de manière à obtenir une ailette ;; - effectuer, après avoir donné la courbe, le pré-agrafage des bords de la seconde zone sur les bords de la première en faisant pression pour obtenir un écrasement laissant un certain degré de coulissement de la tôle dans la zone de pliage afin obtenir ltétanchêité ; - compléter successivement ltagrafage ; - répéter les phases susmentionnées autant de fois sur les parties successives du ruban de la tôle afin obtenir le nombre désiré ailettes ; - découper une partie de la tôle façonnée comme il est dit plus haut pour obtenir une demi-enveloppe ;; - joindre successivement la demi-enveloppe ainsi obtenue avec une autre demi-enveloppe le long des périmètres respectifs afin dlobtenir une enveloppe complète Pour réaliser le susdit procédé, ltinvention propose aussi une machine caractérisée par le fait qu'elle comprend - un banc le long duquel est étalé un ruban de tôle mince métallique ; - un groupe horizontal se déplaçant longitudinalement sur le banc se composant dgun groupe rogneur pour rogner la tôle et un groupe d'amorçage de la tôle ;; - un groupe d'estampe d'emboutissage et dtamorçage monté nor salement sur.un banc en position stationnaire pour agrafer la tôle en un plan égal au plan d'agrafage du groupe rogneur et agrafeur, le groupe dtestampe d'emboutissage et amorçage pouvant se dégager pour se déplacer verticalement au plan dtamorgage ;; - un groupe de profilage monté sur un banc pour presser orthogonalement sur la tole le long de la ligne droite orthogonale à la direction longitudinale du banc en position intermédiaire entre le groupe horizontal mobile et le groupe d-restam- pe dteEboutissage et amorçage, le groupe de profilage se de- plaçant verticalement au plan d'amorçage de la tole ; - moyens dgagrafage montés sur le banc pour effectuer des agrafages verticaux entre des côtés verticaux adjacents du ruban de la tôle. L'invention, décrite ci-après plus en détail, se réfère à des réalisations préférées, à laide des dessins joints dont - la figure I est une vue latérale schématique d'une machine pour réaliser le procédé suivant lrinvention - la figure 2A est une vue en section transversale de la machine en figure 1, en regardant dans la direction de la flèche lIA - la figure 2B est une vue en section transversale de la machine en figure 1, en regardant dans la direction de la flèche IIB - les figures 3,4,5,6 sont des vues d'une particularité de la machine en figure 1 en des positions successives dtun cycle d'opérations - la figure 7 est une vue plane dtune partie de ruban du procédé d'tinvention la figure 8 est une vue latérale d'une demi-enveloppe réalisée suivant ltinvention ; - la figure 9 est une vue en regardant dans la direction de la flèche IX de la figure 8 - la figure 10 est une vue transversale de l'accouplement des bords obtenu par pression et coulissement du matériau ; ; - les figures 11 et 12 sont des vues des phases successives des opérations d'agrafage En se référant aux figures 1,2 A et 2B des dessins, la machine pour réaliser le procédé suivant ltinvention, comprend un banc 100, un groupe mobile horizontal 102-104 sur lequel est monté un groupe de rognage non représenté en figure, un groupe d'amorçage comprenant une paire de pinces situées à ltintérieur du groupe 102-104. Le groupe 102-104 se déplace horizontalement dans le sens de la flèche indiquée schématiquement sur le groupe 102 dans la figure 1, gracie à un support à rails et pati-noire 111-llSo Le groupe 102-104 possède un appareil pour actionner les porte-poinçons pour commander l'opération de rognage profilé et dtun appareil pour commander les pinces d'amorçage à ltinté- rieur du groupe 102-104, enfin un appareil de commande pour déplacer le groupe entier 102-104 vers la gauche et successivement vers la droite comme schématisé dans la figure le Ces appareils, étant connus par expert en la matière, n'ont pas été représentés pour la simplicité des figures. Sur le banc 100 est ensuite monté un chariot 112, normalement en position fixe mais pouvant être commandé pour se déplacer verticalement au banc, sous contrôle dtun appareil de translation, de type connu, non représenté dans les figurets. Sur le chariot 112 sont montés deux bras rotatifs parallèles 114, qui supportent de manière rigide à l'extrémité libre une plaque plate 116, disposée orthogonalement à la direcoton longitudinale du banc 100, avec le bord supérieur parallèle au plan d'amorçage.La rotation des bras 114 est commandée par un cylindre hydraulique indiqué schématfquement par 118 Sur le banc, 100 est aussi monté une estampe dgem- boutissage 120, normalement fixée mais pouvant exécuter des mouvements de translation verticale parcommande dtappareils spéciaux d'actionnement non illustrés. Enfin, sur le banc 100 est monté un découpeur 122 propre à découper, le long dtune ligne transversale à la direction longitudinale de la machine. La machine représentée en figure 1,2A et 2B est ensuite complétée par des dispositifs agrafeurs latéraux , non illustrés dans les figures, du type conventionnel, propices à éxécuter des agrafages directs simples sur les deux côtés de la machine, comme on ltexplique par la suite. Pour ltemploi de la machine des figures 1,2A et 2B dans ltéxécution du procédé suivant lalinvention, un ruban de tôle mince métallique embobiné et non représenté dans les figures, passe dans la machine du coté gauche dans la figure 1. La tôle mince métallique peut être dtun métal quelconque et peut être aussi vernie ou plastifiée d'un côté, pourvu qutelle présente une flexibilité suffisante et un coefficient convenable de transmission thermique. La machine étant ouverte, on fait avancer une partie de la tôle mince dans le groupe de rognage, on ferme alors les pinces dtamorgage à intérieur du groupe 102-104, on abaisse le manche 120 et on soulève le chariot 112 avec la plaque 116 en position abaissée, on actionne ensuite les porte-poingons pour rogner une partie du ruban suivant le profil de la figure 7. On voit ainsi dans cette figure que le ruban est rogné de façon à présenter deux zones rectangulaires 126 et 128, jointes-le long dtun côté commun 130, orthogonal dans le sens dtavancement du ruban et arrondis le long de la ligne de contact. La zone 128 est plus large, symétriquement, que la zone 126, de façon à présenter des bords d'agrafage 132 et 134. Le long des côtés opposés au côté commun 130, les deux zones 126 et 128 se joignent à des surfaces marginales 136, 138. Après ltopératton de rognage du ruban qui se fait mécaniquement au début du cycle comme en figure ), le groupe 102-104 se déplace vers la droite. Au moyen du cylindre hydraulique 118 on actionne en meme temps le groupe de formation comprenant les bras 114 et-la plaque 116 comme illustré dans la figure 4, en appliquant ainsi la plaque 116 au coté commun 130 entre les zones 126 et 128 du ruban, en obtenant ainsi un pliage progressif du ruban autour du coté commun. Dans la figure 5, les deux zones 126-128 ont été pliées complètement l'une sur l'autre jusqutà la position préétablie en pliant par écrasement les deux surfaces marginales 136 et 138 tout juste pour obtenir le coulissement de ces zones comme représenté dans la figure 10. A ce moment les pinces se trouvant à ltintérieur du groupe 102-104 stouvrent et s'éloignent vers la gauche ltestampe d'emboutissage 120, se retire vers le haut et le cha riotll2 se déplace vers le bas, en maintenant la plaque 116 verticale. Ces opérations terminées, la plaque 116 et tournée dans le sens contraire des -aiguilles dtune montre et abaissée. La partie du ruban comprenant les deux zones 126-128 et les surfaces marginales 136-138 reste libre et peut être avancée le long de la machine pour subir la# fermeture de ltagrafage suivant des dispositifs non illustrés comme schématisé dans les figures 11 et 12. S'il était nécessaire , la prise pourrait être assurée ultérieurement par des procédés conventionnels, par exemple eh interposant entre les plis de 1agrafage un produit adhé sif d'encollage connu dans le commerce. L'opération d'agrafage terminée, on obtient ainsi une ailette creuse et étanche, réalisée sans soudure et dtun aspect hautement esthétique sans avoir besoin dtultérieures opérations de finition. On peut répéter les opérations décrites plus haut sur une partie adjacente du ruban de tôle en traitant la zone marginale postérieure 136 de l'ailette ainsi formée comme zone marginale antérieure dtune partie successive du ruban. On obtient ainsi progressivement une demi-enveloppe ailée, comme représentée en figure 8, avec le nombre d'ailettes voulu. Ayant terminé le nombre d'ailettes voulu de la demienveloppe, on actionne le découpeur 122 pour séparer le demi-enveloppe du ruban en cours de traitement et commencer alors la fabrication d'une autre demi-enveloppe. Tous les mouvements et les actions des diverses parties qui constituent la machine sont réalisés par des dispositifs mécaniques connus et peuvent etre commandés par un programme préétabli, réalisables avec les techniques conventionnelles afin d'obtenir le fonctionnement automatique de la machine et de là, la réalisation du procédé suivant l'invention. Naturellement la profondeur de chaque ailette peut se régler facilement en modifiant les courses effectuées par le groupe 102-104 et en substituant la plaque 116. Pour compléter la formation d'un e enveloppe, la demi-enveloppe produite peut être unie à une demi-enveloppe identique. Naturellement, ltenveloppe complète peut aussi être obtenue en unissant une demi-enveloppe comme décrit plus haut avec un élément en tôle de forme diverse et/ou fabriqué par des procédés différents. Par exemple, unait élément en tôle peut être une simple plaque plate ou ondulée. Suivant une autre caractéristique de ltinvention, ltunion des deux demi-enveloppes-ou d'une demi-enveloppe avec an autre élément entôle diSSérente, peut être obtenue moyen-nant un agrafage direct simple ou double. Dans ce cas, l'élé-- ment auquel on unit la demi-enveloppe devra présenter des bords d'agrafage opportuns, et meme dans ce cas on pourra, s'il est nécessaire, adopter les memes procédés ci-haut mentionnés pour garantir la parfaite étanchéité de la jonction Il sera toutefois- nécessaire de faire des soudures locales aux points où les ailettes s'écartent du plan de ba -se de la demi-enveloppe. Naturellement, bien quton ait donné une description d'une réalisation préférée de la machine pour réaliser le procédé suivant l'invention, cette dernière peut être réalisée avec d'autres dispositifs, et pas nécessairement dtune façon automatique. La dite invention est exclusivement définie par les revendications mentionnées ci-après. REVENDICATIONS 1 / Procédé pour la fabrication d'enveloppes en tôle mince métallique pour échangeurs thermiaales tels que radiateurs pour usage courant c a r a c t é r i s é par le fait qu'il comprend les opérations suivantes - rogner une partie du ruban en tole mince dans le sens longitudinal ayant la longueur de l'ailette avec une zone de largeur préétablie confinant à une zone plus large de manière que celle-ci présente des bords repliables sur la première. - plier la tôle le long du côte commun aux deux zones jusqu'à la position préétablie de manière à obtenir une ailette ; - effectuer à la fin de l'opération de pliage le pré-agrafage des bords de la seconde zone sur les bords de la première en faisant pression pour effectuer un écrasement laissant un certain degrp de coulissement de la tôle dans la zone de pliage afin d'obtenir l'étanchéPté ;; - compléter successivement l'agrafage - répéter les phases susmentionnées autant de fois sur les parties successives du ruban de la tôle afin d'obtenir un nombre désiré d'ailettes - découper une partie de la tôle façonnée comme il est dit plus haut afin d'obtenir une demi-enveloppe ~ - moindre successivement la demi-enveloppe obtenue suivant les phases susmentionnées à une autre demi-enveloppe égale ou pas le long des périmètres respectifs afin d'obtenir une enveloppe complète. 2 / Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que l'opération d'agrafage consiste en un simple agrafage droit. 3 / Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que l'opération d'agrafage consiste en un double agrafage droit. 4 / Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 ou ), prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que l'union de maintien entre la demi-enveloppe et ltélément en tôle ultérieur est ainsi réalisée par agrafage avec revers sim ple, en faisant une pression pour effectuer un écrasement croyant un certain degré de coulissement de la tôle, avec soudure loeale aux points de la demi-enveloppe où s'écartent les ailettes. 5 / Procédé suivant l'une des revendications 1, 2, 3, ou 4, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait qu'entre les plis de lTagrafage on intercale des produits adhésifs d'encollage commercialement connus 6 / Procédé suivant la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que l'autre élément en tôle est aussi une demi-enveloppe ailée. 7 / Procédé suivant la revendication 4, c a r a c t é r i s é par-le fait que l'autre élément en tôle est une plaque plate. 8 / Procédé suivant la revendication 4, c a r a cvt é r i s épar le fait que l'autre élément en tôle est une plaque ondulée. 9 / Enveloppe obtenue par le procédé suivant l'une des revendications de 1 à 8. 10 / Machine pour réaliser le procédé suivant l'une des revendications I à 3, c a r a c t é r i s é par le fait qu'elle comprend - un banc le long duquel peut etre posé un ruban en tôle min- ce métallique - un groupe horizontal mobile posé longitudinalement sur le banc supportant un groupe de rognage pour rogner la tôle et un groupe d'amorçage de la tôle - un groupe d'estampe d'emboutissage et amorçage monté normalement sur le banc en position stationnaire pour amorcer la tôle en un plan égal au plan d 'amorçage du groupe de rognage et amorçage, le groupe d'estampe d'emboutissage et amorçage pouvant se rager pour se déplacer verticalement au plan dlamor çage ;; - un groupe de gabarit monté sur le banc pour presser orthogonalement sur la tôle le long d'une lignc droite orthogona le à la direction longitudinale du banc, une position intermédiaire entre le groupe horizontal mobile et le groupe d'estampe d'emboutissage et d'amorçage,le groupe de gabarit pouvant se déplacer verticalement au plan d'amorçage de la tôle ; - moyens d'agrafage montés sur le banc pour effectuer des agrafages verticaux entre les cotés verticaux adjacents du ruban de la tole. 11 / Machine suivant la revendication 10, c a r a c t é r i s é e par le fait que le groupe de gabarit comprend: - un chariot coulissant sur le banc pour etre normalement en position fixe mais pouvant aussi se déplacer verticalement ; - bras fixés sur le chariot autour d'un axe commun horizontal et transvereal au banc - un gabarit plat supporté rigidement par les bras, le gabarit ayant un profil linéaire parallèle à l'axe de fixation des bras ; - un organe d'actionnement monté sur chariot et agissant sur les bras pour les faire pivoter de facon à approcher le profil opératif du gabarit au plan d'amorçage de la tôle et pousser le gabarit au-delà de ce plan contre la résistance oppo sée par la tôle.