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L'invention concerne, d'une façon générale, un appareil et une méthode pour assembler une bande de métal en forme de ruban au- tour de la surface externe d'un tube à l'effet d'y former une ailette enroulée en hélice autour du tube. Spécifiquement l'invnn tion concerne les appareils pour fixer un ruban métallique mince autour d'un tube, de tels appareils étant généralement dénommés machines à ailettes.
Des organes tubulaires comportant une ailette métallique du genre déorit assemblée autour de leur surface externe, sont utili- ses sur une grande échelle dans des équipements des serpentins de systèmes de réfrigération où il est requis.qu'Un échange de oha- leur se produise.
Dans un serpentin, de condenseur d'un système de réfrigéra- tion par exemple, un agent, tel qu'un réfrigéfant, à l'état gazeux,
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peut s'écouler à travers les tubes et un agent de refroidissement, tel que de l'air, peut être amené à passer sur la surface externe des tubes à ailettes, La présence des ailettes, formées d'une ma- tière ayant un taux élevé de oonductibilité pour la chaleur, sur la surface extérieure des tubes, permet à l'aotion refroidissante de s'exercer plus effectivement car la chaleur de l'agent occu- pant les tubes est transmise par conduotion aux surfaces dévelop- pées définies par les ailettes.
Cet agencement permet une distri- bution efficace de la chaleur mise en oeuvre, en permettant à l'a- gent de refroidissement d'agir plus efficacement.
En fabriquant des tubes à ailettes, il est important qu'- une union ferme existe entre l'ailette et la surface externe du tube, de façon que la chaleur de l'agent occupant le tube puisse être conduite efficacement à l'ailette, également, on peut réali- ser certaines économies en utilisant des ailettes relativement min. ces par une économie de matière. En outre, dans certains cas, il. peut être désirable de former sur le tube des ailettes qui sont exemptes de fronces ou autres caractéristique phsiques de ce gen re, qui offriraient de la résistance à l'écoulement de l'agent de refroidissement.
Dans les machines pour assembler les ailettes métallique? autour des tubes, il est généralement prévu un mécanisme pour si- multanément avancer et faire tourner le tube à une première sta- tion de travail, où la bande métallique en forme de ruban est pas- sée entre des rouleaux oonformateurs commandés par une force mo- trioe, établis pour étendre le bord externe du ruban, afin de bou- cler le ruban dans la forme d'une hélice et le diriger autour de la surface externe du tube, puis à opérer à une seconde station très voisine de la première station où une série de rouleaux/redres- seurs enlèvent de la surface de l'ailette toutes ondulations ou fronces qui peuvent avoir été formées au cours de l'opération pré- cédente et écartent $également les apires individuelles de l'ailette, Antérieurement,
on a rencontré des difficultés considérables pour
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coordonner le mouvement des moyens d'avancement et de rotation du tube, le mouvement des rouleaux conformateurs et le mouvement des rouleaux redresseurs.
Conformément, l'objet principal do l'invention est de pré- voir une machine à ailettes dans laquelle le mécanisme pour avan- cer et faire tourner le tube est éliminé, et le tube dérive son mouvement de l'action d'un ensemble de disques tournants fonction- nant d'une manière analogue aux rouleaux redresseurs.
Une des difficultés de l'établissement d'une telle machine est le problème posé par l'utilisation d'un matériau d'approvi- sionnement métallique de minceur extrême. Pour obtenir du rende- ment dans l'unité d'échange thermique, il est désirable de pré- voir une structure d'ailette avec des ailettes métalliques ayant uneépaisseur relativement faible et les ailettes espacées longi- tudinalement au tube, et ayant un pas propre à assuner un trans- fert efficient de chaleur.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un tube à ailettes destiné à être utilisé comme échangeur de chaleur, dans lequel l'ailtte est fermée de façon à être exempte de fronces et aisément assemblée autour du tube d'une manière propre à permettre un nombre substantiel d'ailettes par unité de longueur du tube.
Cet objet est réalisé en soumettant -le 'ruban métallique à l'action d'une paire de rouleaux conformateurs établis pour déformer le ru- ban d'une certaine manière qui comprend son allongement longitudi- nal dans toute sa largeur, la valeur de l'allongement variant suivant la largeur du ruban pour une section quelconque donnée de celui-ci. Les rouleaux conformateurs communiquent en autre au ru- ban une configuration comprenant un bord d'engagement du tube sur l'ailette.
Un autre objet encore de l'invention consiste à prévoir des rouleaux conformateurs perfectionnés du type de ceux qui dé- forment le ruban plat préalablement à son assemblage autour du tu- be, ce perfectionnement prévenant une surdéformation ou surexten-
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sion d'un genre empêchant l'assemblage aisé du ruban conforma au- tour du tube. Un but ou fonction des rouleaux conformateurs est de transformer la forme du ruban métallique d'approvisionnement dans une forme bouolée. Le ruban bouclé est alors conformé autour du tube, avec un bord du ruban en engagement aveo la surface externe du tube, en une opération oontinue en produisant ainsi l'ailette spiralée.
Normalement, la configuration en hélioe est produite en allongeant longitudinalement un bord du ruban de façon que le¯ru- ban se boucle autour de l'autre bord. Il est préférable que les con- volutions individuelles formées par le ruban conformé en hélice dé- finissent une série de cercles concentriques. Si les cercles ne sont pas concentriques-- une condition provoquée par une surextension ou surallongement dans les rouleaux conformateurs--, le ruban spi- ralé peut devoir être contracté lorsqu'il est placé autour du tube pour y former l'ailette. Cette contraction à son tour oblige l'ai- lette à ondoyer ou onduler. Lorsque l'ailette ondoie ou fronce, il tout est évident que pour/segment donné de l'ailette contiendra plus de matière qu'un segment correspondant de l'ailette ayant une surface plane.
Cette condition indésirable devient importante lorsque l'ai- lette passe dans une série de pinces formées par la série de disques tournants espacés là où elle est fixée au tube de même que convena- blement espacée longitudinalement à celui-ci. Comme il sera décrit plus tard en détail, le ruban métallique formant l'ailette est sup- plémentairement allongé de manière à lier au tube le bord interne ou d'engagement du tube de l'ailette.
L'allongement supplémentaire d'un segment de l'ailette qui comporte déjà un excès de matière empêche la formation d'une ailette ayant pratiquement une disposi- tion verticale dans toute sa hauteur par rapport à l'axe du tube, car l'excédent de matière, après avoir été soumis à l'action de l'- ensemble des disques tournants, tend à se distribuer au voisinage du pied d'engagement du tube de l'ailette, de sorte qu'observée en coupe, l'ailette s'approche graduellement d'une disposition vertica-
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le par opposition à une approche raide telle qu'obtenue par l'in- vention.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un appareil échangeur de chaleur du type envisagé, dans lequel la disposition d'ailette formée par l'appareil décrit permet un transfert effica- ce de chaleur. On sait qu'une action efficace de transfert de cha- leur dans des unités d'échange thermique à ailettes est obtenue lorsqu'une ailette ayant une section droite prédéterminée est u- tilisée. :
Essentiellement les caractéristiques de transfert thermique sont tributaires de la relation entre la hauteur de l'ailette et la largeur de l'ailette. L'invention ici décrite procure une ai- lette qui pratiquement se rapproche de cette relation préférée.
Succinctement l'invention prévoit un appareil comportant un ensemble opératoire propre à guider un tube suivant un trajet pré- déterminé, et pour supporter le mécanisme de rouleaux conforma- leurs de même que l'ensemble de disques tournants destiné à espa- oer et à fixer les ailettes le long de la surface du tube. L'en- semble opératoire procure le montage des rouleaux conformateurs dont l'un comporte un alésage logeant un tube axial se terminant à la face d'engagement d'ouvrage ou de ruban du rouleau.
L'alésa- ge est disposé en alignement avec un alésage axial pratiqué dans un organe creux s'étendant à travers l'ensemble opératoire, de ma- nière qu'un ruban métallique, déformé par les rouleaux conforma- teurs pour acquérir une configuration en hélioe, tend à se boucler autour du tube alors que le tube se meut à travers les alésages alignés.
Un organe de guidage du ruban conformé aide à diriger le ruban en hélice autour de la surface du tube, Les parties extérieu- res de l'ailette. sont alors supplémentairement déformées lorsque l'ailette passe à travers l'ensemble des multiples disques tour- nants, en déterminant un allongement additionnel du bord externe de l'ailette lequel, à son tour, engendre dans le bord opposé ou d'engagement du tube, de l'ailette, une force qui tend à créer une
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action de prise, à friction, entre l'ailette et le tube d'une am- pleur suffisante pour transmettre au tube le mouvement de rota- tion de l'ensemble des disques, de manière à faire également avan- cer le tube, et suffisante pour résister aux forces normales du gen.
re de celles rencontrées dans les manipulations de tubes à ailettes qui pourraient provoquer la séparation de l'ailette et du tube.
D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la désertion qui suit et des dessins, dans lesquels, aux fins d'illustration, une réalisation seulement de l'invention est décri- te et représentée. Sur les dessins:
Fig.l est une vue d ôté, certain . parties arrachées pour la clarté, d'une machine construite conformément à l'invention;
Fig.2 est une vue en bout, certaines parties arrachées pour la clarté, de la machine montrée figure 1;
Fig.3 est une vue en plan de la machine montrée figure 1 ;
Fig.4 est une vue en bout, certaines parties arrachées pour la clarté, d'une partie du mécanisme de commande de la machine;
Fig.5 est une vue de côté, en coupe, de la tête de travail de la machine à poser des ailettes construite conformément à l'in- vention;
Fig.6 est une vue en plan de l'ensemble des disques tour- nants et de la monture pour celui-ci;
Fig.7 est une vue de côté de l'ensemble des disques tour- nants; Fig.3 est une vue en bout illustrant la disposition de montage de l'ensemble des disques;
Fig.9 est une vue de côté de l'ensemble du guide d'alimen- tation de ruban; Fig;10 est une vue en bout de l'ensemble du guide d'alimen- tation de ruban;
Fig.ll est un détail de la console du guide de ruban de l'@ ensemble du guide; Big.12 est une vue plus ou moins schématique illustrant l'action des rouleaux conformateurs sur le ruban;
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Fig.13 est une vue isométrique agrandie du ruban, avec le pied du 'bord du ruban qui engage le tube fortement agrandi;
Fig.14 est une vue perspective par l'arrière du guide du ru- ban conformé;
Fig.15 est une vue en élévation de l'un des rouleaux oonfor- mateurs ; Fig.16 est une vue en élévation de l'autre rouleau conforma- teur ; Fig.17 est une vue partielle de l'un des disques tournants pourvu d'une facede travail plane; .
Fig.18 est une vue agrandie d'une portion du disque montré fig 17; Fig.19 est une vue partielle à échelle agrandie montrant la partie marginale périphérique du disque illustré par les figures 17 et 18;
Fig.20 est une vue en élévation d'une forme modifiée de dis- que tournant;
Fig.21 est une vue de côté du disque illustré par la figure 20 ;
Fig.22 est une vue de détail agrandie du bord périphérique du disque montré aux figures 20 et 21;
Fig. 23 est une vue partielle d'une autre forme de disque tour- nant ;
Fig.24 est une vue de côté du disque illustré figure 23 ;
Fig.25 est une vue schématique illustrant le ruban placé entre une paire de rouleaux conformateurs établis conformément à l'invnen tion, la largeur du ruban ayant été altérée en vue de la clarté;
Fig.26 est une vue analogue à la figure 25, qui montre une pai re de rouleaux conformateurs modifiés; Fig.27 est une vue obtenue de l'arrière de la machine mon- trant l'assemblage du ruban autour du tube, alors que le ruban a- vance à partir des rouleaux conformateurs à travers l'ensemble tour- nant pour se placer autour du'tube;
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Fig.28 est une vue fragmentaire obtenue le lon,- de la sur- face dube, qui illustre la disposition du guide du ruban confor- mé par rapport au tube;
Fig. 29 est une vue en coupe, obtenue suivant la ligne 29-
29 de la figure 28, qui montre un autre aspeot de la disposition du guide du ruban conformé par rapport au tube.
Une machine illustrant l'invention est montrée par les dessins dans lesquels les mêmes chiffres de référence désignent des parties ou organes analogues. Comme montré par les figures 1 et 2, une structure de support 10, composée d'organes de base II reliés à leurs extrémités de façon à former un cadre, des montants d'angle 12 s'étendant vers le haut à par@r du cadre, des organes supérieurs 13 fixés aux extrémités des montants d'angle 12 qui sont éloignées du cadre de base, des organes,intermédiaires 14 re- liés aux montants d'angle, et des organes transversaux 15 s'éten- dant en travers de la structure 10 servent à procurer un socle.
Si on le désire, des panneaux 16 peuvent être prévus pour consti- tuer une enveloppe de la charpente décrite.
Pour la commodité les organes définis ont été représentés sous la forme de profilés en U oonventionnels; toutefois d'autres dispositions constructives peuvent être utilisées. Un organe de couverture supérieur 17, comportant une découpure pour loger des parties de la machine, est supporté au sommet des organes 13.
Sur les organes transversaux 15 les plus élevés est fixée une paire d'éléments de support espacés 18, également $en forme de fer U. La fonction de ces élémets est de procurer une monture ap- propriée pour l'ensemble 19, lequel ensemble oomprend un mécanisme pour guider un tube suivant un trajet pratiquement rectiligne tan- dis que le ruban métallique est enroulé autour de sa surface èxter- ne, et pour supporter les divers éléments de commande destinée à communiquer un mouvement prédéterminé,corrélatif, aux rouleaux conformateurs et à l'ensemble des disques qui fait tourner et avan- c er le tube et assure l'assujetissement du ruban d'une manière qui
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Pt1J.'<J. Ecrite plus loin.
Ls:tntia:ll¯aetlt, l'omble oompren'l un carter 20 en forme de pièce ' ulée ou coulée qui comporte une seo- tion supérieure 21, une section inférieure 22 et des parties for- mant aile ou bride 23. Le carter 20 est fixé aux éléments de sup- port 18 par l'intermédiaire des parties en forme d'aile ou bride, de manière que la section 22 s'étende au dessous de la surface su- périeure des éléments 18, et que la section supérieure 21 soit si- tué au dessus des éléments.
En plus des sections supérieure et inférieure, il est prévu une section 24 d'une forme rappelant celle d'une botte, qui se pro- jette vers le bas, angulairement aux autres sections.
Les organes transversaux 15 reliant les organes intermédiai- res 14 de la charpente du socle sont disposés pour former support pour un gros moteur 25 et un petit moteur 260 Sur l'arbre moteur de chacun des deux moteurs est fixée une poulie à gorges multiples 27. La section inférieure 22 du carter 20 comporte, y monté tour- nant par l'intermédiaire de paliers conventionnels, un arbre de commande principal 28 dont une extrémité s'étend au delà du carter et comporte, y assujettie, une poulie à gorges multiples du type de celles montées sur les arbres des moteurs précités. Des cour- roies appropriées 29 sont montées sur les poulies de façon que l' arbre 28 soit commandé par l'un et l'autre des moteurs d'une maniè- re qui sera décrite plus loin.
A l'autre extrémité de l'arbre 28 est clavetée une roue dentée à denture droite 30,propre à engrener avec une roue dentée 31 fixée à l'arbre de commande de rouleau 32 tourillonné dans des paliers montés dans la section 21 du carter, comme il est plus clairement montré sur la figure 5.
Un rouleau allongé oreux 33, présentant une ouverture 34 qui le traverse, est monté dans l'arbre ou organe 32 pour tourner avec lui grâce à une clavette 35. Cet agencement permet au roument leau 33 d'être déplacélongitudinal/par rapport à l'arbre 32 à l'aide d'un mécanisme qui sera décrit plus loin, tout en empê chant un mouvement de rotation relatif entre eux. Un pignon conique
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36 est fixé à l'extrémité de l'organe 32 éloignée de celle à la- quelle est disposée la roue dentée 30.
A l'effet de mouvoir le rouleau 33 longitudinalement par rap- port à son arbre de commande associé 32, il est prévu à une extré- mité de celui-ci une partie réduite propre à permettre d'y monter à rotation un moyeu extérieurement fileté 37. Un palier de butée 38 est disposé entre le moyeu 37 et l'épaulement formé par la par- tie réduite. Un anneau intérieurement fileté 39 coopèrant avec le moyeu porte une roue hélicoïdale 40 formée solidairement autour de sa surface externe. Une clavette 41 est assujettie au côté inté- rieur d'une plaque de fermeture 42 et se projette dans un passage longitudinal du moyeu de façon à prévenir le mouvement de rotation du moyeu. La plaque de couverture 42 est montrée fixée au carter par des moyens de fixation-conventionnels.
La plaque 42 comprend une partie annulaire externe 50 et une partie annulaire solidaire se projetant vers l'intérieur 51. Un anneau de retenue 52 est fixé à l'extrémité interne de la partie annulaire 51 afin de procurer un appui pour la roue hélicoïdale 40 et l'anneau 39. Les organes 42 et 52 servent à retenir l'anneau 39 à rencontre d'un mouvement axial. Avec la roue hélicoïdale 40 coopère une vis sans fin 43 fi- xée à un arbre 44 monté tournant dans le carter 20 comme montré figure 4. Une poignée de manoeuvre 45 est fixée à une extrémité de l'arbre 44 à l'effet de permettre l'actionnement manuel de la vis 43 et de la roue hélicoïdale 40.
Pour empêcher tout mouvement du rouleau creux 33 dû aux to- lérances entre les organes filetés 37 et 39, le moyeu 37 est pourvu évidemment pour le logement d'un organe annulaire 46 comportant des logements ou cavités de ressort 47. L'organe 46 affecte en coupe la forme générale d'un Z avec une bride externe 48 propre à être reliée à une plaque 49 assemblée dans la plaque de couverture 42 comme montré fig. 5. Un palier de butée 53 est assemblé autour d'une portion du rouleau 33 qui présente une section filetée. L'écrou de retenue 55 maintient les parties ou organes dans la position repré- $entée.
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Il ressort de ce qui procède que le mouvement (le la vis sans fin 43 assurera le déplacement axial de l'organe 33 par coopération du moyeu et des organes annulaires filetés. L'organe 33 comporte, fixé à l'extrémité qui est adjacente au mécanisme décrit, un guide tubulaire 56 pour diriger l'extrémité menante d'un tube dans l'ouver- ture au passage longitudinal 34.
Le rouleau 33 comporte à l'extrémité avant, ou de .gauche dans la fig.5, une cavité ou évidemment 57 comprenant une première partie 58 ayant une surface filetée et une deuxième partie 59, en alignement axial avec la première, mais de plus grand diamètre, de façon à former un épaulement 60. La cavité ou évidement57 sert à lo- ger un rouleau conformateur 61 comprenant une ouverture différen- tielle 62, une tête 64 comportant une face d'engagement d'ouvrage
63 d'une configuration décrite plus loin, une partie centrale ou médiane 65 plus réduite en diamètre que la tête et une queue file- tée 66. Le rouleau conformatuer 61 est assemblé dans l'organe 37 par vissage de la queue dans la cavité ou évidement, de façon que l'axe du rouleau conformateur soit pratiquement horizontal.
Une pla- que de couverture 67 est fixée à l'extrémité du carter 20.
Comme il a été dit plus haut, le carter 20 de l'ensemble agissant comporte, y reliée de façon solidaire, une section 24 pré- sentant un passage 68 de support d'arbre, dont l'axe est incliné par rapport à une norme verticale comme il est montré fig.2.
Dans le passage 68 est tourillonné un arbre de commande 69 présen- tant une ouverture différentielle qui le traverse, 70, et un pignon conique 71 formé, solidaire, à une extrémité et propre à engrener
36 avec le pignon conique/de façon que le mouvement de l'arbre 32 de commande du rouleau soit transmis à l'organe 69. Un manchon d'espa- cement 72 maintient les paliers de l'arbre 69 de la manière repré-
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:"(,;!.ée. la partie Huuérieure ou plus larde de l'ouverture 70 rt:- çoit la queue 73 du rouleau conformateur 74 et comporte sur sa surface interne une rainure destinée à recevoir une clavette 75 engagée dans la surface externe de la queue 70 afin de transmettre le mouvement de rotation de l'arbre 69 au rouleau conformateur 74.
Une bride annulaire 76 située à la base de la tête 77 du rouleau conformateur engage les bagues internes des paliers 78 qui sont supportés dans le couvercle 79 fixé à la section 24, de façon à prévenir le mouvement de descente du rouleau conformateur 74 dans l'ouverture 70. Un collier d'espacement 80 est placé entre les paliers 78 et le pignon 71. Une plaque 81, pourvue d'une ouverture 82, est fixée à la base ou extrémité inférieure de la section 24.
L'ouverture 82 loge une bague de support de palier 83 comportant un joint ou scellement de lubrification 84 y assemblé.
La queue 73 du rouleau conformateur présente un évidement axial intérieurement fileté 85 s'étendant à partir de l'extrémité éloignée de la tête 74, qui est propre à coopérer avec une tige 86 ayant une extrémité filetée, se projetant à travers le scel- lement 84 et l'ouverture 70 de l'arbre de commande 69. La tête 77 du rouleau conformateur 74 présente une face d'engagement d'ouvrage conique 87, propre à coopérer avec la face d'engagement d'ouvrage 63 du rouleau conformateur 61 pour déterminer une déformation par- ticulière du ruban métallique avant son assemblage autour du tube d'une manière qui sera décrite plus loin. A 'une extrémité de l'ar- bre 69 est fixée une roue à chaine 88, y maintenue par un écrou de blocage 89.
Dans la section 24 du carter 20 est également monté pour y
91 tourner, un arbre court 90 portant une roue à chaine/fixée à son extrémité inférieure. Les deux roues à chaine 88 et 91 sont reliées par Une chaine 92 de façon que le mouvement de rotation de l'arbre 69 soit transmis à l'arbre 90. Un organe de retenue de palier 93 est monté dans la plaque de couverture 81 comme montré figure 5.
Pendant le fonctionnement de la machine un ruban de métal
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est amené à partir d'un rouleau. d'alimentation, à travers un orga- ne de guidage, .dans une "pince" délimitée par les faces d'engage@ ment d'ouvrage des rouleaux conformateurs 61 et 74, où il est soumis à déformation l'obligeant à prendre une configuration géné rale en hélice lorsqu'il émerge de la pince. Le ruban est alors amené sur . organe de guidage de ruban conformé en engagement a- vec la surface extérieure du tube. De là le ruban passe dans une ou plus d'une pinae définies par une pluralité de disques tour- nants axialement espacés.
Une.-fonction de l'ensemble de disques est d'obliger le bord d'engagement du tube , du ruban @, d'adhé- rer fermement à la surface du tube de manière que le mouvement des disques' - transmette le mouvement au tube par le ruban ou ailette enroulé en hélice. Une autre fonction est de déterminer le pas fi- nal de l'ailette enroulée en hélice autour de la surface du tube.
La manière dont l'ensemble des disques remplit ces fonctions sera décrite plus loin.
Le mécanisme destiné à diriger le ruban lorsqu'il pénè- tre dans la pince formée par les rouleaux 61 et 74 oomprend une console ayant pratiquement la forme d'un L, 94, montée pour se mouvoir dans une saillie conformée en coin formée solidairement sur la partie périphérique de la plaque de couverture 67. La sail- lie présente une surface plane pourvue d'une rainure de clavette propre à loger une clavette 95 situé sur le côté inférieur d'un côté ou branche 94' de la console. Une autre branche 98 comportant une ouverture filetée s'étend pratiquement à angle droit à un bord de la branche 95' Une poignée de manoeuvre 100 à tige filetée, dont l'extrémité est reliée à la plaque de couverture, traverse l'ouverture non filetée 99 et sert à déterminer le mouvement de la console 94 dans la rainure 95.
Cet ajustement particulier permet le mouvement vertical du mécanisme de guidage du ruban par rapport au tube. Une troisième branche 96 de la console 94 s'étend, pratiquement à angle droit, à partir du seoond bord de la branche 94' qui est adjacent au premier
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bord mentionné, La branche 96 comporte, y pratiquée, une rainure de clavette courbe 97. Monté pour se mouvoir dans la rainure 97 de la branohe 96, on prévoit un organe porteur 104, ayant en cou- pe la forme générale d'un C et pourvu d'un prolongement 105 for- mant saillie sur l'organe. Le prolongement 105 comporte une sail- lie du genre clavette 106 sur son côté inférieur et une fente 107 qui le traverse. La clavette 106 est assemblée pour se mouvoir dan@ la rainure 97.
Le mouvement r datif entre la console 94 et l'organe por- teur 104 est empêché par la vis de pression 108 une fois qu'un réglage angulaire désiré entre les deux parties a été obtenu. Ceci détermine l'angle d'entrée du ruban dans la pince des rouleaux.
Une première barre 109 ayant en coupe la forme générale d'un C est assemblée dans la partie en C de l'organe porteur 104. Une deuixè- me barre 110 comportant une saillie propre à s'étendre partielle- ment dans l'encoche formée dans la barre 109, est assemblée comme le montre la figure 10.
Il est visible que l'ensembledécrit pour diriger le ruban entre les rouleaux 61 et 74 peut être ajusté angulairement et sui- vant la ligne d'inclinaison de la poignée 100.
En fonctionnement, le ruban métallique est passé d'un rou- leau d'approvisionnement sur une série de rouleaux fous espacés (non représentés) établis pour concourir à placer le ruban sous tension, à travers le passage III dans la pince entre les rouleaux 61 et 74 où: il est saisi par les rouleaux, déformé et donduit vers le haut autour du tube d'une manière décrite plus loin.
Après que le ruban métallique a passé à travers les rou- le-aux conformateurs tournants 61 et 74, il présente une configura- tion en hélice due à l'action des rouleaux sur le ruban. Pour diri- ger le ruban conformé autour du tube, un guide de ruban conformé 112 est monté autour du tube, de façon à engager et diriger le ru- ban conformé autour de la surface extérieure du tube avant son en- tréedans l'ensemble des disques d'avancement,,
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Une console de montage 113 est fixée au couvercle 67 et com- prend un support de guide' 114.
Le guide de ruban confort 112 a pratiquement la forme d'un U et il est attaché à la parti(- 114 de la console de manière que les branches 115 et 116 chevauchent le tube lorsqu'il émerge de l'ouverture axiale dans le rouleau 61( voir fig.27). Le guide de ruban conforma 112 présente une configu- ration que l'on peut généralement définir comme celle d'un hélicoï- de gauche et il est placé avec la branche menante ou avant 115 ad- jacente à la sortie de la pince de façon à être engagée par le ru- ban conformé lorsqu'il émerge de la pince, et la branche menée ou arrière 116 est voisine de la surface du rouleau 74 en regard de la partie d'engagement d'ouvrage de la surface du rouleau, afin de prévenir l'engagement entre le ruban conformé et le rouleau.
La surface d'engagement du ruban du guide de ruban confor- mé 112 est incurvée ou concave pour s'adapter à la configuration du ruban conformé après son passage à travers les rouleaux oonfor- mateurs. La portion inférieure de la branche 115 est inclinée jus- que dans un emplacement situé à peu près en regard de l'axe du tu- be. Alors que la surface d'engagement concave du guide 112 contour- ne ou s'étend autour du tube, le ruban conformé vient s'engager avec elle. Le ruban engage encore le guide 112 alors qu'il se meut sur la branche 116 qui s'étend vers le bas du côté du tubeopposé à la branche 115, et il est finalement dirigé dans l'ensemble des disques tournants.
De l'examen de la figure 27 ressort que tandis que le ru- ban progresse le long de la surface du guide de ruban conforme à partir de la portion du guide située directement au dessus du tube jusqu'à la première pince de l'eneeemble des disques, une portion ayant une conformation pratiquement conique est formée par le ru- ban.
On a constaté que l'angle que forme le ruban avec le tube, au sommet du tube, est de l'ordre '('environ 5 , et que le ruban est rendu concave de la manière représentée.
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Les fonctions de l'ensemble de disques 117 comprennent l'ex- tension du ruban le long de son bord extérieur de manière à pro- duire une liaison plus forte entre le bord interne du ruban enga- geant le tube et la surface externe du tube, dans une mesure telle que le ruban enroulé transmette le mouvement des disques au tube en sorte d'obliger le tube à se mouvoir, en raison de l'ailette en hélice y formée, suivant un trajet longitudinal et tandis qu'il tourne, de manière à obliger l'ailette à prendre une position pres. que verticale par rapport au tube, par opposition à l' clinaison que présente l'ailette en hélice lorsqu'elle engage le tube tandis qu'elle est guidée autour de celui-ci.
Comme plus clairement représenté sur la figure 6, l'ensem- ble de disques tournants est, brièvement indiqué,constitué par une série de disques axialement espacés 118, fixés à un arbre commun 119, et agencés pour former une série de pinces à travers lesquel- les passe le ruban ou ailette enroulé en hélice. Les surfaces en regard 120 des disques qui forment les côtés d'une pince sont de préférence pourvues, autour de leurs parties marginales externes, d'une pluralité de rides ou nervures 121 et de rainures 122 radia- les, espacées et alternées. La mesure dans laquelle ces rides ou nervures et rainures s'étendent vers le centre du disque dépend de la nature et de l'importance de la déformation additionnelle d'ex- tension à appliquer au ruban pour obtenir une liaison suffisamment forte pour entraîner le tube de la manière indiquée plus haut.
La structure de support pour l'ensemble des disques tournants comprend une plaque 123 fixée au côté vertical de l'un des supports 18. La plaque comprend une rainure en queue d'aronde 124 s'étendant lon- gitudinalement pour la réception d'une clavette 125 de l'organe de montage 126. La tablette 127 s'étend normalement et est reliée à l'organe de montage 126. TJne rainure en queue d'aronde 128 est pré- vue dans la surface supérieure de l@ tablette 127.
Dans la rainure 128 est montée à ooulissement une patte ou languette 129 d'un or- gane de montage 130 comprenant une base 131 et deux parties termi-
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nales formant des montants espacés, 132 et 133. Dans des ouvertu- res alignées ménages dans la partie supérieure des organes 132 et
133 est monté tournant un arbre 134 comportant, y claveté,un sec- teur denté 135.
Le mouvement de l'ensemble des disques tournants dans une di- reotion parallèle à l'axe de la machine peut s'obtenir à l'aide de la poignée 127b assujettie à une console de montage 128a fixée à l'organe de support 18. La poignée 127b comprend une queue filetée propre à coopérer avec un'évidement fileté 128b situé dans l'orga- ne 126. Une vis de pression 129a prévient le déplacement acciden- tel entre l'organe 126 et l'organe 124 'une fois que la position désirée de l'ensemble de disques tournants a été déterminée.
Un logement 136, en forme de pièce moulée comportant un manchon 138 à travers lequel se projette l'arbre 134 et un corps
137 déporté par rapport au manchon, sert de support pour le méoa- nisme de commande de l'ensemble des disques tournants. Le corps 137 comporte, y monté, une vis sans fin 139, fixée à l'arbre de manoeuvre 140 tourillonné dans le corps, La vis sans fin 139 en- grène avec le secteur denté 135 en permettant de ce fait l'ajuste- ment angulaire du logement 136 autour de l'arbre 134 par la mani- pulation de la poignée 141 fixée à une extrémité de l'arbre de ma- noeuvre 140.
L'action de la vis sans fin 139 et du secteur denté 135 permet aux disques tournants d'être déplacés d'une position montrée figure 2, dans laquelle l'axe de l'arbre de montage des disques est parallèle pratiqueemnt Úà l'axe du tube, dans une position pour laquelle l'axe de l'arbre de montage des disques est légèrement incliné sur l'axe du tube.
On a constaté que les meilleurs résultats sont obtenus lorsque l'ensemble des disques tournants est ajusté de manière que les pinces formées par les disques coïncident avec le pas du ru- ban enroulé.
Dans l'extrémité du corps 137 du logement 136 qui est éloi-
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gnée du manchon 138 est tourillonné l'arbre de montage des disques
119, qui comporte un engrenage 142 claveté sur sa partie centrale ou médiane. L'arbre 119 présente une partie terminale allongée, se projetant au delà du logement 136 et porte un moyeu de support de disques 143. Les disques sont assemblés sur le moyeu avec des éléments d'espacement (non représentés) entre des surfaces coopé- rantes alternes, de manière à former les pinces destinées à rece- voir le ruban ou ailette. L'engrenage 142 est en prise avec une via sans fin 144 clavetée sur un bout d'arbre 145 tourillonné dans la partie centrale ou médiane du logement 136.
Le bout d'arbre 145 est pourvu à son extrémité libre d'un dispositif permettant l'accou- plement par joint universell 16 avec une tige de liaison 147, dont l'extrémité est reliée, par un accouplement universel analogue 146, au bout d'arbre 90. Par suite, on observera que le mouvement des disques 118 seront coordonnés avec le mouvement des rouleaux con- formateurs 61 et 74.
On a constaté que des disques établis comme illustré par la figure 23 et la figure 24 produisent d'excellents résultats; tou- tefois l'arrangement montré fig.6, comprenant la combinaison de disques plats et de disques ayant la configuration montrée par les figures 20-22 peut être utilisé.
Certains facteurs doivent être considérés en déterminant le contour ou profil des faces d'engagement d'ouvrage ou de ruban, 63 et 87 des rouleaux conformateurs 61 et 74 respectivement, en con- formité avec une phase de travail selon l'invention. Comme indiqué plus haut, on a constaté que lorsque le ruban passe entre les rou- leaux conformateurs il se forme une hélice lisse exempte de fron- ces lorsque l'allongement relatif du ruban dans toute sa largeur est effectué par un contact sous pression le long ou en tous points de la largeur du ruban par les surfaces des rouleaux.
La configuration particulière des disques qui peut être utilj sée pour former une combinaison peut être choisie parmi toutes les configurations de disques montrées aux figures 17 à 24 où des dis-
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quessont représentés qui présentent des surfaces planes opposera, des surfaces à dentelure ou cannelure régulière opposées, .et une sur- fac plane et une sur.face à dentelure ou cannelure régulière.
Afin de constituer une buse pour les déterminations qui vont suivre , on considérera pour l'instant une portion ou longueur de ruban équivalente à un tour de l'ailette enroulée en hélice après son assemblage autour du tube. Avant son passage entre les rouleaux conformateurs, la portion considérée présente une épaisseur cons- tante dans toute sa hauteur ou largeur. Une coupe pratiquée dans la hauteur ou largeur du ruban sera de forme rectangulaire. La lon- gueur de la base de la portion considérée sera égale à la circonfé- rence du cercle formé par l'engagement de la base du ruban et de la surface extérieur du tube.
A l'effet de permettre que le sommet ou la section éloignée de la base de la portion considérée puisse former un cercle, toute la portion doit être déformée en déterminant un allongement relatif du ruban dans toute sa largeur ou hauteur. Ceci est obtenu par l'ac- tion des rouleaux sans accroissement notable dans la largeur du ru- ban. Dans cette discussion les termes hauteur et largeur du ruban sont employés s.ynonymement et se rapportent à la dimension habituel- lement dénommée la hauteur de l'ailette après que le ruban a été enroulé en hélice autour du tube pour former l'ailette.
Négligeant le pas de l'hélice formée par l'ailette sur la sur- face du tube, la mesure dont la longueur du bord extérieur de l'ai- lette, d'une quelconque convolution, dépasse la longeur du bord in- terne de l'ailette de la même convolution peut être déterminée en comparant les circonférences des cercles concentriques engendrés pax le,s bords du ruban enroulé.
Par suite si L est considéré comme la circonférence du cercle défini par le bord interne, L2 peut être considéré comme étant la circonférence du cercle défini par le bord externe de l'ailette dans la même convolution. La valeur de L peut être obtenue en multipliant le diamètre externe d du tube par # et la valeur de L2 peut être obtenue en multipliant le diamètre D du cercle formé par le bord
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externe du ruban par Ò Il duit, être entendu que la valeur de D est égale au diamètre d angmenté deux fois la hauteur de l'ai- lette ou ruban.
La surface, dans l'étendue d'une convolution de l'ailette, d'engagement entre le tube et le bord interne de l'ailette, peut être calculée en multipliant Òd par l'épaisseur t de l'ailette à son bord interne. A l'aide de cette donnée, l'épaisseur T de l'ailette au bord externe peut être calculée en divisant la surfa- ce Ò dt par la longueur du bord externe Ò D, le calculétant bas sur l'hypothèse que les surfaces sont égale's. Ainsi une relation est maintenue dans toute la hauteur de l'ailette et l'épaisseur en tout point vertical désiré de celle-ci peut être déterminée.
Ces valeurs sont aisément obtenues en utilisant la formule:
T1=te/D1, dans laquelle: l'ailette; Tl=l'épaisseur en un point donné de la hauteur de Dl= le diamètre de la circonférence engendrée par le point pendant une convolution; t = l'épaisseur de l'ailette à la base ou bord d'engagement de l'ailette avec le tube; et, d = le diamètre du tube, On obtient ainsi une ailette ayant en section droite une configuration déterminée en conformité de la formule donnée plus haut.
Conformément, il est désirable de donner aux fac es d'engagement d'ouvrage des rouleaux une configuration propre à déformer le ruban dans la mesure nécessaire à l'obtention de la configuration désirée en section droite, De plus, la vitesse de surface du ruban doit être maintenue à l'effet d'allonger le ruban de la maniè- re désirée.
Une fois ceci réalisé, on obtient un agencement grâce auquel une section longitudinale donnée de ruban, d'une longueur équivalente à celle nécessaire pour former une convolution de l'ailette enroulée en hélice, telle que déterminée par la circonférence du cercle défini par l'engagement du bord du ruban avec
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le tube, sera allongée différentiellement dans sa hauteur de façon que le bord du. ruban éloigné du bord d'engagement du tube définis- seun cercle concentrique au cercleformé par le bord interne.
Comme indiqué plus haut, l'axe longitudinal du rouleau con- formateur 61 est pratiquement horizontal et l'axe du rouleau con- formateur 74 est normal à l'axe du rouleau 61. On a constaté que l'axe du rouleau 74 devait être écarté de 20 d'une norme vertica- le en direction de l'arrière de la machine.
En se référant plus spécialement à la figure 25, on a mon- tré schématiquement une coupe à travers les rouleaux conformateurs, espacés pour définir une pinced'une forme capable d'amener le ru- ban à la configuration désirée en conformié de la relation épais- seur-hauteur d'ailette donnée plus haut.
En d'autres termes, en utilisant la formule donnée plus haut la forme de surface de chaque rouleau peut être aisément dé- terminée.
Simplement pour la facilité, il est préférable de choisir un rouleau d'une forme conventionnelle, telle notamment que celle montrée figure 26. La courbure est alors 'transférée à l'autre rou- leau. On a constaté que le rapport des vitesses entre les deux rou- leaux était d'environ 3:1. Par suite, connaissant la vitesse de chaque point, x, y sur la surface du rouleau 74, et la vitesse du rouleau 61, la distanceà partir de l'axe central du rouleau 74 jusqu'aux points x' et y' peut être calculée de manière que les vitesses de surface soient égales.
Ainsi, en fait, l'étendue en section droite est maintenue constante bien que la configuration soit légèrement modifiée. La face courbée du rouleau 61 peut être fomme par une série de sur- faces planes se reliant entre elles présentant différents angles d'inclinaison , ou bien elle peut être moulée à la courbure dési- rée comme mentionné plus haut.
Avant que la machine fonctionne, le ruban métallique peut être amené à la main à travers l'ensemble formant
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le guide du ruban et dans la pince définie par les rouleaux Gl et 74. Le réglage convenable de la largeur de la pince peut être effectué par la manipulation de la poignée 45 qui déplace le rou- conformateur de la manière décrite plus haut. Le petit moteur peut être utilisé pour actionner les rouleaux à faible vitesse jusqu' au moment où l'écartement oonvenable a été déterminé. Le gros mo- teur est alors mis en marche pour accroître la vitesse de fon@- tionnement.
Lorsque le ruban émerge de la pince formée par les rou leaux oonformateurs, il prend la forme en hélice dont il a été question plus haut et tend à se boucler vers le haut. Le guide de ruban conformé 112 sert à diriger le ruban bouclé autour du tu- be, ¯dans les pinces formées par les disques où les spires indivi- duelles sont espacées le long du tube et l'ailette en hélice est enroulée autour du tube.
Lorsque le ruban émerge d'entre les rouleaux conforma- teurs, il tend à boucler vers le haut sous forme d'un enroulement en hélice en raison de la déformation communiquée par l'action d'allongement des rouleaux. Le guide de ruban conformé 112 sert à diriger le ruban bouclé autour de la surface du tube pour y for- mer une ailette enroulée en hélice. Outre la forme en hélice, la surfacedu ruban est rendue concave comme résultat de l'action des rouleaux oonformateurs. Par suite l'Inclinaison du ruban ou ailette sur le tube est de l'ordre de celle montrée sur la figure 27 lorsqu'il pénètre dans la pince formée par les deux premiers disques tournants de l'ensemble des disques 117.
Comme indiqué précédemment, les surfaces des disques en vis à vis qui forment les pinces sont de préférence pourvues d'une série de rides ou nervures et de rainures alternées. Les rides ou nervures sont établies de manière qu'en s'étendant radialement vais l'intérieur en direction du centre du disque, elles s'inclinent en direction du centre eu mil ieu de la pinoe. Ainsi, il est évident que'les rides ou nervures en regard convergent en s'étendant radia- lement vers l'intérieur.
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Le but d <. e e 1 1 u ; 1 1 ; ii i i ;,; 1 .1 1 wii l'nt du 11:r'ovoqU(J1: la :îf1'IiJt:Ï Uxt <.,;j,:ir;,1<:.: d'unt série (10 Y L,! l1 <1 < i i i ou o;rnrre:Mrxo.rs/dans lc: laox'-1 1 ex 1 u rn de e 1 ' r.il e .i t é l a rs <vi ' w'L 1 ('nLl'l' dUlllJ la p 1 1 ic 1i3, su tralo.i.:aunt par une partie ondulée adjacente an bord externe. Cette action
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produit une déformation àiixppiù<fiwiliiiré du ruban bien que cette déformation soit limitée au bord externe du ruban ou ailette. On observera que cette! action implique une extension supplémentaire du ruban bien que dans un sens différent de celle qui se produit alors que le ruban était allonge dans les rouleaux conformateurs.
En d'autres termes le métal est déformé hors de son plan par opposition à une déformation se produisant dans'son plan.
Lorsque l'ailette continue à cheminer à travers la pince, les dites dents ou cannelures sont supprimées par l'action de la ride ou nervure suivante, d'autant plus que les rides ou.nervures et les rainures sur les surfaces en vis à vis des disques sont dé- portées de manière qu'une ride ou nervure de la surface d'un dis- que soit opposée à une rainure de la surface de l'autre disque.
Ainsi "l'extension" qui a été créée est dispersée le long du bord de l'ailette lorsque la ride ou nervure tournante "repasse" la surface ondulée.
L'allongement du bord extérieur produit dans le bord opposé une action de "bouclage"qui accroît la liaison de friction pu ac- tion de"serrage" entre le pied du bord d'engagement du tube, de l'ailette, et le tube .
Dans ces conditions, lorsque les disques dans l'ensemble des disques tournants sont ajustés de manière que les pinces coïnci- dent avec le= convolutions individuelles du ruban sur le tube, le mouvement de l'ensemble des disques tournants est transmis au tu- bede façon à déterminer l'avancement et'la rotation du tube.
Une importante de l'invention vise la forma-
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tion d'une ii-1-'ttÉ '1 nt la hauteur peut varier. Une disposition ce cnre pcrmet de recourber le tube sur lui-m6me dans les cstc:nduc comportant, y les ailettes les plus réduites, desorte
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qu'un élément pourvu d r ü j 1 vt !;n ayant unu c on.1?5 , jiJa± 1 o ; '1'1 ,;'':1.> '':1- tin conventionnelle peut Ûl't foriiié. CE-tt ]"'11. 1r.:mlaJ.j tr; '.;It o iJ 1 <# nue en raison, du l'action propre 'les ro,l1eum. ('Jl1fo:r};-'u in ,},.1.. la.quelle la largeur os' hauteur urt-t,i'r4 du 1,1 1 >:-iii u :.1 1 ; ; <> < 1,;i .i. ;.: ;; "i ]. ' :# Î . lonsement longitudinal néoennairu pour donner 1,1 #':3xu;x: 1 . <=n x.<>< >l .;- m ent .
Résumant certaines (1 \.'1 caruc !;'rÜ: l,'il1110H rIe l' Ül'J'.;D , 011, on a constaté que lorsque des J'anlc:aux cont'ormwtun<;v. GSU?>l,:1.:: confo:r'[il'- mt'nt à la présente description sont util 1.:;4:ii ;:ur des ni',t0hinc':! lu 'ty pe considéré, un ruban métulliquH très mince se boucle autour fiu tube de .çon telle que.'l<- mouvement du. tube de la tJ1an:).;l'E: <1.5 ;' ¯.±;e peut être observée lorsque le ruban se boucle autour du tizb'. 'o::-te- fois, lorsque l' ensemble des risques tournants est dispose >1:;
la manière indiquée par rapport à l'axe du tube, il se l--'7'oduit w-. mou- vement o8itif du tube. nn plus du fonctionn'- '&ut 3:.cri-3 plus haut, 'raut. lequel un seul ruban est amené iJ.1.1:± rou1\?au:c conformateurs por È- :;re aB:'--..:Jlé ensuite autour du tube, IJl'.1si'::urf rubans peuvent ê,. - fournis aux rouleaux et appliqu8H f:linul t<L.'1ément au tub!.. - ::08 l'intérêt d'une plus gracie économie . Des ro- ie:ax fous cor.Tn-Iionnels '.t un aét=,¯¯.. -= me propre à former des fendes pEU-:-o.-.t é.gb.lt;!lent être prévu? en com- binaison avec l'appareil illustré.
Il es.% vinible qu'un appüo c2Íl du type défini, établi en confoii .'",1 f1'=s princà j ; l'invention proou- r e,21:: un fonctionnement plus économique par 1:,-, 4 ., -, = =. ,=,i de matière occasionnée, principalt1iilIi::Dt} .!.u.l' la disposition Judicieuse- zt le ré- arx'c::.n':;0ill'",nt du ,étal 1#Jns le ruban lorsqu'il est dcfoi-ulé en vu..=: de procurer la configuration 'I2.d'8e.
Bien que l'on ait décrit llnCJ r,i' . i, 1 1 ; a.l. i on pféré<.- dt ig j 1 in- vention, il doit etr', entendu <pi< eùllti-ci 3. n' y :3; paf! l:i!,Üttr2, nais qu'elle englobe au oonbrLrb 1!.n 2oti1'Sc:GioYr:; l,l, 1;::; variantes. ltuV.1!)IC; 1.LIUiT,3 1.--Un appareil pour c:nz'u,lc:1' t'il h,;ljc un 1'nball ué t. clique autour d'un tube afin d'y f'om,,-x une :ui7¯tfttT. cu,=-iy2mn;crrt 'ho:; nt,yoeii;n
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