EP0533574A1 - Method of punching an opening in a tubular wall and tubular wall thus obtained - Google Patents

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EP0533574A1 EP19920402555 EP92402555A EP0533574A1 EP 0533574 A1 EP0533574 A1 EP 0533574A1 EP 19920402555 EP19920402555 EP 19920402555 EP 92402555 A EP92402555 A EP 92402555A EP 0533574 A1 EP0533574 A1 EP 0533574A1
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Abstract

In order to produce an opening (6) passing right through a tubular wall (1) of a fluid box of a heat exchanger, a punch (2) is used having a cylindrical external surface (3) terminating in a cutting edge (4), the punch being moved in the direction (F) of the generatrices of its cylindrical surface in relation to the tubular wall so that the cutting edge comes into contact with the latter via the outside and passes through its thickness, thereby forming the opening. According to the invention, this cylindrical surface is connected, opposite the cutting edge, on at least part of its perimeter, to a surface portion (8) of the punch, this portion being inclined outwards from the cylindrical surface, and, at the end of the working stroke of the punch, the inclined surface portion deforms the tubular wall so as to flare the opening. The flaring of the opening permits alignment and easy insertion of the end of a tube into the opening. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne la fabrication des parois tubulaires de boîtes à fluide d'échangeurs de chaleur, et notamment de celles utilisées dans les condenseurs des installations de climatisation de véhicules automobiles. The invention relates to the manufacture of tubular walls of fluid heat exchangers boxes, including those used in condensers in motor vehicle air conditioning systems. Plus particulièrement, l'invention concerne la réalisation dans une paroi tubulaire des ouvertures traversantes destinées à recevoir les extrémités des tubes de circulation de fluide de l'échangeur de chaleur. More particularly, the invention relates to the production in a tubular wall of the through openings for receiving the ends of the fluid from the heat exchanger circulation tubes.
  • Un procédé connu pour réaliser une telle ouverture traversante utilise un poinçon présentant une surface extérieure cylindrique terminée par une arête coupante, le poinçon étant déplacé dans la direction des génératrices de sa surface cylindrique par rapport à la paroi tubulaire de façon que l'arête coupante vienne en contact avec celle-ci par l'extérieur et traverse son épaisseur en formant l'ouverture, la surface périphérique de cette dernière étant entièrement en contact, à la fin de la course du poinçon, avec la surface cylindrique de celui-ci. A known method for producing such a through-opening using a punch having a cylindrical outer surface terminating in a cutting edge, the punch being displaced in the direction of the generatrices of the cylindrical surface with respect to the tubular wall so that the cutting edge comes in contact therewith from the outside and passes through its thickness in forming the opening, the peripheral surface thereof being in full contact at the end of the stroke of the punch, with the cylindrical surface thereof.
  • Ce procédé conduit à une ouverture traversante dont la surface périphérique est cylindrique et se raccorde à la face externe de la paroi tubulaire, dans ses parties les plus éloignées du plan axial de la paroi tubulaire parallèle aux génératrices de la surface cylindrique du poinçon, selon un angle aigu. This process leads to a through opening whose peripheral surface is cylindrical and is connected to the outer face of the tubular wall in its outermost parts of the axial plane of the parallel tubular wall to the generatrices of the cylindrical surface of the punch, according to a acute angle. Cet angle de raccordement aigu définit une arête coupante qui, lors de l'insertion de l'extrémité du tube dans l'ouverture, arrachera un copeau sur celui-ci s'il n'est pas parfaitement aligné avec l'ouverture, ce risque étant d'autant plus grand que le nombre de tubes à mettre en place simultanément est plus élevé. This acute angle of contact defines a cutting edge which, upon insertion of the tube end into the opening, a tear chip thereon if it is not perfectly aligned with the opening, this risk is even greater than the number of tubes to implement simultaneously is higher.
  • Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. The purpose of the invention is to overcome this disadvantage.
  • Selon l'invention, dans un procédé tel que défini ci-dessus, ladite surface cylindrique se raccorde, à l'opposé de l'arête coupante, sur une partie au moins de son périmètre, à une portion de surface du poinçon inclinée vers l'extérieur à partir de la surface cylindrique, et, à la fin de la course de travail du poinçon, la portion de surface inclinée vient déformer la paroi tubulaire de façon à évaser l'ouverture. According to the invention, in a method as defined above, said cylindrical surface is joined, the opposite of the cutting edge over a portion at least of its perimeter, to a punch surface portion tilted towards the outside from the cylindrical surface, and, at the end of the working stroke of the punch, the inclined surface portion deforms the tubular wall so as to flare the opening. Cet évasement de l'ouverture assure un centrage de l'extrémité du tube et son introduction facile et sans détérioration dans l'ouverture. This widening of the opening ensures centering the pipe end and easy introduction and without damage in the opening.
  • De préférence, dans la position de fin de course du poinçon, la portion de surface inclinée est en contact avec une portion évasée de la surface périphérique de l'ouverture adjacente à la surface externe de la paroi tubulaire, tandis que la surface cylindrique du poinçon, dans ladite partie de son périmètre, est en contact avec une portion cylindrique de la surface périphérique de l'ouverture adjacente à la surface interne de la paroi tubulaire. Preferably, in the end position of the punch stroke, the inclined surface portion is in contact with a flared portion of the peripheral surface of the aperture adjacent the outer surface of the tubular wall, while the cylindrical surface of the punch in said part of its perimeter, is in contact with a cylindrical portion of the peripheral surface of the opening adjacent to the inner surface of the tubular wall. Ainsi, le tube est d'abord centré par la portion extérieure évasée de la surface de l'ouverture, puis guidé avec un jeu minimal par la portion cylindrique intérieure de cette surface. Thus, the tube is first centered by the outer portion of the flared surface of the opening and guided with minimal clearance with the inner cylindrical portion of this surface.
  • Dans le cas où l'ouverture et la section transversale de la surface cylindrique du poinçon sont allongées dans la direction circonférentielle de la paroi tubulaire, deux portions de surfaces inclinées sont avantageusement prévues, adjacentes respectivement aux deux extrémités de la section transversale de la surface cylindrique. In the case where the opening and the cross section of the cylindrical surface of the punch are elongated in the circumferential direction of the tubular wall, two portions of inclined surfaces are advantageously provided, respectively adjacent to the two ends of the transverse section of the cylindrical surface . C'est en effet au niveau de ces deux extrémités que l'angle de raccordement de la surface cylindrique de l'ouverture, en l'absence d'évasement, et de la face externe de la paroi tubulaire serait le plus aigu. It is indeed at both ends as the connection angle of the cylindrical surface of the opening, in the absence of flare, and the outer face of the tube wall would be most acute. De plus, le centrage du tube aux deux extrémités de sa section transversale allongée suffit pour assurer son positionnement complet. In addition, the centering of the tube at both ends of the elongate cross-section sufficient to ensure complete positioning.
  • L'invention vise également une paroi tubulaire pour boîte à fluide d'échangeur de chaleur telle qu'on peut l'obtenir par le procédé défini ci-dessus, comportant des ouvertures traversantes allongées dans sa direction circonférentielle et dont la surface périphérique présente, dans les régions d'extrémités des ouvertures, une portion évasée vers l'extérieur et s'étendant à partir de la face externe de la paroi tubulaire sur une fraction au moins de l'épaisseur de celle-ci. The invention also relates to a tubular wall box fluid heat exchanger such as can be obtained by the method defined above, comprising elongated through openings in its circumferential direction, and having a peripheral surface, the end regions of the apertures, a flared portion outwardly extending from the outer face of the tubular wall over a fraction at least of the thickness thereof.
  • Dans le cas où la portion évasée ne s'étend que sur une fraction de l'épaisseur de la paroi, elle peut se raccorder, dans lesdites régions d'extrémités, à une portion de surface cylindrique s'étendant sur la fraction restante et par conséquent adjacente à la face interne de la paroi tubulaire. In the case where the flared portion extends only over a fraction of the thickness of the wall, it can be connected, in said end regions, a cylindrical surface portion extending over the remaining fraction and therefore adjacent to the inner face of the tubular wall.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-après d'un exemple de réalisation, et des dessins annexés dans lesquels : Other features and advantages of the invention will become apparent from the detailed description given below of an embodiment and the attached drawings in which:
    • la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une paroi tubulaire de boîte à fluide montrant deux phases successives du procédé selon l'invention; Figure 1 is an axial sectional view of a tubular wall of fluid chamber showing two successive phases of the method according to the invention;
    • la figure 2 est une vue partielle de côté dans la seconde de ces phases, la paroi tubulaire étant repésentée en coupe axiale; Figure 2 is a partial side view in the second of these phases, the tubular wall being repésentée in axial section; et and
    • la figure 3 est une vue partielle en élévation de cette même paroi tubulaire montrant un tube de circulation introduit dans l'ouverture terminée. Figure 3 is a partial elevational view of the same tubular wall showing a flow tube inserted into the opening closed.
  • La figure 1 montre la réalisation d'une ouverture traversante dans la paroi tubulaire 1 d'une boîte à fluide d'échangeur de chaleur au moyen d'un poinçon 2 présentant une surface extérieure cylindrique 3 se raccordant à une extrémité à une partie rétrécie 4 définissant une arête coupante. Figure 1 shows the embodiment with a through opening in the tubular wall 1 of a fluid heat exchanger box by means of a punch 2 having a cylindrical outer surface 3 being connected at one end to a narrowed portion 4 defining a cutting edge. Le poinçon est déplacé par rapport à la paroi 1 dans le sens de la flèche F, parallèlement aux génératrices de la surface cylindrique 3. Dans la moitié gauche de la figure 1, l'arête 4 a essentiellement traversé l'épaisseur de la paroi 1 et formé une ouverture 5 dont la surface périphérique 6, dans sa région adjacente à la face externe 7 de la paroi 1, est cylindrique et en contact avec la surface extérieure cylindrique 3 du poinçon. The punch is moved relative to the wall 1 in the direction of the arrow F, parallel to the generatrices of the cylindrical surface 3. In the left half of Figure 1, the edge 4 has essentially through the thickness of the wall 1 and formed an opening 5, the peripheral surface 6, in its region adjacent to the outer face 7 of the wall 1, is cylindrical and in contact with the outer cylindrical surface 3 of the punch. Cette surface cylindrique 6 se raccorde à la face 7, dans les régions les plus éloignées du plan axial P de la paroi 1 parallèle à la flèche F, selon un angle aigu de faible valeur. This cylindrical surface 6 connects to the face 7, the remotest regions of the axial plane P of the wall 1 parallel to the arrow F, at an acute angle of smaller value. Si le mouvement d'avance du poinçon était arrêté à ce stade, comme c'est le cas dans le procédé connu, l'arête définie par cet angle aigu risquerait de détériorer le tube qui sera ultérieurement présenté pour pénétrer dans l'ouverture, et même d'empêcher son introduction. If the forward movement of the punch was stopped at this stage, as is the case in the known method, the edge defined by the acute angle could damage the tube which will subsequently be presented to enter into the opening, and even prevent its introduction.
  • Selon l'invention, la surface cylindrique 3 du poinçon 2 se raccorde, à l'opposé de l'arête 4, à une portion de surface 8 inclinée vers l'extérieur à partir de la surface cylindrique 3. A la fin de la course de travail du poinçon, comme montré dans la moitié droite de la figure 1, cette portion de surface inclinée 8 vient déformer la paroi tubulaire de façon à évaser l'ouverture, qui est allongée dans la direction circonférentielle de la paroi tubulaire, au voisinage de ses deux extrémités. According to the invention, the cylindrical surface 3 of the die 2 is connected, opposite to the edge 4 at a surface portion 8 inclined outwardly from the cylindrical surface 3. At the end of the race working of the punch, as shown in the right half of Figure 1, this inclined surface portion 8 deforms the tubular wall so as to flare the opening which is elongated in the circumferential direction of the tubular wall, in the vicinity of both ends. La portion de surface inclinée 8 est alors en contact avec des portions évasées 6a de la surface périphérique de l'ouverture adjacentes à la face externe 7 de la paroi tubulaire, tandis que la surface cylindrique 3 du poinçon est en contact avec des portions cylindriques 6b de la surface périphérique de l'ouverture, également au voisinage des extrémités de celle-ci, adjacentes à la surface interne 9 de la paroi 1. En revanche, comme montré à la figure 2, dans la région du plan P, où la pénétration de l'arête 4 du poinçon forme dans la paroi 1 une dépression 10 dans laquelle la face externe 7 est inclinée par rapport à l'axe longitudinal 11 de la paroi tubulaire, seule la surface cylindrique 3 vient en contact avec la surface périphérique de l'ouverture 5, définissant pour celle-ci deux portions de surface 6c qui s'étendent dans des plans perpendiculaires à l'axe de la paroi tubulaire 1, sur toute l'épaisseur de celle-ci. The inclined surface portion 8 is then in contact with flared portions 6a of the peripheral surface of the opening adjacent to the outer surface 7 of the tubular wall, while the cylindrical surface of the punch 3 is in contact with the cylindrical portions 6b the peripheral surface of the opening, also close to the ends thereof adjacent the inner surface 9 of the wall 1. however, as shown in Figure 2, in the region of the plane P, where the penetration the edge 4 of the punch-out in the wall 1 a depression 10 in which the outer face 7 is inclined relative to the longitudinal axis 11 of the tubular wall, only the cylindrical surface 3 contacts the peripheral surface of the opening 5, defining for the latter two surface portions 6c that extend in planes perpendicular to the axis of the tubular wall 1, the entire thickness thereof. Ces portions de surface 6c se raccordent à la face externe 7 selon un angle obtus, de sorte que le centrage du tube dans la direction de l'axe 11 est assuré. These surface portions 6c are connected to the outer face 7 at an obtuse angle, so that the centering of the tube in the direction of the axis 11 is provided. Il n'est donc pas utile que la portion de surface inclinée 8 du poinçon s'étende sur tout le périmètre de celui-ci. It is therefore not necessary that the inclined surface portion 8 of the punch extends around the entire perimeter thereof. Elle est donc limitée à deux portions séparées dans les régions les plus éloignées du plan P. It is limited to two portions separated in the most remote areas of the plane P.
  • Les portions de surface évasées 6a, dont l'étendue est limitée aussi bien dans la direction de l'épaisseur de la paroi 1, comme montré à la figure 1, que dans la direction circonférentielle de l'ouverture 5, comme montré aux figures 2 et 3, assurent un centrage de l'extrémité du tube 12 dans la direction perpendiculaire au plan P et une introduction facile de celle-ci dans l'ouverture, les portions de surface cylindriques 6b et 6c maintenant avec précision le positionnement final du tube. The flared surface portions 6a, whose extent is limited both in the thickness direction of the wall 1, as shown in Figure 1, that in the circumferential direction of the opening 5, as shown in Figures 2 and 3, provide a centering of the end of the tube 12 in the direction perpendicular to the plane P and an easy introduction thereof into the opening, the cylindrical surface portions 6b and 6c now precisely the final positioning of the tube.

Claims (5)

  1. Procédé de réalisation d'une ouverture traversante (6) dans une paroi tubulaire (1) de boîte à fluide d'un échangeur de chaleur au moyen d'un poinçon (2) présentant une surface extérieure cylindrique (3) terminée par une arête coupante (4), le poinçon étant déplacé dans la direction (F) des génératrices de sa surface cylindrique par rapport à la paroi tubulaire de façon que l'arête coupante vienne en contact avec celle-ci par l'extérieur et traverse son épaisseur en formant l'ouverture, caractérisé en ce que ladite surface cylindrique se raccorde, à l'opposé de l'arête coupante, sur une partie au moins de son périmètre, à une portion de surface (8) du poinçon inclinée vers l'extérieur à partir de la surface cylindrique, et en ce que, à la fin de la course de travail du poinçon, la portion de surface inclinée vient déformer la paroi tubulaire de façon à évaser l'ouverture. A method of making a through opening (6) in a tubular wall (1) fluid header of a heat exchanger by means of a punch (2) having a cylindrical outer surface (3) terminating in a cutting edge (4), the punch being displaced in the direction (F) of the generatrices of the cylindrical surface with respect to the tubular wall so that the cutting edge comes into contact therewith from the outside and passes through its thickness to form the opening, characterized in that said cylindrical surface is joined, the opposite of the cutting edge over a portion at least of its perimeter, to a surface portion (8) outwardly inclined punch from of the cylindrical surface, and in that, at the end of the working stroke of the punch, the inclined surface portion deforms the tubular wall so as to flare the opening.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la position de fin de course du poinçon, la portion de surface inclinée est en contact avec une portion évasée (6a) de la surface périphérique de l'ouverture adjacente à la face externe (7) de la paroi tubulaire, tandis que la surface cylindrique du poinçon, dans ladite partie de son périmètre, est au contact avec une portion cylindrique (6b) de la surface périphérique de l'ouverture adjacente à la face interne (9) de la paroi tubulaire. A method according to claim 1, characterized in that, in the end position of the punch stroke, the inclined surface portion is in contact with a flared portion (6a) of the peripheral surface of the aperture adjacent the outer side ( 7) of the tubular wall, while the cylindrical surface of the punch in said portion of its perimeter, is in contact with a cylindrical portion (6b) of the peripheral surface of the opening adjacent to the inner face (9) of the tubular wall.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ouverture et la section transversale de la surface cylindrique du poinçon sont allongées dans la direction circonférentielle de la paroi tubulaire, et que deux portions de surface inclinées (8) sont prévues, adjacentes respectivement aux deux extrémités de la section transversale de la surface cylindrique. Method according to one of Claims 1 and 2, characterized in that the opening and the cross section of the cylindrical surface of the punch are elongated in the circumferential direction of the tubular wall, and that two inclined surface portions (8) are provided, respectively adjacent to the two ends of the cross section of the cylindrical surface.
  4. Paroi tubulaire (1) pour boîte à fluide d'échangeur de chaleur telle qu'on peut l'obtenir par le procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant des ouvertures traversantes allongées dans sa direction circonférentielle et dont la surface périphérique présente, dans les régions d'extrémités des ouvertures, une portion (6a) évasée vers l'extérieur et s'étendant à partir de la face externe (7) de la paroi tubulaire sur une fraction au moins de l'épaisseur de celle-ci. tubular wall (1) for a heat exchanger fluid box such as can be obtained by the method according to one of the preceding claims, having elongated through openings in its circumferential direction, and having a peripheral surface, the end regions of the apertures, a portion (6a) and flared outwardly extending from the outer face (7) of the tubular wall over a fraction at least of the thickness thereof.
  5. Paroi selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite portion (6a) évasée se raccorde, dans lesdites régions d'extrémités, à une portion de surface cylindrique (6b) s'étendant sur la fraction restante de l'épaisseur de la paroi. Wall according to claim 4, characterized in that said portion (6a) is connected flared in said end regions, a cylindrical surface portion (6b) extending over the remaining fraction of the thickness of the wall.
EP19920402555 1991-09-19 1992-09-17 Method of punching an opening in a tubular wall and tubular wall thus obtained Revoked EP0533574B1 (en)

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DE (2) DE69200822D1 (en)
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