Machine pour la dilatation des tubes de batterie d'échange thermique du type ailetté

Abstract

 En vue de faciliter l'adaptation de la machine à des batteries ailetées (B) dont les tubes présentent des géométries différentes, la tête mobile (3) est équipée d'un barillet horizontal à section polygonale. Certaines au moins des faces de ce barillet comportent des moyens pour la fixation rapide des tiges de dilatation (27) suivant des géométries différentes. Les chariots de guidage (4) et le nez fixe (5) sont munis de panneaux perforés (31) prévus amovibles.

Description

[0001] La présente invention a trait aux batteries d'échange thermique comprenant une multitude d'ailettes montées transversalement le long d'une série de tubes rectilignes orientés parallèlement les uns aux autres et reliés entre eux par des portions coudées de raccordement.

[0002] On sait que pour assurer une fixation parfaite des ailettes sur les tubes et améliorer ainsi la transmission thermique entre lesdites ailettes et tubes, il est nécessaire, une fois les ailettes provisoirement montées le long des tubes et préalablement à la pose des portions coudées de raccordement, de procéder à la dilatation à force de ces tubes. Cette opération est le plus souvent réalisée en introduisant dans chacun des tubes de la batterie une tige pourvue d'un embout en forme d'olive dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre interne des tubes.

[0003] Les documents US-A-3 487 (AMES), FR-A-2 369 033 (CHAUSSON) et US-A-4 738 130 (HOMMA) illustrent bien cette technique.

[0004] Pour obtenir l'enfoncement simultané de l'ensemble des tiges de dilatation, on a généralement recours à des machines semblables à des presses qui comportent une tête mobile équipée d'une série de tiges parallèles, et un nez fixe au droit duquel est retenue la batterie à dilater. Entre la tête et le nez sont prévus des chariots de guidage propres à éviter tout flambage intempestif des tiges.

[0005] Bien évidemment les tiges de dilatation doivent être disposées, sur la tête mobile et au travers des chariots de guidage et du nez fixe, suivant une géométrie identique à celle des tubes des batteries à travailler. Or cette géométrie diffère très sensiblement suivant les différents types de batteries, en fonction notamment de la capacité d'échange thermique prévue pour celles-ci.

[0006] On conçoit dans ces conditions que l'adaptation d'une machine de dilatation à un nouveau type de batteries implique un travail long et fastidieux du fait qu'il y a lieu de démonter les tiges fixées sur la tête mobile, de les dégager des chariots de guidage et du nez fixe, de changer les plaques intermédiaires, de réengager ces tiges suivant la nouvelle géométrie et de les assujettir à nouveau sur la tête. Ces opérations, confiées à un personnel spécialisé, se révèlent très coûteuses, ne serait-ce que par suite de l'arrêt prolongé du cycle de fabrication des batteries échangeuses.

[0007] C'est à cet inconvénient qu'entend plus particulièrement remédier la présente invention, laquelle a pour objet la machine qui est définie à la revendication 1.

[0008] En fait l'invention consiste principalement à faire comporter à la tête mobile un barillet à section polygonale et équiper certaines au moins des faces de ce barillet de moyens propres à assurer la fixation des extrémités arrière des tiges de dilatation, ces moyens étant disposés suivant des géométries différentes de manière à ce que ledit barillet soit susceptible, moyennant rotation et verrouillage, d'assurer très rapidement la dilatation de différents types de batteries.

[0009] Les moyens de fixation prévus sur les faces du barillet sont avantageusement constitués par une plaque mobile découpée d'une série de boutonnières dont chacune présente d'une part une partie à profil semi-circulaire apte à accueillir l'extrémité arrière de l'une des tiges de dilatation, d'autre part une partie allongée à petite largeur conformée pour accueillir une portion de dimension réduite de chaque tige. A cette plaque mobile est associé un vérin dont la commande assure le déplacement longitudinal de ladite plaque à l'encontre de moyens élastiques de rappel qui tendent à maintenir cette plaque à la positon verrouillée des tiges. On obtient ainsi le montage et le démontage directs de l'ensemble des tiges.

[0010] Suivant une autre caractéristique de l'invention, les chariots de guidage et le nez fixe sont équipés d'au moins un panneau perforé, prévu facilement amovible de façon à ce que l'utilisateur puisse monter en place des panneaux comportant la géométrie correspondant au type de batteries à travailler.

[0011] Par ailleurs et conformément à un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, la tête mobile et les chariots se déplacent le long de rails orientés horizontalement. On évite ainsi d'avoir à conférer aux chariots de guidage un déplacement positif au fur et à mesure de l'avance de la tête mobile, puisque c'est cette dernière qui repousse successivement les chariots.

[0012] Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :

[0013] Fig. 1 est une vue de côté schématique montrant l'agencement général d'une machine de dilatation établie conformément l'invention, la tête mobile étant à sa position initiale reculée.

[0014] Fig. 2 reproduit fig. 1 à la position avancée de la tête mobile.

[0015] Fig. 3 est une coupe horizontale de la tête mobile et de son barillet.

[0016] Fig. 4, 5 et 6 sont des coupes de détail illustrant l'agencement et le fonctionnement du mécanisme prévu dans le barillet pour le montage et le verrouillage des tiges de dilatation.

[0017] Fig. 7 montre en perspective la fixation amovible des panneaux perforées sur les chariots de guidage.

[0018] La machine représentée en fig. 1 et 2 comprend un bâti 1 qui s'étend horizontalement sur le sol. Ce bâti 1 supporte deux rails ou guides horizontaux 2, orientés parallèlement l'un à l'autre au-dessus du sol. Sur ces rails 2 sont suspendus une tête mobile 3, une série de chariots de guidage 4 et un nez fixe 5.

[0019] Au-dessus des rails 2, le bâti 1 supporte une tige filetée ou vis 6 qui s'étend sur pratiquement toute la longueur de la machine en étant disposée suivant le plan moyen des rails 2. Cette tige ou vis 6 est entraînée en rotation par un moteur supérieur 7 en vue d'assurer le déplacement longitudinal lent d'un écrou 8 rendu solidaire du châssis de la tête mobile 3.

[0020] Entre deux longerons 9 (fig. 3) de ce châssis est monté à rotation un barillet 10 qui est orienté transversalement aux rails 2. Dans l'exemple de réalisation envisagé, ce barillet 10, supposé à section carrée, est formé par deux moyeux latéraux 11 sur lesquels sont fixés quatre flasques massifs 12. Les moyeux 11 sont perforés pour recevoir deux pivots 13 portés par les longerons 9 du châssis.

[0021] On observera que l'un des pivots 13 est solidaire d'une roue dentée 14 qui engrène avec un pignon 15 calé sur un petit arbre 16 ; ce dernier traverse le longeron 9 adjacent pour être équipé d'un moyen de manoeuvre approprié, constitué par un volant 17 dans l'exemple de réalisation envisagé. A l'opposé de ce mécanisme de manoeuvre en rotation sont prévus deux doigts coulissants 18 élastiquement engagés dans deux logements borgnes 12a pratiqués dans chacun des flasques 12. Deux petits vérins 19 à simple effet assurent le retrait momentané des doigts 18 hors des logements 12a lorsque l'utilisateur entend faire tourner le barillet 10 pour l'amener à une autre orientation angulaire d'indexation.

[0022] En avant de chacun des quatre flasques 12 du barillet 10 est prévue une paroi perforée 20 disposée à une faible distance du flasque correspondant afin de ménager avec celui-ci un logement pour le montage coulissant d'une plaque 21. Comme montré en fig. 4 et 5, chaque plaque mobile 21 est découpée d'une série de boutonnières 21a, en nombre égal à celui des perforations 20a de la paroi fixe 20 qui lui correspond.

[0023] L'un des bords transversaux de chaque plaque 21 porte des tiges de guidage 22 qui traversent avec jeu une entretoise 23 pour être équipées de ressorts 24. Ces ressorts 24 tendent à maintenir la plaque mobile 21 en appui contre une entretoise opposée 25 (fig. 3) ; à cette position, illustrée en fig. 4, chacune des perforations 20a de la paroi perforée se trouve en coïncidence avec la partie allongée à petite largeur de l'une des boutonnières 21a de la plaque 21. Un petit vérin latéral 26, apte à actionner l'une des tiges 22, permet de repousser la plaque 21 à l'encontre des ressorts 24 afin d'amener la partie à profil semi-circulaire de chaque boutonnière 21a en coïncidence axiale avec l'une des perforations 20a, comme montré en fig. 5.

[0024] On comprend que les dessins des perforations 20a et des boutonnières 21a des quatre jeux de parois 20 et de plaques mobiles 21 du barrrilet 10 peuvent être différents pour correspondre aux géométries des tubes de quatre types de batteries ailetées. L'actionnement momentané des vérins d'indexage 19 et du volant de manoeuvre 17 (qui peut bien entendu être remplacé par un petit moteur) permet d'amener le barillet 10 à une position angulaire telle que le jeu 20-21 disposé verticalement face au nez fixe 5 correspond au type des batteries ailetées à dilater.

[0025] Il suffit alors à l'opérateur d'actionner le vérin 26 pour amener la plaque mobile 21 à la position d'engagement suivant fig. 5. A ce moment et comme montré en fig. 6, l'extrémité arrière des tiges de dilatation 27 peut être engagée dans les perforations 20a et dans la partie semi-circulaire des boutonnières 21a jusqu'à prendre appui contre le flasque 12 envisagé. On fait alors cesser l'actionnement du vérin 26, de sorte que les ressorts 24 tendent à ramener la plaque mobile 21 à la position verrouillée suivant fig. 4. Ce retour est rendu possible par suite d'une gorge 27a ménagée sur chaque tige 27, cette gorge définissant une portion à section amincie dont le diamètre correspond substantiellement à la largeur de la partie allongée de chaque boutonnière 21a. Les tiges 27 sont alors fermement verrouillées.

[0026] Comme montré en fig. 7, chaque chariot de guidage 4 comprend deux montants 28 dont la partie supérieure est pourvue de deux patins 29 profilés pour coopérer avec les rails 2. La partie inférieure des montants 28 est solidaire de deux longerons 30 superposés conformés à la manière de coulisses en vue d'assurer le montage coulissant d'un panneau amovible 31. La retenue en place de ce panneau 31 est opérée à l'aide d'un loquet basculant 32 articulé sur l'un des deux longerons 30 et équipé d'un petit verrou d'immobilisation 33 ; en position haute, ce loquet 32 maintient le panneau 31 en appui contre une butée 34 prévue sur le montant 28 opposé à celui qui porte ledit loquet.

[0027] On conçoit que le panneau 31 est découpé d'ouvertures 31a disposées suivant une géométrie identique celle des boutonnières 21a de l'une des quatre plaques 21 du barillet 10 et des perforations 20a de l'une des parois perforées 20. Dans ces conditons, disposant de quatre types de panneaux 31 différents, l'opérateur peut très rapidement adapter l'ensemble des chariots de guidage 4 au type des batteries ailetées à dilater, les tiges de dilatation traversant les ouvertures 31a de tous les chariots 4 avant d'être verrouillées dans le barillet 10.

[0028] Un agencement identique est adopté pour le nez 5 suspendu et fixé à demeure en bout des rails 2. Dans la construction illustrée en fig. 1 et 2, on a supposé que ce nez fixe 5 était muni de deux panneaux perforés 31, maintenus parallèlement l'un l'autre à l'aide de loquets 32.

[0029] Le fonctionnement général de la machine suivant l'invention est analogue à celui des machines verticales classiques. Chaque batterie à travailler, référencée B en fig. 1 et 2, est disposée et fixée immédiatement en avant du nez 5, à l'aide d'un dispositif de chargement et de retenue de type conventionnel, les tubes de ladite batterie s'ouvrant en vis-à-vis du nez. La tête mobile 3 est à la position reculée illustrée en fig. 1, les chariots 4 étant placés à des intervalles rendus réguliers par des chaînettes 35 les reliant les uns aux autres.

[0030] Les tiges de dilatation 27 étant convenablement mises en place, il suffit d'actionner le moto-réducteur 7 associé à la vis 6 pour opérer le déplacement lent de la tête 3 et l'enfoncement force des tiges 27 dans les tubes de la batterie B, les chariots de guidage 4 étant eux-mêmes successivement déplacés par le mouvement d'avance de la tête 3. On arrive ainsi à la position représentée en fig. 2 et l'on comprend que la rotation de la vis 6 en sens inverse assure le retour de l'ensemble à la position suivant fig. 1.

[0031] L'adaptation de la machine à un autre type de batteries B est susceptible d'être réalisée très rapidement. Les tiges 27 sont démontées de la tête 3 moyennant actionnement du vérin 26 attelé à la plaque coulissante 21 qui les maintenait, et elles sont dégagées des chariots 4 et du nez 5 par l'avant de la machine. Après actionnement des vérins d'indexage 19, le volant 17 est manoeuvré pour amener à la position utile le jeu 20-21 comportant la géométrie désirée et l'on remplace les panneaux perforés 31 des chariots 4 et du nez 5 par ceux présentant la géométrie en cause. Il suffit alors d'engager les tiges 27 dans les nouveaux panneaux et dans la tête 3 et de faire cesser la commande du vérin 26, les ressorts 26 ramenant alors la plaque 21 à la position de verrouillage.

[0032] Il n'est pas sans intérêt d'observer que l'orientation horizontale de la machine simplifie l'ensemble des manoeuvres d'adaptation, les opérateurs pouvant se placer latéralement en avant du nez 5.

Revendications

1. Machine pour la dilatation des tubes des batteries d'échange thermique du type aileté, du genre comprenant une tête mobile (3) équipée de tiges de dilatation (27), une série de chariots de guidage (4), un nez fixe (5) et des moyens (6-7-8) pour déplacer ladite tête et enfoncer ainsi à force les tiges précitées dans les tubes d'une batterie (B) maintenue fixe en avant du nez, caractérisée en ce que la tête mobile (3) comporte un barillet (10) à section polygonale dont certaines au moins des faces sont équipées de moyens (20-21) propres à assurer la fixation des extrémités arrière des tiges de dilatation (27), lesquels moyens sont disposés suivant des géométries différentes sur les différentes faces du barillet précité.

2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation portés par certaines au moins des faces du barillet comprennent en combinaison une paroi antérieure perforée (20) et une plaque mobile (21) percée de boutonnières (21a) disposées en coïncidence avec les perforations (20a) de la paroi précités.

3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les boutonnières (21a) de la plaque mobile (21) présentent une première partie à profil semi-circulaire et une seconde partie à profil allongé dont la largeur est inférieure au diamètre de la première partie, tandis que l'extrémité arrière de chacune des tiges (27) comporte une partie amincie ou gorge (27a).

4. Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'à chaque plaque mobile (21) sont associés d'une part des moyens élastiques (24) aptes à la maintenir en position de verrouillage, d'autre part un vérin (26) propre à la repousser à l'encontre de ces moyens élastiques.

5. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au barillet (10) sont associés d'une part un mécanisme de manoeuvre en rotation (17), d'autre part des moyens d'indexage (18-19).

6. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les chariots de guidage (4) et le nez fixe (5) sont conformés pour recevoir au moins un panneau perforé amovible (31) convenablement retenu en place.

7. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la tête (3) et les chariots de guidage (4) sont mobiles le long de rails (2) orientés à l'horizontale.

Dessins