FR2982514A1 - Procede et dispositif de decoupe d'un tube et procede de fabrication d'un echangeur de chaleur utilisant un tel tube. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de découpe d'un tube (2), notamment pour échangeur de chaleur, ledit tube (2) comprenant deux parois longitudinales (22, 23) opposées et sensiblement planes. Selon l'invention, on déplace au moins une lame, dite première lame (61'), vers une autre lame, dite deuxième lame (61"), les deux lames étant situées de part et d'autre des parois longitudinales (22, 23) du tube (2) et dans un même plan, dit plan de coupe, de sorte que l'on découpe le tube (2). L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.

Description

Procédé et dispositif de découpe d'un tube et procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur utilisant un tel tube. L'invention concerne un procédé de découpe d'un tube, notamment pour échangeur de chaleur, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne également un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur utilisant un tel tube. Il s'agira en particulier d'échangeurs de chaleurs pour véhicule automobile, comme par exemple des condenseurs.

Dans ce domaine, il est connu des tubes formés à partir d'un feuillard métallique plié sur lui-même de façon à définir un volume interne du tube. Le tube comprend deux parois longitudinales sensiblement planes et opposées par rapport au volume interne du tube et deux parois latérales raccordant entres elles les parois longitudinales. Afin d'améliorer l'efficacité thermique du tube et la résistance mécanique, c'est-à-dire sa tenue en pression, il est possible de prévoir un perturbateur ondulé à l'intérieur du volume interne. Le feuillard ainsi que le perturbateur sont mis en forme par profilage, le perturbateur pouvant être inséré en continu alors que le feuillard est encore partiellement ouvert. Les tubes sont formés en continu. Lorsque le tube est formé, il y a donc lieu de le couper à une longueur souhaitée. Une première difficulté vient de la nécessité de faire l'opération de coupe sans arrêter le produit. Une seconde difficulté vient de la rigidité du produit à couper.

Il existe pour le découpage des tubes un système dit de « coupe à la volée », constitué d'un ensemble comportant une lame montée sur un chariot suiveur. Le chariot suiveur est animé d'un mouvement rectiligne dans la même direction que l'avance du tube en cours de fabrication. La vitesse de ce chariot doit ainsi être égale à la vitesse du produit pendant le temps de travail effectif de la lame. La lame est animée d'un mouvement, dit de coupe transversale, effectué dans un plan perpendiculaire à la direction du tube et selon une direction parallèle à la largeur. 2 9 82 5 14 2 Dans le cas d'un tube plié comportant un perturbateur, la coupe transversale engendre des déformations beaucoup trop importantes du perturbateur. Cette coupe transversale engendre également un copeau de matière du tube équivalent à l'épaisseur de la lame. Ce copeau peut être complètement arraché ou rester 5 partiellement sur le tube ce qui entraînera un défaut de qualité du tube. Afin de maintenir le tube pendant l'opération de coupe, il est en outre nécessaire de le brider dans une matrice montée sur le chariot suiveur. La matrice maintient alors le tube pendant l'opération de coupe et comprend une fente qui doit 10 être ajustée parfaitement pour permettre le passage de la lame afin de couper le tube. Le chariot suiveur doit ainsi avoir exactement la même vitesse que celle du tube. Ceci entraîne une complexité du mécanisme d'entraînement de la lame, du chariot suiveur et de la matrice ainsi qu'une diminution des cadences due au temps nécessaire à la matrice pour brider et lâcher le tube. 15 Il est connu par ailleurs du document JP20021514009 un procédé de découpe de tubes selon lequel un couteau rotatif effectue un mouvement circulaire pour couper les tubes suivant leur hauteur. 20 L'invention vise à améliorer la situation. L'invention propose ainsi un procédé de découpe d'un tube, notamment pour échangeur de chaleur, ledit tube comprenant deux parois longitudinales opposées et sensiblement planes, procédé dans lequel on déplace au moins une lame, dite 25 première lame, vers une autre lame, dite deuxième lame, les deux lames étant situées de part et d'autre des parois longitudinales du tube et dans un même plan, dit plan de coupe, de sorte que l'on découpe le tube. De part le positionnement des lames et l'utilisation d'une seconde lame à la 30 place de la matrice de maintien de l'état de l'art, l'invention permet d'effectuer la coupe du tube en réduisant la course que les lames doivent parcourir pour couper le tube ce qui augmente la rapidité de la découpe et donc sa qualité. Le procédé selon l'invention permet également d'éviter d'écraser le perturbateur et de créer un copeau de matière. Selon un aspect de l'invention, on déplace au moins la première lame vers la 5 deuxième lame selon une direction, dite d'inclinaison faisant un angle, dit d'inclinaison, par rapport aux parois longitudinales strictement supérieur à 0° et strictement inférieur à 90°. L'angle d'inclinaison avec lequel la ou les lames pénètrent dans le tube 10 permet ainsi de découper le tube tout en minimisant les déformations que le tube subit lors de sa découpe. Autrement dit, la première lame se déplace vers la deuxième lame selon un mouvement sensiblement rectiligne dans la direction d'inclinaison. 15 Selon un exemple de réalisation de l'invention : - on fait défiler le tube dans une direction de déplacement, - on déplace les deux lames parallèlement à la direction de déplacement du tube. Le procédé de découpe du tube peut ainsi être réalisé pour une production de 20 tube en continue, c'est-à-dire pour des coupes dites « à la volées ». Avantageusement, le tube présente des degrés de liberté de mouvement dans le plan de coupe de sorte que l'une des lames joue automatiquement un rôle de réaction aux efforts engendrés par l'autre des lames sur le tube. On a, par exemple, 25 une répartition symétrique des efforts de part et d'autre du tube. Selon un aspect de l'invention, le plan de coupe est perpendiculaire aux parois longitudinales. 30 Selon un exemple de réalisation on déplace la deuxième lame vers la première lame selon une direction opposée à la direction d'inclinaison de manière simultanée au déplacement de la première lame selon ladite direction d'inclinaison.

Avantageusement, on déplace la première lame et la deuxième lame selon la même distance. Selon un aspect de l'invention, les lames comprennent un bord coupant pénétrant dans le tube, ledit bord coupant étant sensiblement parallèle aux parois longitudinales. Le bord coupant est sensiblement parallèle aux parois longitudinales, par exemple, au moment de pénétrer le tube et/ou en fin de course, en particulier durant toute l'opération de découpe du tube.

Selon un exemple de réalisation, en fin de course selon ladite direction d'inclinaison, les bords coupants sont sensiblement parallèle entre eux et situés à une distance l'un de l'autre, notamment inférieure ou égale à 0.05 mm, de sorte que le tube est coupé en deux.

Selon un autre exemple de réalisation, en fin de course selon ladite direction d'inclinaison, les bords coupants sont sensiblement parallèle entre eux et situés à une distance l'un de l'autre, notamment supérieure ou égale à 0.2 mm, de sorte que le tube comprend une coupure partielle. De manière avantageuse, on casse alors le tube en deux au niveau de la coupure partielle.

Selon un aspect de l'invention, l'angle d'inclinaison est inférieur ou égal à 45°. Avantageusement, l'angle d'inclinaison est compris entre 2° et 7°. Il est intéressant d'augmenter l'angle d'inclinaison pour réduire la course des lames. Il est avantageux de diminuer cet angle pour minimiser les déformations du tube.

L'invention concerne aussi un dispositif de découpe d'un tube, notamment pour échangeur de chaleur, ledit tube comprenant deux parois longitudinales opposées et sensiblement planes, ledit dispositif comprenant : - deux lames agencées pour être situées de part et d'autre du tube et déplaçables 30 dans un même plan, dit plan de coupe et - des moyens pour déplacer au moins une des lames, dite première lame, vers une autre des lames, dite deuxième lame, dans le plan de coupe.

Selon un aspect de l'invention, les moyens pour déplacer au moins la première lame vers la deuxième lame dans le plan de coupe sont agencés pour la ou les déplacer selon une direction, dite d'inclinaison, destinée à faire un angle, dit d'inclinaison, par rapport aux parois longitudinales strictement supérieur à 0° et strictement inférieur à 90°. Avantageusement, le dispositif comprend : - des moyens pour faire défiler le tube dans une direction de déplacement, - des moyens pour déplacer la première et la deuxième lames dudit dispositif parallèlement à la direction de déplacement du tube. Selon un exemple de réalisation les lames comprennent un bord coupant, ledit bord coupant étant évasé selon un angle inférieur ou égale à 35°. Ledit bord coupant est évasé selon un angle, par exemple, sensiblement égale à 30° de sorte que l'on réduit les bavures lors de la découpe. Le profile des lames permet ainsi d'éviter de créer des copeaux de matières du tube. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un échangeur utilisant des tubes obtenus selon le procédé de découpe décrit précédemment.

Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique en plan d'un exemple de réalisation d'un 25 échangeur de chaleur comprenant des tubes coupés grâce au procédé de l'invention. La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de découpe d'un tube selon l'invention. 30 La figure 3a est une vue en coupe transversale de lames du dispositif de découpe du tube.

La figure 3b est une vue similaire à la figure 3a représentant les lames au contact l'une de l'autre. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale du tube représenté à la figure 3a. Les tubes obtenus par le procédé de découpe de l'invention pourront être utilisés pour la fabrication d'un échangeur de chaleur 1 tel que représenté sur la figure 1. Cet échangeur est, par exemple, un condenseur d'une boucle de climatisation de l'habitacle d'un véhicule. L'échangeur 1 comprend ici un faisceau de tubes parallèles 2 dont les extrémités 2A sont reliées, de manière fixe et étanche, à des boîtes collectrices 3, 4.

En particulier, les tubes 2 dans lesquels circule le fluide caloporteur s'étendent longitudinalement selon un axe L, dit axe d'extension longitudinale L du tube 2. Entre les tubes 2 sont agencés des intercalaires 7 augmentant la surface d'échange thermique entre le fluide caloporteur circulant dans les tubes 2 et un deuxième fluide, notamment de l'air, traversant l'échangeur 1.

Les différents composants de l'échangeur de chaleur 1 sont, notamment, en aluminium. Ils sont assemblés, par exemple, par brasage. La figure 2 permet de représenter de manière schématisée un dispositif 50 de découpe du tube 2. On alimente le dispositif 50 avec le tube 2 grâce à une unité de formage du tube 52, située en amont du dispositif 50 par rapport à la direction de déplacement et formant le tube 2 de sorte qu'il soit prêt à être découpé. Le tube 2 sort du l'unité de formage 52 et est entraîné à l'extérieur de celle-ci par des galets d'entraînements 51. Le dispositif 50 effectue la découpe à une distance comprise environ entre 500 mm et 1000 mm de l'unité de formage 52, en particulier entre 500 mm et 1000 mm des derniers galets d'entraînements 51. Le tube 2 se retrouve alors en porte à faux par rapport à l'unité de formage 52, ce qui lui donne une liberté de mouvement dans un plan perpendiculaire à la direction de déplacement du tube 2.

On peut éventuellement prévoir des rouleaux de maintient ou encore des glisseurs accompagnant le tube 2 entre l'unité de formage 52 et le dispositif de découpe 50. Une fois coupé, le tube 2 tombe sur un tapis entraîneur 59, situé en aval du dispositif de découpe 50 par rapport au sens de défilement du tube 2 et en dessous du dispositif de découpe 50. Le tapis 59 présente une vitesse légèrement supérieure à la vitesse de défilement du tube 2 de sorte que deux tubes 2 coupés à la suite ne se superposent pas. Le tapis 59 permet ainsi d'évacuer les tubes 2 une fois coupés.

Le tube 2 comprend ici deux parois longitudinales 22, 23, opposée, sensiblement parallèle entre elles et par exemple plane. C'est par une des deux parois longitudinales 22, 23 que le tube 2 est au contact des galets à la sortie de l'unité de formage 52.

Le dispositif 50 comprend également des moyens 55 pour déplacer deux lames 61', 61" (mieux visibles aux figures suivantes) de découpe du tube 2 selon une direction représentée par la flèche référencé 56 sur la figure 2, direction parallèle à la direction de déplacement 57 du tube 2. Les deux lames 61', 61" sont ici situées de part et d'autre des parois longitudinales 22, 23 du tube 2 et dans un même plan, dit plan de coupe. Les moyens 55 pour déplacer les deux lames 61', 61" parallèlement à la direction de déplacement 57 du tube 2 présentent une vitesse égale à la vitesse du tube 2 pendant le travail de découpe du tube par les lames 61', 61" afin que la découpe puisse se faire de façon précise et en continue, c'est-à-dire sans arrêter l'unité de formage 52 et donc sans arrêter le défilement du tube 2.

Le dispositif 50 comprend en outre des moyens 58 pour déplacer au moins une des lames 61', dite première lame, vers l'autre des lames 61", dite deuxième lame, dans le plan de coupe de manière à découper le tube 2.

Autrement dit, selon le procédé de découpe du tube 2 de l'invention, on déplace au moins la première lame 61', vers la deuxième lame 61", dans le plan de coupe de sorte que l'on découpe le tube 2.

La figure 3a permet d'illustrer les première et deuxième lames 61' et 61" ainsi qu'un des tubes 2 de l'échangeur selon la coupe III - III de la figure 2, c'est-à-dire selon une coupe transversale parallèle au plan de coupe. Un tel tube 2 comprend un feuillard métallique 20, plié sur lui-même de façon à définir un volume interne 21 du tube 2. Le feuillard 20 présente les deux parois longitudinales 22, 23, dites respectivement paroi inférieure 22 et paroi supérieure 23. Le tube 2 comprend également deux parois latérales, dites paroi gauche 24 située à gauche à la figure 3a et paroi droite 25 située à droite à la figure 3a, reliant les deux parois longitudinales 22, 23 entres elles. Les parois latérales 24, 25 sont, notamment, de forme semi- circulaire de sorte que le tube 2 possède une section transversale sensiblement oblongue. Le feuillard 20 comprend également une première portion de bord 41 et une deuxième portion de bord 42 se rejoignant de façon à diviser le volume interne 21 en au moins deux canaux sur tout ou partie de la longueur du tube 2. Le tube 2 présente alors un profile en forme de B. Le tube 2 possède un perturbateur 30, par exemple, ondulé et inséré dans ledit volume interne 21. Ledit perturbateur 30 définit une pluralité de canaux 31, dans lesquels circule le fluide de sorte qu'il augmente la surface d'échange thermique et la tenue mécanique des tubes 2. La première lame 61' du dispositif est ici disposée au dessus du tube 2 alors que la deuxième lame 61" du dispositif est disposée au dessous du tube 2. Les lames sont ainsi situées de part et d'autre du tube 2, et sont, par exemple, symétrique entre elles. Elles s'étendent sensiblement dans le plan de coupe. Les lames 61', 61" comprennent un bord coupant 65, biseauté et permettant aux lames de pénétrer dans le tube 2 afin de le couper.

On déplace ici la première lame 61' vers la deuxième lame 61" dans le plan de coupe selon une direction d'inclinaison représentée par la flèche référencée 62 afin de découper le tube 2. La direction d'inclinaison 62 se trouve dans le plan de coupe et fait un angle a par rapport aux parois longitudinales 22, 23 strictement supérieur à 0° et strictement inférieur à 90°. Cet angle a est avantageusement inférieur à 45°. Il est par exemple compris entre 2° et 7° pour limiter la déformation du tube 2.

Le bord coupant peut être sensiblement parallèle aux parois longitudinales 22, 23, par exemple, au moment où il pénètre dans le tube 2 et notamment en fin de course des lames 61', 61". De manière avantageuse, le bord coupant est sensiblement parallèle aux parois longitudinales 22, 23 durant tout le travail de découpe du tube 2 par les lames 61', 61".

La découpe du tube 2 peut s'effectuer par le déplacement d'une des deux lames, par exemple, la première lame 61', vers l'autre des deux lames, notamment la deuxième lame 61".

La découpe du tube 2 peut également s'effectuer par le déplacement des deux lames l'une vers l'autre, la deuxième lame 61" se déplaçant selon une direction représentée par la flèche référencée 63, direction opposée à la direction d'inclinaison 62. Dans cette dernière variante, les deux lames 61', 61" se déplacent, par exemple, de manière simultanée. Le mouvement des lames 61', 61" se fait, notamment, de façon sensiblement rectiligne. Le tube 2 ayant des degrés de libertés de mouvement dans le plan de coupe, il pourra s'auto-ajuster entre les lames 61', 61" de sorte que les efforts de coupes seront répartis de chaque coté du tube 2. Ainsi, dans le cas où seule la première lame 61' se déplace, elle pénètre à l'intérieur du tube 2 d'une distance équivalente à celle parcourue à l'intérieur du tube 2 par la deuxième lame 61". En effet, la deuxième lame 61" ne bougeant pas, c'est le tube 2 qui se déplace vers la deuxième lame 61" grâce à ses degrés de libertés de mouvement dans le plan de coupe.

La figure 3b permet d'illustrer un exemple de réalisation selon lequel les deux lames 61', 61" se déplacent l'une vers l'autre selon une même distance. En fin de course, les bords coupants 65 sont, par exemple, sensiblement parallèle entre eux et situés ici à une distance l'un de l'autre inférieure à 0.05 mm de sorte que le tube 2 est coupé en deux. On peut noter qu'en fin de course, les bords coupants 65 pourraient se trouver, par exemple, à une distance l'un de l'autre supérieure à 0.2 mm de sorte que le tube 2 comprend une coupure partielle. Dans cet exemple de réalisation, le procédé selon l'invention prévoit de casser le tube 2 en deux au niveau de la coupure partielle. La figure 4 permet d'illustrer le fait que le plan de coupe est ici perpendiculaire aux parois longitudinales 22, 23 du tube 2. Ainsi, la découpe du tube 2 par les lames 61', 61" s'effectue selon un plan perpendiculaires aux parois longitudinales 22, 23. Autrement dit, selon l'exemple illustré à la figure 4, les lames s'étendent dans le plan de coupe en plus de se déplacer selon ce dernier. Bien sûr, les lames 61', 61" pourraient s'étendrent dans des plans proches du plan de coupe, c'est-à-dire inclinés de moins de 10°, notamment de 5° par rapport à ce dernier sans sortir du cadre de l'invention. Afin de faciliter la découpe du tube 2 par les lames 61', 61", les bords coupants pourront être de forme biseautée de sorte qu'il forme une pointe tranchante, c'est-à-dire que les bords coupants sont affûtés. Les bords coupant 65 sont ici doublement biseautés de sorte qu'ils sont symétriques par rapport au plan de coupe. Les bords coupants 65 forment ainsi un angle 3, par exemple, inférieure ou égal à 35°, notamment sensiblement égal à 30°.

L'épaisseur I des lames 61', 61" selon la direction longitudinale L est avantageusement sensiblement égale à 0,4 mm. Selon un mode de réalisation avantageux, l'affûtage des lames 61', 61" et leur épaisseur sont configurés pour permettre aux lames 61', 61", lors de la coupe, d'être 30 au contact du tube 2, par exemple, uniquement au niveau de leur bord coupant, c'est-à-dire le bord biseauté.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de découpe d'un tube (2), notamment pour échangeur de chaleur (1), ledit tube (2) comprenant deux parois longitudinales (22, 23) opposées et sensiblement planes, procédé dans lequel on déplace au moins une lame, dite première lame (61'), vers une autre lame, dite deuxième lame (61"), les deux lames étant situées de part et d'autre des parois longitudinales (22, 23) du tube (2) et dans un même plan, dit plan de coupe, de sorte que l'on découpe le tube (2).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on déplace au moins la première lame (61') vers la deuxième lame (61") selon une direction (62), dite d'inclinaison faisant un angle (a), dit d'inclinaison, par rapport aux parois longitudinales (22, 23) strictement supérieur à 0° et strictement inférieur à 90°.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel : - on fait défiler le tube (2) dans une direction de déplacement (57), - on déplace les deux lames (61', 61") parallèlement à la direction de déplacement du tube (57).
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tube (2) présente des degrés de liberté de mouvement dans le plan de coupe de sorte que l'une des lames joue automatiquement un rôle de réaction aux efforts engendrés par l'autre des lames sur le tube (2).
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le plan de coupe est perpendiculaire aux parois longitudinales (22, 23).
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on déplace la deuxième lame (61") vers la première lame (61") selon une 30 direction (63) opposée à la direction d'inclinaison (62) de manière simultanée au déplacement de la première lame (61') selon ladite direction d'inclinaison (62).
7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on déplace la première lame (61') et la deuxième lame (61") selon la même distance.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 5 lequel les lames (61', 61") comprennent un bord coupant (65) pénétrant dans le tube (2), ledit bord coupant (65) étant sensiblement parallèle aux parois longitudinales (22, 23).
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel en fin de course selon ladite direction d'inclinaison (62) les bords coupants (65) sont sensiblement parallèle entre eux et situés à une distance l'un de l'autre de sorte que le tube (2) comprend une coupure partielle.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel on casse le tube (2) en deux au niveau de la coupure partielle.
11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédente, dans lequel l'angle d'inclinaison (a) est inférieur ou égal à 45°.
12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'angle d'inclinaison (a) est compris entre 2° et 7°.
13. 13. Dispositif (50) de découpe d'un tube (2), notamment pour échangeur de chaleur, ledit tube (2) comprenant deux parois longitudinales (22, 23) opposées et sensiblement planes, dispositif (50) comprenant : - deux lames (61', 61") agencées pour être situées de part et d'autre du tube (2) et déplaçables dans un même plan, dit plan de coupe et - des moyens (58) pour déplacer au moins une des lames, dite première lame (61'), vers une autre des lames, dite deuxième lame (61"), dans le plan de coupe. 30
14. 14. Dispositif (50) selon la revendication 13, dans lequel les moyens (58) pour déplacer au moins la première lame (61') vers la deuxième lame (61") dans le plan de coupe sont agencés pour la ou les déplacer selon une direction (62), dite d'inclinaison, destinée à faire un angle (a), dit d'inclinaison, par rapport aux parois longitudinales (22, 23) strictement supérieur à 0° et strictement inférieur à 90°.
15. 15. Procédé de fabrication d'un échangeur utilisant des tubes obtenus selon le 5 procédé de découpe de l'une quelconque des revendications 1 à 12.