"' Machine à percer et cintrer des matériaux" .
La présente invention concerne des dispositifs de perforation et de cintrage des matériaux et plus particulièrement un( machine à percer, façonner et cintrer des éléments métalliques spécialement destinés à former des ailettes de refroidissement
des radiateurs refroidis par air et éléments analogues.
Quoique la machine de l'invention soit décrite en tant
que s'appliquant particulièrement à la fabrication des ailettes
de refroidissement, il doit être bien entendu qu'elle ne doit pas être considérée comme limitée à cette application et peut aussi bien servir à fabriquer des éléments d'une forme de construction semblable, quelles que soient leurs applications ou fonctions finales.
Il est de pratique courante depuis longtemps dans la fabrication des corps de radiateurs refroidis par air de préparer une série d'éléments d'ailettes et de braser, souder ou fixer
de toute autre manière plusieurs de ces éléments en les empilant sur des tubes de passage du fluide de refroidissement intermédiai re de forme sensiblement plate. Les éléments d'ailettes comporten chacun une série de spires. Les parois des ailettes sont percées entre les extrémités des spires de trous permettant à l'air d'y passer. La forme de construction du corps en plusieurs pièces
a pour but de réunir étroitement le sommet de chaque spire à un ou plusieurs tubes de passage du fluide de refroidissement. Les ailettes sont généralement en métal, tel que le cuivre qui possèd. un coefficient élevé de transmission de chaleur. Pendant que le radiateur fonctionne, la chaleur du fluide de refroidissement se transmet directement aux ailettes, qui la rayonnent et la dissipent dans l'air, pendant qu'elle passe entre les spires des ailettes et dans les trous qui y sont percés.
Le problème qui se pose à peu près toujours dans la construction des corps de radiateurs par ce procédé consiste dans l'impossibilité de former des joints étroits et permanents entre les sommets de toutes les spires des ailettes et les tubes de passage du fluide de refroidissement. Il en résulte que le corps du radiateur ne tarde pas à s'endommager, du fait que.les joints se sont relâchés ou se sont rompus sous l'effet des vibrations
de la marche. Dans certains cas où un joint initial efficace fait défaut dans certaines régions, les caractéristiques de transmission de la chaleur totale du corps du radiateur diminuent. Cette situation devient de plus en plus grave au fur et à mesure que les divers joints se fissurent ou se rompent. Il en résulte souvent que la transmission de chaleur est prématurément inefficace par le radiateur et que des dépenses considérables de réparation ou de remplacement sont nécessaires au fur et à mesure que le corps du radiateur s'endommage.
Les conditions précitées sont dues généralement à des différences de hauteur des spires des éléments d'ailettes. Ces variations qui permettent à certains des sommets des spires de venir en contact étroit avec les tubes du fluide de refroidissement, empêchent effectivement ce contact de s'établir avec d'autre sommets. Suivant la différence de hauteur des spires, il arrive souvent que la résistance des joints formés dans ces régions est insuffisante, ou même dans le cas le plus défavorable ces joints sont complètement discontinus.
Les machines de fabrication antérieure sont volumineuses d'une forme de construction et d'un fonctionnement compliqués et ne peuvent fabriquer que des ailettes d'une seule hauteur de spire déterminée. Ainsi qu'il a été dit, elles fabriquent aussi des ailettes de hauteur et de largeur de spires fâcheusement variables
La machine de l'invention fonctionne automatiquement sous la conduite d'un ouvrier non spécialisé et la hauteur et la largeur des ailettes de refroidissement qu'elle fabrique sont aussi constantes.
L'invention se propose en conséquence de fournir une machine à percer et cintrer d'une manière efficace des matériaux en leur faisant prendre la forme de spire ou plissée qu'on désire.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée donnée ci-après d'une forme de réalisation de l'invention avec les dessins cijoints à l'appui sur lesquels :
la figure 1 est une coupe verticale avec arrachements partiels suivant la ligne générale 1-1 de la figure 2 et représentant les principales caractéristiques de l'invention, la figure 2 est une vue en plan de la machine de l'invention, la figure 3 est une élévation d'une dent de matrice de l'invention à plus grande échelle, observée dans la direction de la flèche 3 de la figure 1, la figure 4 est une vue en bout de deux lames qui constituent la matrice à titre d'exemple et dont la lame inférieure est observée le long de la ligne 4-4 de la figure 3, la figure 5 est une vue en plan de la dent de la matrice, observée suivant la ligne 5-5 de la figure 3,
la figure 6 indique schématiquement les commandes directionnelles de la machine de l'invention telle qu'elle est représentée sur la figure 1 et la figure 7 est une vue en perspective d'un élément d'ailette de refroidissement fabriqué à titre d'exemple par la machine de l'invention.
En bref, le dispositif de perforation et de cintrage
de matière de la machine de l'invention comporte d'une manière générale deux matrices montées d'une manière appropriée et pouvant être réglées l'une par rapport à l'autre et coopérant entre elles de façon à percer des trous dans la matière et à lui faire subir une série de flexions initiales. Un dispositif de serrage des spires, comportant de préférence une roue à aubes et un dispositif de retenue, fait alors avancer le métal perforé et cintré au préalable dans des éléments de guidage, en comprimant ainsi les spires à la largeur qu'on désire. Un couteau, combiné directement avec la machine précitée ou fonctionnant indépendamment, détache ensuite l'élément sous forme finale de spires en portions de longueurs déterminées qu'on désire.
Sous forme plus détaillée, la machine est désignée d'une manière générale par 10. Une bande de matière telle qu'une feuille de cuivre 11 avance dans la machine. Celle-ci comporte un socle
12 sur lequel sont montés ses autres éléments principaux. Le socle
12 est généralement monté d'une manière appropriée sur une plate-forme de travail qui ne fait pas partie de l'invention et n'est pas représentée.
Le socle 12 comporte deux montants latéraux 14 et 16 dans lesquels sont formées des échancrures 18. Une plaque de recouvrement 20 est disposée entre les montants 14 et 16 et y est fixée par des vis 22, de façon à renfermer ou limiter de toute
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puisse choisir d'autres dispositifs de guidage, les échancrures
18 contiennent des éléments en forme de coulisseaux ou clavettes
24 qui en partent de façon à loger et guider des rainures de clavette 26 de chaque coté de deux plaques réglables de support 28 recevant un mouvement vertical commandé dans les échancrures 18. Un arbre 30 est monté d'une manière appropriée dans les plaques
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vertical avec ces plaques de support. L'arbre 30 est claveté ou fixé de toute autre manière sur un élément de matrice 32, de forme étoilée et tournant avec lui. La matrice comporte par exemple douze pointes 34 se dirigeant radialement à partir de sa périphérie. Les caractéristiques spéciales de cette matrice sont décrites
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La matrice 32 est poussée normalement de haut en bas par des ressorts de compression 36 réglés par des vis 38 qui se vissent à travers les faces opposées de la plaque de recouvrement
20 et viennent en contact avec une plaque intermédiaire 40 qui contient des rainures de clavettes 42 qui coulissent aussi audessus des clavettes 24. Des éléments de retenue de ressorts tels que des tétons 44, disposés sur la plaque intermédiaire 40 et sur
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leur position. Le mouvement de haut en bas des plaques de support est limité par leur contact avec la partie inférieure 46 des échancrures 18.
<EMI ID=5.1> tants 14 et 16 du socle. Son axe de rotation b est situé directe. ment au-dessous de l'axe a et lui est parallèle. L'arbre 42 est claveté ou fixé de toute autre manière sur une seconde matrice de forme étoilée 50 qu'il supporte à rotation et dont la forme de construction est sensiblement identique à celle de la matrice 32, avec les dents de laquelle ses pointes ou dents engrènent alternativement.
Les pointes 34 de chacune des matrices étoilées, plus
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de la figure 3. Les éléments de coupe 52 comportent eux-mêmes plusieurs portions, telles que deux éléments en forme de lame,
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sens inverses et une portion d'écartement intermédiaire 56 d'épaisseur appropriée. Des éléments d'écartement 56, en nombre ou d'épaisseur quelconque appropriés, peuvent être fixés sur les extrémités des lames, de façon à compléter l'ensemble de la matrice.
Les figures 3 à 5 représentent une forme de réalisation
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en particulier pour perforer des bandes métalliques et y former des persiennes de passage de l'air très efficaces.
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rection de leur inclinaison par rapport à l'élément d'écartement
56) chacune deux bords 60 et 62 convergeant vers un sommet arrondj
64. Le bord 60 est délimité entre une surface 66, normalement recouverte par un élément d'écartement 56 et une surface entaillée
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phérie d'une portion courbe 72 de lame venant en saillie sur le bord 62. La légère courbure de l'arête 70 permet à une pointe de pénétrer d'une manière efficace dans la bande 11 en n'exerçant qu'un effort peu important pendant que la machine fonctionne. Le profil de la surface de la portion de lame 72 a aussi pour effet de faire prendre au métal adjacent à la perfection une forme fina le correspondant à celle d'une persienne pendant que la bande 11 passe entre les matrices 32 et 50.
Un dispositif de guidage 74, monté sur une extrémité du socle adjacente aux matrices 32 et 50, sert à diriger la bande à façonner entre les matrices à plat et en ligne droite. Il comport un récepteur 76 fixé sur les parois latérales 14 et 16 et dans lequel une rainure loge une plaque de guidage 78 également rainur sur toute sa longueur. La plaque de guidage rainurée 78 peut être échangée avec des plaques semblables dont la largeur et la profondeur des rainures 80 sont différentes pour y faire passer des bandes métalliques de dimensions différentes correspondantes. Les dimensions extérieures de toutes les plaques interchangeables sont les mêmes pour leur permettre de se loger plus facilement dans le récepteur rainuré 76. La portion de sortie de la plaque
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entre les pointes des éléments de matrice 32 et 50. Une butée appropriée quelconque règle la position finale du dispositif de guidage rainuré 78.
Une rigole, ou chemin d'avancement 82, pouvant être formé en partie par le socle 12, est disposé par son extrémité d'entrée 84 au voisinage immédiat de l'extrémité de sortie des matrices, de façon à recevoir et faire avancer la bande 11 sortant des matrices. Un élément de guidage ou de retenue 86 est disposé dans le sens longitudinal et dans la partie supérieure de la rigole 82 pour empêcher la bande ayant reçu sa forme de sortir en
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facilite le réglage dans le sens vertical du dispositif de guidage 86 pour y recevoir des spires de hauteurs diverses.
Quoiqu'on puisse choisir toute autre forme de construction et de réglage du dispositif de guidage, on a obtenu des résultats satisfaisants en construisant le dispositif de guidage
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sur un élément vertical 94 du socle 12 à une de ses extrémités. 1 plaque 96 s'applique normalement contre les barres 90 et en règlE
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région de compression des spires décrite plus loin et n'est parfois disposé que dans cette région. Mais on peut aussi poser parfois des guides séparés dans, les diverses régions où les surfaces supérieures des ondulations seraient autrement découvertes.
Les spires de la bande perforée et ayant reçu sa forme partielle sont serrées ou comprimées au moyen d'une roue à aubes
100 dont l'arbre 102 est monté sur le socle 12, de façon à tourner en synchronisme avec le mouvement de rotation des matrices. Le nombre des aubes 104 de la roue 100 est égal à celui des pointes des matrices 32 et 50. Lorsque les aubes 104 se dirigent verticalement de haut en bas, perpendiculairement au fond de la rigole 82, leurs pointes sont à une distance du fond de la rigole plus grande que l'épaisseur de la bande, en permettant à la bande de passer entre les pointes des aubes et le fond de la rigole. De; encoches 106 sont formées dans les aubes 104 pour empêcher les aubes de venir en contact avec les barres 90, sauf lorsqu'elles sont en position d'extension totale de la manière représentée.
La roue à aubes fonctionne en combinaison avec un élément de retenue de,façon à serrer les spires. La forme de réalisation représentée comporte un élément de frottement formé par deux rouleaux 108 et 110 montés à rotation sur le socle 12 par deux arbres respectifs 112 et 114. Les surfaces extérieures au moins et, de préférence, la portion principale de ces rouleaux, comportent une matière de frottement, de préférence de consistance élastique, par exemple en caoutchouc-mousse. L'extrémité supérieure du rouleau inférieur 110 passe dans un trou 116 de la partie inférieure de la rigole 82 et vient en contact avec les sommets inférieurs des spires de la bande en train de se former sans déformer les spires fâcheusement.
Le rouleau supérieur 108 peut être réglé d'une manière
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appropriés s'opposant au mouvement de rotation des rouleaux 106 et 110 consistent par exemple en des ressorts 120 montés sur l'ex trémité du socle 12 et réglables dans le sens vertical. On règle ces ressorts ou leurs éléments équivalents de façon à opposer
en permanence une résistance déterminée au mouvement de rotation
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la position verticale des rouleaux, et à s'opposer au passage entre les rouleaux de la bande sous forme de spires. La roue à aubes 100 a pour effet de pousser la bande en spires non serrées
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et la résistance opposée par ces rouleaux au passage de la bande a pour effet de serrer ou tasser les spires. La résistance opposé*
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régler le tassement de ces spires et le serrage final subi par leurs plis. L'élasticité résiduelle de chacune des spires passant entre les rouleaux de retenue détermine la fréquence des spires puisqu'elles peuvent s'étendre et reprendre leur nouvelle forme sous l'effet de l'élasticité résiduelle du métal de la bande. L'élasticité résiduelle et la fréquence finale des spires de la bande peuvent donc être réglées avec précision en augmentant ou
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et 110 en réglant les ressorts 120.
Un plateau 122 reçoit la bande en forme de spires sortant de l'intervalle entre les rouleaux.
Un moteur approprié 124 commande par l'intermédiaire d'une poulie 128 une courroie 126 qui, elle-même, entraine une transmission dentée ordinaire, non représentée, logée dans un carter 130 et faisant tourner la matrice 32 à une vitesse déterminée. L'arbre 30 (figures 2 et 6) qui fait tourner la matrice
32, supporte aussi et fait tourner une roue 134. Celle-ci engrèn< avec une roue semblable 136 calée sur l'arbre 128 et faisant tourner la matrice 50 dans le sens des aiguilles d'une montre
(figure 1). Un pignon fou 135 engrène avec la roue 136 et une roi semblable 140 calée sur l'arbre 102 de façon à faire tourner la roue à aubes 100 dans la même direction et à la même vitesse que la matrice 32.
On choisit normalement les métériaux à utiliser avant de commencer les opérations. On monte la plaque de guidage rainu-
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le récepteur 76 pour avoir la certitude que la bande 11 arrive dans les matrices à plat et dans une direction appropriée. On règle aussi à la main la vis 38 pour faire pénétrer à la profondeur qu'on désire les pointes des, matrices dans la bande 11 et faire prendre à ses spires la hauteur voulue. Il est parfois nécessaire d'effectuer un nouveau réglage après un essai initial, pour faire pénétrer des pointes dans des métaux dont l'épaisseur, la largeur ou la dureté diffèrent de celles des métaux antérieurs. Dès que la profondeur de pénétration a été déterminée, la hauteur des spires des divers métaux est réglée avec une très grande précision. Les spires sont sensiblement identiques entre elles.
En faisant démarrer le moteur 124, on met la machine en train en faisant tourner les matrices 32 et 35 et la roue à aubes
100 dans les directions indiquées par l'intermédiaire des poulies. courroies, arbres et roues dentées, précités. On pose la bande 11 à la main dans une position entre les matrices étoilées 32 et 50 jusqu'à ce que les pointes en prise 34 des matrices viennent en contact avec elle pour l'entraîner. Pendant que la bande avance entre les surfaces des matrices, elle vient en contact entre les arêtes de coupe adjacentes 70 des portions de lames en saillie
72 des matrices opposées qui se déplacent l'une par rapport à l'autre à la manière de lames de ciseaux. La bande 11 est coupée sur la longueur des arêtes 70 et le métal adjacent à la portion coupée se bombe en sens inverse, de façon à prendre la forme des portions de lames en saillie 72.
Pendant que le métal passe sur les matrices il se cintre sur les sommets des pointes des matrices, à peu près comme l'indique la figure 1, et la bande 11 qui en sort se compose d'une série continue de spires ouvertes.
La profondeur de pénétration entre les pointes étoilées des matrices respectives est fonction de l'effort dirigé de haut en bas par la matrice supérieure 32 et qui est réglé par les ressorts 36 et de la résistance de la bande 11. On peut faire varier à volonté la profondeur de pénétration et par suite la hauteur finale des spires en réglant simplement à la main la vis
38. L'amplitude du réglage est évidemment limitée par la longueur de coupe de la persienne puisque cette coupe doit se terminer à peu de distance des portions courbées adjacentes de la bande. Cette possibilité de réglage contribue à augmenter la souplesse de fonctionnement de la machine de l'invention en permettant de fabriquer des ailettes d'échangeurs de chaleur de diverses dimensions au moyen d'une seule machine.
Puis on fait avancer la bande 11 perforée, en forme de persienne et à spires ouvertes, dans la rigole 82 au moyen des aubes respectives 104 de la roue à aubes 100. Les spires sont serrées, puisqu'elles sont poussées entre les rouleaux de retenue
108 et 110 de la manière décrite ci-dessus et sortent sur le plateau récepteur 122.
Un couteau approprié, ne faisant pas partie de l'invention, les coupe ensuite en portions de longueurs déterminées.
Un élément d'ailette d'échangeur de chaleur finalement obtenu par la machine de l'invention est représenté à titre d' exemple, (figure 7). L'élément 150 comporte une série de spires
152 comportant plusieurs persiennes 154 redirigeant le courant d'air à travers chacun de ses côtés. Les persiennes 154 comporten des portions bombées en sens inverse, immédiatement adjacentes aux diverses portions de coupe, et dont la forme est la même que celle des portions de lames 72 des matrices en prise.
Bien entendu, l'invention ne doit pas être considérée comme limitée à la forme de construction représentée et décrite, qui n'a été choisie qu'à titre d'exemple.